【學習】第1章內燃機的工作指標

1、第一章第一章 內燃機的工作指標內燃機的工作指標 第一節(jié)第一節(jié) 內燃機理論循環(huán)內燃機理論循環(huán)第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標第五節(jié)第五節(jié) 內燃機其它性能指標內燃機其它性能指標第六節(jié)第六節(jié) 機械損失與機械效率機械損失與機械效率第七節(jié)第七節(jié) 提高內燃機動力性與經(jīng)濟性的途徑提高內燃機動力性與經(jīng)濟性的途徑 第八節(jié)第八節(jié) 內燃機熱平衡內燃機熱平衡 編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)一、研究理論循環(huán)的目的一、研究理論循環(huán)的目的 1.用簡單公式闡明熱力學參數(shù)間關系，明確提高循環(huán)用簡單公式闡明

2、熱力學參數(shù)間關系，明確提高循環(huán)效率和平均壓力的途徑；效率和平均壓力的途徑；2.確定循環(huán)效率的極限，判斷實際內燃機經(jīng)濟性改進確定循環(huán)效率的極限，判斷實際內燃機經(jīng)濟性改進潛力和工作過程進行的完善程度；潛力和工作過程進行的完善程度；3.有利于比較各種熱力循環(huán)的經(jīng)濟性。有利于比較各種熱力循環(huán)的經(jīng)濟性。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)二、理論循環(huán)假設二、理論循環(huán)假設1.工質是理想氣體，其物理常數(shù)與標準狀態(tài)下的空氣工質是理想氣體，其物理常數(shù)與標準狀態(tài)下的空氣物理常數(shù)相同；物理常數(shù)相同；2.工質在閉口系統(tǒng)中作封閉循環(huán)；工質在閉口系統(tǒng)中作封閉循環(huán)；3.工質的壓縮及膨脹是絕熱等熵過程；工

3、質的壓縮及膨脹是絕熱等熵過程；4.燃燒是外界無數(shù)個高溫熱源定容或定壓向工質加熱，燃燒是外界無數(shù)個高溫熱源定容或定壓向工質加熱，工質放熱為定容放熱。工質放熱為定容放熱。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)三、理論循環(huán)三、理論循環(huán)1.定容（定容（Otto）循環(huán)：汽油機按等容循環(huán)工作，燃燒）循環(huán)：汽油機按等容循環(huán)工作，燃燒速度高，簡化為速度高，簡化為Otto循環(huán)。循環(huán)。2.等壓（等壓（Diesel）循環(huán)：低速柴油機，高增壓柴油機，）循環(huán)：低速柴油機，高增壓柴油機，受缸內最高壓力限制，燃料大部分在上止點后燃燒，受缸內最高壓力限制，燃料大部分在上止點后燃燒，簡化為簡化為Diesel循

4、環(huán)。循環(huán)。3.混合循環(huán)：高速柴油機，燃料部分在上止點附近燃混合循環(huán)：高速柴油機，燃料部分在上止點附近燃燒，部分在上止點后燃燒，簡化為混合循環(huán)。燒，部分在上止點后燃燒，簡化為混合循環(huán)。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)五、理論循環(huán)分析五、理論循環(huán)分析1.壓縮比壓縮比壓縮比增加，三個循環(huán)的熱效率增加。壓縮比增加，壓縮比增加，三個循環(huán)的熱效率增加。壓縮比增加

5、，溫差及膨脹比增加，熱效率增加；溫差及膨脹比增加，熱效率增加；由由TS圖知，初始點一定，加熱量一定，壓縮比增圖知，初始點一定，加熱量一定，壓縮比增加，放熱量減少，由熱效率公式知，熱效率增加。加，放熱量減少，由熱效率公式知，熱效率增加。柴油機壓縮比增加，主要考慮冷起動，但熱效率增柴油機壓縮比增加，主要考慮冷起動，但熱效率增加已經(jīng)很少；但汽油機壓縮比增加，熱效率增加很加已經(jīng)很少；但汽油機壓縮比增加，熱效率增加很大。但壓縮比大于大。但壓縮比大于12后，熱效率上升已經(jīng)很慢。后，熱效率上升已經(jīng)很慢。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)五、理論循環(huán)分析五、理論循環(huán)分析2.等熵指數(shù)等熵指

6、數(shù)空氣的等熵指數(shù)為空氣的等熵指數(shù)為，燃料與空氣混合氣的等熵指數(shù)，燃料與空氣混合氣的等熵指數(shù)小于小于，混合氣稀，等熵指數(shù)增大，熱效率增加。，混合氣稀，等熵指數(shù)增大，熱效率增加。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)五、理論循環(huán)分析五、理論循環(huán)分析4.預脹比預脹比定壓循環(huán)：定壓循環(huán)：等熵指數(shù)、壓縮比定，預脹比增加，熱效率下降，后等熵指數(shù)、壓縮比定，預脹比增加，熱效率下降，后加入熱量膨脹不充分，排給冷源損失加入熱量膨脹不充分，排給冷源損失 。混合循環(huán)：混合循環(huán)：初始點一定，壓縮比與加熱量一定，預脹比增加，循初始點一定，壓縮比與

7、加熱量一定，預脹比增加，循環(huán)熱效率下降。環(huán)熱效率下降。編輯ppt第一節(jié)第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán)內燃機的理論循環(huán)六、比較六、比較1.加熱量、初始點一定，壓縮比相同，比較三種循環(huán)加熱量、初始點一定，壓縮比相同，比較三種循環(huán)熱效率的大小。熱效率的大小。放熱量等容加熱循環(huán)最小，混合循環(huán)居中，等壓循放熱量等容加熱循環(huán)最小，混合循環(huán)居中，等壓循環(huán)最大；環(huán)最大；等容熱循環(huán)熱效率最大，混合循環(huán)居中，等壓循環(huán)等容熱循環(huán)熱效率最大，混合循環(huán)居中，等壓循環(huán)最小。最小。2.加熱量一定，初始點一定，最高壓力一定，比較三加熱量一定，初始點一定，最高壓力一定，比較三種循環(huán)的熱效率的大小。種循環(huán)的熱效率的大小。放熱量等容加熱

8、循環(huán)最大，混合循環(huán)居中，等壓循放熱量等容加熱循環(huán)最大，混合循環(huán)居中，等壓循環(huán)最小；環(huán)最??；等容加熱循環(huán)熱效率最小，混合循環(huán)居中，等壓循等容加熱循環(huán)熱效率最小，混合循環(huán)居中，等壓循環(huán)最大。環(huán)最大。編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)一、進氣過程：一、進氣過程：ra1、作用：吸入新氣，為加入、作用：吸入新氣，為加入Q1作準備。作準備。2、特點：、特點： PaP0 克服進系統(tǒng)阻力克服進系統(tǒng)阻力 TaT0 缸內殘余廢氣加熱缸內殘余廢氣加熱 進氣受熱進氣受熱 高溫機件加熱高溫機件加熱 汽油機進氣予熱汽油機進氣予熱 燃油蒸發(fā)吸熱燃油蒸發(fā)吸熱3、參數(shù)：、參數(shù)： Pa Ta 汽油機：汽油機

9、：(0.80.9) P0 340380K 柴油機：柴油機：(0.850.95) P0 300340K 汽油機阻力增加，汽油機阻力增加， Pa 下降；汽油機進排氣管同側布置，進氣預熱增下降；汽油機進排氣管同側布置，進氣預熱增加，加， Ta 增加增加編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)二、壓縮過程二、壓縮過程：ac 1、作用：、作用：擴大溫差擴大溫差 增加膨脹比增加膨脹比 為燃燒創(chuàng)造有利條件為燃燒創(chuàng)造有利條件: 柴油機壓燃，柴油機壓燃， Tc 著火溫度著火溫度 汽油機溫度及密度增加汽油機溫度及密度增加火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?增加增加壓力升高比增加壓力升高比增加循環(huán)熱效率增加循

10、環(huán)熱效率增加2、壓縮比：、壓縮比： 汽油機：汽油機：710，壓縮比增加，壓縮比增加循環(huán)熱效率增加，受爆震限制循環(huán)熱效率增加，受爆震限制 柴油機：柴油機：1422，保證著火，保證著火3、特點：多變過程特點：多變過程PVn1=const 為計算方便，為計算方便，n1取平均，取平均， n1的確定，保證在壓縮始點和終點的狀態(tài)的確定，保證在壓縮始點和終點的狀態(tài)與實際相符即可。使工質溫度增加的因素都使與實際相符即可。使工質溫度增加的因素都使n1增加增加。n1范圍：范圍： 柴油機：柴油機：1.381.40 柴油機壓縮的是空氣，兩原子氣體柴油機壓縮的是空氣，兩原子氣體 汽油機：汽油機：1.321.38 汽油機

11、壓縮的是混合氣，多原子氣體汽油機壓縮的是混合氣，多原子氣體編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)4、壓縮終了參數(shù)、壓縮終了參數(shù)Pc=Pan1Tc=Ta n1-1Pc與與Tc范圍：范圍： 柴油機柴油機 汽油機汽油機Pc （MPa ） 35 0.82Tc （K） 7501000 600750 柴油機柴油機大大編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)三、燃燒過程：三、燃燒過程：cz1、作用：燃料化學能、作用：燃料化學能工質熱能工質熱能使壓力溫度增加，即加入使壓力溫度增加，即加入Q12、要求：燃燒完全、及時（越靠近上止點，熱效率越高）、要求：燃燒完全、及時（越靠近上止

12、點，熱效率越高）汽油機：均勻混合氣，傳播式燃燒，接近等容汽油機：均勻混合氣，傳播式燃燒，接近等容柴油機：開始燃燒較快，接近等容，后面邊噴油、邊混合、邊燃燒，柴油機：開始燃燒較快，接近等容，后面邊噴油、邊混合、邊燃燒，接近等壓，定容接近等壓，定容+定壓定壓3、參數(shù)：、參數(shù)： Pz（MPa） Tz（K） 汽油機汽油機 36.5 22002800柴油機柴油機 4.59 18002200 柴油機柴油機大大 柴油機柴油機a大大編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)四、四、膨脹過程膨脹過程：zb1.作用：熱向功轉換，膨脹比越大，熱效率越高作用：熱向功轉換，膨脹比越大，熱效率越高2.特點：

13、多變過程，特點：多變過程，PVn2=const，比壓縮過程復雜，除熱交換外，還有，比壓縮過程復雜，除熱交換外，還有補燃，工質高溫分解等。補燃，工質高溫分解等。一般用平均多變指數(shù)一般用平均多變指數(shù)n2來代替，只要來代替，只要n2使始點與終點的狀態(tài)與實際使始點與終點的狀態(tài)與實際相同即可。相同即可。范圍：范圍： 汽油機汽油機 柴油機柴油機 1.231.28 1.151.28 柴油機補燃多柴油機補燃多3.參數(shù)參數(shù)汽油機：汽油機：Pb=Pz/n2 Tb=Tz /n2-1柴油機：柴油機：Pb=Pz/n2 Tb=Tz / n2-1參數(shù)：參數(shù)： Pb（MPa） Tb（K）柴油機：柴油機： 0.20.5 100

14、01200K汽油機：汽油機： 0.30.6 12001500K 柴油機柴油機大大編輯ppt第二節(jié)第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)五、排氣過程：五、排氣過程：br1、作用：清除廢氣，放出、作用：清除廢氣，放出Q2為下一循環(huán)作準備為下一循環(huán)作準備2、特點：、特點：PrP0，克服排氣系統(tǒng)阻力，克服排氣系統(tǒng)阻力Pr ： Pr大，說明留在缸內殘氣多大，說明留在缸內殘氣多Tr ：一般為檢查內燃機工作狀態(tài)的參數(shù)，：一般為檢查內燃機工作狀態(tài)的參數(shù)， Tr下降，工作過程好。下降，工作過程好。3、參數(shù)、參數(shù) 柴油機柴油機 汽油機汽油機Pr （） P0 Tr 700900K 9001100K編輯ppt第二節(jié)

15、第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán)內燃機的實際循環(huán)六、實際循環(huán)與理論循環(huán)的差別六、實際循環(huán)與理論循環(huán)的差別1、工質的質和量不是常數(shù)、工質的質和量不是常數(shù) 比熱容的影響。比熱容的影響。2、傳熱損失、傳熱損失3、更換工質損失。、更換工質損失。 換氣損失。換氣損失。4、燃燒損失、燃燒損失 燃燒速度的影響燃燒速度的影響 后燃及不完全燃燒損失后燃及不完全燃燒損失編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標性能指標：性能指標：動力性指標：功率、轉矩、轉速動力性指標：功率、轉矩、轉速經(jīng)濟性指標：燃料與潤滑油消耗率經(jīng)濟性指標：燃料與潤滑油消耗率運轉性能指標：冷起動性能、噪聲和排氣品質運轉性能指標：冷起動性能、噪

16、聲和排氣品質耐久可靠性指標：大修、更換零件之間的最長運行耐久可靠性指標：大修、更換零件之間的最長運行時間、無故障長期運行能力時間、無故障長期運行能力編輯ppt一、示功圖一、示功圖PV圖及圖圖及圖 P 圖兩種圖兩種可以互相轉換?？梢曰ハ噢D換。第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標二、指示指標二、指示指標指示指標：用來評定實際循環(huán)的好壞，以工質在氣缸內對指示指標：用來評定實際循環(huán)的好壞，以工質在氣缸內對活塞作功為基礎?；钊鞴榛A。1.指示功和平均指示壓力指示功和平均指示壓力2.指示功率指示功率3.指示效率、指示燃油消耗率指示效率、指示燃油

17、消耗率編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標二、指示指標二、指示指標1.指示功和平均指示壓力指示功和平均指示壓力（1）指示功指示功Wi：一個實際循環(huán)工質對活塞所作的有用功。：一個實際循環(huán)工質對活塞所作的有用功。四沖程非增壓內燃機：四沖程非增壓內燃機：F1-F2 四沖程增壓內燃機：四沖程增壓內燃機： F1+F2二沖程內燃機：二沖程內燃機：FiF2一般稱泵氣損失或泵氣功，由于實驗上測試方便，把一般稱泵氣損失或泵氣功，由于實驗上測試方便，把F2包括在發(fā)動機的機械損失中，而把包括在發(fā)動機的機械損失中，而把F1表示的功稱為表示的功稱為Wi。編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指

18、標編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標Pmi(MPa):柴油機：柴油機：四沖程非增壓柴油機：四沖程非增壓柴油機： 四沖程增壓柴油機：四沖程增壓柴油機： 二沖程柴油機：二沖程柴油機： 汽油機：汽油機：四沖程摩托車用汽油機：四沖程摩托車用汽油機：四沖程小客車用汽油機：四沖程小客車用汽油機：四沖程載貨車用汽油機：四沖程載貨車用汽油機：二沖程小型風冷汽油機：二沖程小型風冷汽油機：編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標 編輯ppt第三節(jié)第三節(jié) 內燃機指示指標內燃機指示指標

19、范圍：范圍： 指示熱效率指示熱效率 big/kWh四沖程柴油機：四沖程柴油機： 0.410.5 210175二沖程柴油機：二沖程柴油機： 0.400.48 218177四沖程汽油機：四沖程汽油機： 0.250.40 344218二沖程汽油機：二沖程汽油機： 0.190.27 435305編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標以曲軸上輸出的功率為基礎，代表了發(fā)動機整機的性能。以曲軸上輸出的功率為基礎，代表了發(fā)動機整機的性能。一、內燃機動力性指標一、內燃機動力性指標有效功率有效功率有效轉矩有效轉矩平均有效壓力平均有效壓力升功率升功率轉速與活塞平均速度轉速與活塞平均速度二、二、 經(jīng)濟性

20、指標經(jīng)濟性指標有效熱效率有效熱效率有效燃油消耗率有效燃油消耗率編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標Pme范圍：范圍： MPa農(nóng)用柴油機農(nóng)用柴油機 0.50.7 汽車用柴油機汽車用柴油機 0.71 強化高速柴油機強化高速柴油機 12.9 固定船用中速柴油機固定船用中速柴油機 0.62.5 四沖程摩托車用汽油機四沖程摩托車用汽油機 0.781.2 四沖程小客車用汽油機四沖程小客車用汽油機 0.651.25 四沖程載貨汽車用汽油機

21、四沖程載貨汽車用汽油機 0.60.7 二沖程小型風冷汽油機二沖程小型風冷汽油機 編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標PL范圍：范圍： kW/L農(nóng)用柴油機農(nóng)用柴油機 815 汽車用柴油機汽車用柴油機 2045 強化高速柴油機強化高速柴油機 2045 固定船用中速柴油機固定船用中速柴油機 48 四沖程摩托車用汽油機四沖程摩托車用汽油機 5070 四沖程小客車用汽油機四沖程小客車用汽油機 4064 四沖程載貨汽車用汽油機四沖程載貨汽車用汽油機 2550 二沖程小型風冷汽油機二沖程小型風冷汽油機 2075 編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃

22、機有效指標內燃機有效指標5、轉速與活塞平均速度、轉速與活塞平均速度n增加，單位時間內做功次數(shù)增加，功率增加，但是：增加，單位時間內做功次數(shù)增加，功率增加，但是：n增增加，活塞平均速度加，活塞平均速度Cm也增加，從而：慣性增加，熱負荷也增加，從而：慣性增加，熱負荷增加，摩擦增加；壽命下降。增加，摩擦增加；壽命下降。Cm是表征內燃機強化程度的參數(shù)，汽油機是表征內燃機強化程度的參數(shù)，汽油機Cm小于小于，柴油，柴油機機Cm小于小于13m/s，為提高發(fā)動機，為提高發(fā)動機n，又不使，又不使Cm過大，采過大，采用小用小S，一般用，一般用S/D表示。表示。S/D下降，可以提高下降，可以提高n，但燃燒，但燃燒室

23、面容比增加，不利燃燒，室面容比增加，不利燃燒，HC排放增加，傳熱增加。排放增加，傳熱增加。編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標編輯ppt第四節(jié)第四節(jié) 內燃機有效指標內燃機有效指標范圍：范圍： beg/kWh 有效熱效率有效熱效率 低速柴油機低速柴油機 中速柴油機中速柴油機 高速柴油機高速柴油機 四沖程汽油機四沖程汽油機 二沖程汽油機二沖程汽油機 編輯ppt第五節(jié)第五節(jié) 內燃機其它性能評定內燃機其它性能評定編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失一、機械損失的組成與機械效率一、機械損失的組成與機械效率 1、機械損

24、失的組成機械損失的組成（1）摩擦損失摩擦損失活塞與活塞環(huán)的摩擦損失活塞與活塞環(huán)的摩擦損失連桿、曲軸軸承摩擦連桿、曲軸軸承摩擦配氣機構的摩擦損失配氣機構的摩擦損失流體摩擦損失流體摩擦損失（2）驅動附件損失驅動附件損失（3）泵氣損失泵氣損失編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失范圍：范圍：摩擦損失摩擦損失6275%活塞和活塞環(huán)的摩擦損失活塞和活塞環(huán)的摩擦損失 4565%連桿、曲軸軸承摩擦連桿、曲軸軸承摩擦 1520%配氣機構的摩擦損失配氣機構的摩擦損失 23%驅動附件損失驅動附件損失 1020%泵氣損失泵氣損失 1020%編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失編

25、輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失機械效率的范圍：機械效率的范圍：非增壓柴油機：非增壓柴油機：增壓柴油機：增壓柴油機： 汽油機：汽油機： 編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失二、機械損失的測定二、機械損失的測定內燃機機械損失的影響因素極為復雜，無法用分內燃機機械損失的影響因素極為復雜，無法用分析法求出確切值，只能用試驗測定。析法求出確切值，只能用試驗測定。測量方法：示功圖法、倒拖法、滅缸法（單缸熄測量方法：示功圖法、倒拖法、滅缸法（單缸熄火法）、油耗線法（負荷特性法）火法）、油耗線法（負荷特性法） 編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失

26、1、示功圖法：、示功圖法：測量方法：測量方法：（1）用各種示功器測出氣缸的示功圖，算出）用各種示功器測出氣缸的示功圖，算出Pmi及及pi;（2）用測功器測出）用測功器測出Pme或或Pe。則：則：Pm=Pi-Pe或或Pmm=Pmi-Pme影響測量精度因素：影響測量精度因素：（1）活塞上止點位置確定精度）活塞上止點位置確定精度（2）多缸機各缸的不均勻性）多缸機各缸的不均勻性編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失2、倒拖法、倒拖法測量方法：內燃機與電力測功機相連，在穩(wěn)定工況水溫、油溫測量方法：內燃機與電力測功機相連，在穩(wěn)定工況水溫、油溫正常時，切斷點火或供油，測功器作電動機運行，以

27、給正常時，切斷點火或供油，測功器作電動機運行，以給定轉速反拖發(fā)動機，盡量維持水溫、油溫不變，測出的定轉速反拖發(fā)動機，盡量維持水溫、油溫不變，測出的功率即為發(fā)動機在該工況下的機械損失功率功率即為發(fā)動機在該工況下的機械損失功率。與實際差別：與實際差別：（1）沒有燃燒、壓力低、摩擦損失?。]有燃燒、壓力低、摩擦損失?。?）壓縮線與膨線不重合（不可逆），負功增加）壓縮線與膨線不重合（不可逆），負功增加（3）泵損失增加（強制排氣增加）泵損失增加（強制排氣增加）綜合結果：測出的機械損失偏大。綜合結果：測出的機械損失偏大。應用：應用：對柴油機，壓縮比大，誤差大，達對柴油機，壓縮比大，誤差大，達1520%左右

28、左右對汽油機，相對小，大體相當，誤差在對汽油機，相對小，大體相當，誤差在5%左右。左右。有電力測功機的情況下，在測汽油機機械損失中得到廣泛應用。有電力測功機的情況下，在測汽油機機械損失中得到廣泛應用。編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失測量方法：測量方法：首先將內燃機調到給定工況穩(wěn)定工作，測其有效功率，首先將內燃機調到給定工況穩(wěn)定工作，測其有效功率，然后停止一個缸，供油（或點火），例如然后停止一個缸，供油（或點火），例如1缸，并調測缸，并調測功器，使轉速成恢復到原速度，再測內燃機的有效功率，功器，使轉速成恢復到原速度，

29、再測內燃機的有效功率，那么第一缸的指示功率為：那么第一缸的指示功率為： Pi(1)=Pe-Pe(1) 同樣依次使各缸熄火，得：同樣依次使各缸熄火，得： Pi(2)=Pe-Pe(2) .+ Pi(i)=Pe-Pe(i)_ Pi=iPe-Pe(1)+Pe(2)+Pe(i) Pm=Pi-Pe=(i-1)Pe-Pe(1) +Pe(2)+Pe(i)只有一個缸不工作，比較接近實際情況，適用多缸機。只有一個缸不工作，比較接近實際情況，適用多缸機。 當測功器精度高時，較為可靠，誤差在當測功器精度高時，較為可靠，誤差在5%以下。以下。對汽油機和渦輪增壓機，停止一缸工作會破壞進氣均勻對汽油機和渦輪增壓機，停止一缸

30、工作會破壞進氣均勻性及渦輪機工作狀態(tài)，故不太適用性及渦輪機工作狀態(tài)，故不太適用。編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失三、影響機械損失的因素三、影響機械損失的因素1、氣缸直徑與行程、氣缸直徑與行程（1）工作容積增加，）工作容積增加，D或或S增加：增加：機械損失增加機械損失增加面容比下降，相對摩擦面積下降，機械損失相對下降，面容比下降，相對摩擦面積下降，機械損失相對下降，機械效率增加機械效率增加（2）工作容積定，）工作容積定，S/D下降，下降，Cm和面容比下降，機械效

31、率增和面容比下降，機械效率增加。加。編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失2、摩擦損失：摩擦損失下降，機械效率增加。、摩擦損失：摩擦損失下降，機械效率增加。3、轉速轉速n（Cm）n（Cm）增加時：）增加時：摩擦損失增加。相對運動速度增加；慣性力增加，導致摩擦損失增加。相對運動速度增加；慣性力增加，導致側壓力和軸承負荷增加。側壓力和軸承負荷增加。驅動附件損失增加驅動附件損失增加泵氣損失增加泵氣損失增加n相同時，柴油機摩擦損失大于汽油機。相同時，柴油機摩擦損失大于汽油機。編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失4、負荷負荷（1）柴油機）柴油機當當n不變時，機械損失

32、變化很?。罕脷鈸p失基本不變，不變時，機械損失變化很?。罕脷鈸p失基本不變，驅動附件損失基本不變，混合加熱循環(huán)，負荷變化只改驅動附件損失基本不變，混合加熱循環(huán)，負荷變化只改變等壓加熱量，最高燃燒壓力基本不變。變等壓加熱量，最高燃燒壓力基本不變。負荷增加，負荷增加，Pi增加，增加，Pm基本不變基本不變由機械效率公式，由機械效率公式，Pi 增加，機械效率增加增加，機械效率增加 空轉時，空轉時，Pi=Pm，Pe=0，機械效率為，機械效率為0編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失4、負荷、負荷（2）汽油機）汽油機量調節(jié)，負荷增加：油門開度增加，泵氣損失下降；最量調節(jié)，負荷增加：油門開度增

33、加，泵氣損失下降；最高燃燒壓力增加，摩擦損失增加。從而高燃燒壓力增加，摩擦損失增加。從而Pm基本不變。基本不變。負荷增加，負荷增加，Pi增加，增加，Pm基本不變基本不變由機械效率公式，由機械效率公式，Pi 增加，機械效率增加增加，機械效率增加 空轉時，空轉時，Pi=Pm，Pe=0，機械效率為，機械效率為0編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失5、潤滑油品質與冷卻水溫度的影響、潤滑油品質與冷卻水溫度的影響粘度大，摩擦損失增加，承載能力增加，保持液體油膜。粘度大，摩擦損失增加，承載能力增加，保持液體油膜。粘度小，摩擦損失下降，承載能力下降，油膜易破，干摩粘度小，摩擦損失下降，承載

34、能力下降，油膜易破，干摩擦，損失增加。擦，損失增加。粘度主要受油的品種和溫度影響，一般粘度主要受油的品種和溫度影響，一般T增加，粘度下降。增加，粘度下降。選用原則：在保證可靠潤滑的條件下，盡量選用粘度小的選用原則：在保證可靠潤滑的條件下，盡量選用粘度小的機油。強化程度高，選粘度大的油；轉速高，選用粘度小機油。強化程度高，選粘度大的油；轉速高，選用粘度小的油；舊機器，間隙大，選粘度大的油。的油；舊機器，間隙大，選粘度大的油。冷卻水溫主要影響機油溫度，保持在冷卻水溫主要影響機油溫度，保持在8590C范圍內范圍內。編輯ppt第六節(jié)第六節(jié) 內燃機的機械損失內燃機的機械損失6、缸內最高爆發(fā)壓力、缸內最高

35、爆發(fā)壓力最高壓力增加，機械損失增加：最高壓力增加，機械損失增加：活塞環(huán)背壓增加、活塞裙部側壓增加、軸承負荷增加，摩擦損活塞環(huán)背壓增加、活塞裙部側壓增加、軸承負荷增加，摩擦損失增加失增加保證另件剛度、強度：保證另件剛度、強度：重量增加，慣性增加，摩擦損失增加；重量增加，慣性增加，摩擦損失增加；尺寸增加，尺寸增加， 軸承承壓面增加和軸承園周速度增加，摩擦損失增加。軸承承壓面增加和軸承園周速度增加，摩擦損失增加。 一般壓縮比增加，最高壓力增加，機械損失增加，機械效率下一般壓縮比增加，最高壓力增加，機械損失增加，機械效率下降。柴油機機械效率小于汽油機，壓縮比不能過高，否則的指降。柴油機機械效率小于汽油

36、機，壓縮比不能過高，否則的指示熱效率的上升，抵銷不了機械效率的下降。示熱效率的上升，抵銷不了機械效率的下降。編輯ppt第七節(jié)第七節(jié) 內燃機熱平衡內燃機熱平衡燃料燃燒放出熱量只有燃料燃燒放出熱量只有2045%轉化為有效功，有效熱效率在轉化為有效功，有效熱效率在至至之間。之間。內燃機熱平衡是熱量表現(xiàn)為有效功及各項損失的分配情況。內燃機熱平衡是熱量表現(xiàn)為有效功及各項損失的分配情況。1.所耗燃油的熱量所耗燃油的熱量QT（kJ/h） QT=BHu 式中：式中： B每小時消耗的燃料量每小時消耗的燃料量 （kg/h） Hu低熱值（低熱值（kJ/kg）2.轉化為有效功的熱量轉化為有效功的熱量QE（kJ/h）

37、1kWh=3.6103kJ QE =3.6103Pe3.傳給冷卻介質的熱量傳給冷卻介質的熱量 QS（kJ/h） QS =GScS（t2-t1） 式中：式中： GS通過發(fā)動機冷卻介質每小時的流量（通過發(fā)動機冷卻介質每小時的流量（kg/h） cS冷卻介質的比熱冷卻介質的比熱kJ/（kg） t1 、 t2冷卻介質入口和出口溫度（冷卻介質入口和出口溫度（）編輯ppt第七節(jié)第七節(jié) 內燃機熱平衡內燃機熱平衡4.廢氣帶走的熱量廢氣帶走的熱量QR（kJ/h） QR=（B+Gk）（）（Cprt2-Cpkt1） 式中：式中： B、Gk每小時消耗的燃料與空氣量每小時消耗的燃料與空氣量 （kg/h） Cpr 、Cpk

38、 廢氣和空氣的定壓比熱廢氣和空氣的定壓比熱 kJ/（kg） t2靠近排氣門處的廢氣溫度（靠近排氣門處的廢氣溫度（） t1進氣管入口處工質的溫度（進氣管入口處工質的溫度（）5.燃料不完全燃燒熱量損失燃料不完全燃燒熱量損失 QB（kJ/h） QB=QT（1-r ） 式中：式中： r燃燒效率燃燒效率 6.其它熱量損失其它熱量損失QL（kJ/h） QL=QT-（ QE + QS + QR +QB）編輯ppt第七節(jié)第七節(jié) 內燃機熱平衡內燃機熱平衡編輯ppt第七節(jié)第七節(jié) 內燃機熱平衡內燃機熱平衡熱平衡中各項數(shù)值范圍：熱平衡中各項數(shù)值范圍： 汽油機汽油機 柴油機柴油機 增壓柴油機增壓柴油機qe 2530 3

39、040 3545 qs 1227 1535 1025 qr 3050 2545 2540 qb 05 05 05 ql 310 25 25 編輯ppt第八節(jié)第八節(jié) 提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑編輯ppt第八節(jié)第八節(jié) 提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑編輯ppt第八節(jié)第八節(jié) 提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑編輯ppt第八節(jié)第八節(jié) 提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑提高內燃機動力性和經(jīng)濟性的主要途徑三、提高動力性經(jīng)濟性的途徑三、提高動力性經(jīng)濟性的途徑1.采用增壓：保持過量空氣系數(shù)不變，而增

40、加進氣密度，可使采用增壓：保持過量空氣系數(shù)不變，而增加進氣密度，可使PL增加。增壓是增加動力性、改善經(jīng)濟性、節(jié)約材料的重要途徑。增加。增壓是增加動力性、改善經(jīng)濟性、節(jié)約材料的重要途徑。2.合理組織燃燒，提高指示熱效率，指示熱效率增加，合理組織燃燒，提高指示熱效率，指示熱效率增加， PL增加、增加、be下降。下降。3.改善換氣過程，提高充量系數(shù)，改善換氣過程，提高充量系數(shù)， PL增加。增加。4.提高提高n。但增加受充氣效率降低、燃燒惡化、機械效率降低、零。但增加受充氣效率降低、燃燒惡化、機械效率降低、零部件使用壽命和可靠性降低、發(fā)動機振動及噪聲增加等限制。部件使用壽命和可靠性降低、發(fā)動機振動及噪

41、聲增加等限制。5.提高內燃機的機械效率。減少摩擦、泵氣損失和附件驅動損失。提高內燃機的機械效率。減少摩擦、泵氣損失和附件驅動損失。6.采用二沖程，提高采用二沖程，提高PL 。理論上，四沖程變二沖程，。理論上，四沖程變二沖程， Pe可增加可增加一倍。但由于組織工作過程和設計問題，只能提高一倍。但由于組織工作過程和設計問題，只能提高5070%。編輯ppt概念概念循環(huán)熱效率 循環(huán)平均壓力Pt壓縮比 指示功平均指示壓力 指示功率指示熱效率指示燃料消耗率有效功率 有效扭矩平均有效壓力 有效熱效率有效燃料消耗率 升功率編輯ppt機械效率平均機械損失壓力充量系數(shù)殘余廢氣系數(shù)過量空氣系數(shù) 燃料的低熱值發(fā)動機排

42、量 理論空氣量 編輯ppt簡答題內燃機有哪三種理論循環(huán)，汽油機、高速柴油機和高增壓柴油機各簡化為何種循環(huán)？為什么？ 根據(jù)加熱方式不同，發(fā)動機有三種理論循環(huán)，即定容加熱循環(huán)，定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。汽油機混合氣燃燒迅速近似為定容加熱循環(huán)。高速柴油機部分燃料在上止點前燃燒，部分燃料在上止點后燃燒，近似混合加熱循環(huán)。高增壓和低速大型柴油機，由于受燃燒最高壓力的限制，大部分燃料在上止點后燃燒，燃燒時氣缸內壓力變化不明顯，所以近似為定壓加熱循環(huán)。何謂理論循環(huán)熱效率 ？寫出 其表達式。理論循環(huán)熱效率是工質所做循環(huán)功 與循環(huán)加熱量 之比，用以評定循環(huán)經(jīng)濟性。編輯ppt當初始點、壓縮比和加熱量相同時，用 TS圖比較定三種理論循環(huán)熱效率的大小。用 TS圖說明定容加熱循環(huán)中，當加熱 量一定，壓縮比 增加時，循環(huán)熱