發(fā)動(dòng)機(jī)原理第二章(第3.5次課)

1、上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)和有效性指標(biāo)有效性指標(biāo)指示性指標(biāo)：指示性指標(biāo)：以活塞做功為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)氣缸內(nèi)熱工轉(zhuǎn)換的完善程度的指標(biāo)有效性指標(biāo)：有效性指標(biāo)：以曲軸飛輪端對(duì)外輸出的有效功為基礎(chǔ)，從實(shí)用角度評(píng)價(jià)對(duì)外做功能力的指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)指示性指標(biāo)指示性指標(biāo)1.實(shí)際循環(huán)做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際循環(huán)做功能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)iPP指示功率平均指示壓力miib指示燃油消耗率指示熱效率it上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧

2、第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)有效性指標(biāo)有效性指標(biāo)1.動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)2. 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)LePPP升功率有效功率平均有效壓力meeetb有效燃油消耗率有效熱效率3. 排放評(píng)價(jià)指標(biāo)排放評(píng)價(jià)指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧1、有效功率、有效功率PemiePPP式中：式中： Pi 指示功率指示功率 Pm 實(shí)際機(jī)械損失功率實(shí)際機(jī)械損失功率( kw )發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)，通過試驗(yàn)手段直接測(cè)量曲軸輸出的有發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)，通過試驗(yàn)手段直接測(cè)量曲軸輸出的有效轉(zhuǎn)矩效轉(zhuǎn)矩Ttq和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則有效功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則有效功率Pe可按下式求得可按下式求得9550100

3、0602nTnTPtqtqe第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧2、平均有效壓力、平均有效壓力Pme：tqstqseseeTiVTinVpVWP3m1014. 330沖程數(shù)； Vs (L)每缸的工作容積； i一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)； n(r/min)轉(zhuǎn)速。 Ttqpme ，對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的發(fā)動(dòng)機(jī)，pme 反映反映了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧3、升功率、升功率PL：30meLp nP式中，式中，pme為標(biāo)定工況下的

4、平均有效壓力，為標(biāo)定工況下的平均有效壓力，MPa； n為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，rmin。(kWL)seLV iPP pL值越大，氣缸工作容積的利用效率越好，發(fā)值越大，氣缸工作容積的利用效率越好，發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度越高，輸出一定有效功率的發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度越高，輸出一定有效功率的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸就越小。機(jī)尺寸就越小。第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧1、有效熱效率、有效熱效率1QWeetueetBHP3106 . 3式中，B為每小時(shí)燃油消耗量，kg/h； Hu為燃料的低熱值，kJ/kg。實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗

5、的熱量的比值熱量的比值第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧310eeBbP63.6 10eetubH 可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成反比。因此，盡可能減小實(shí)際循環(huán)及動(dòng)力傳反比。因此，盡可能減小實(shí)際循環(huán)及動(dòng)力傳遞過程中的損失，可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。遞過程中的損失，可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。2、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率指單位有效功所消耗的燃油量，指單位有效功所消耗的燃油量， g(kWh)第四節(jié)第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)有效性能指標(biāo)上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失機(jī)械損失1、內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械損失、內(nèi)燃機(jī)

6、的機(jī)械損失機(jī)械損失功率包括：機(jī)械損失功率包括：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失 （包括活塞與活（包括活塞與活塞環(huán)的摩擦損失、曲軸軸頸和軸承的摩擦損失以塞環(huán)的摩擦損失、曲軸軸頸和軸承的摩擦損失以及配氣機(jī)構(gòu)的摩擦損失，占及配氣機(jī)構(gòu)的摩擦損失，占6275 ）驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失（包括冷卻風(fēng)扇、機(jī)油泵、（包括冷卻風(fēng)扇、機(jī)油泵、噴油泵、空氣壓縮機(jī)以及發(fā)電機(jī)等，占噴油泵、空氣壓縮機(jī)以及發(fā)電機(jī)等，占1020 ）換氣過程中的泵氣損失換氣過程中的泵氣損失（包括進(jìn)排氣損失，占（包括進(jìn)排氣損失，占1020）上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失機(jī)械損失2、機(jī)械損失的測(cè)

7、定、機(jī)械損失的測(cè)定1、倒拖法、倒拖法2、示功圖法、示功圖法3、滅缸法、滅缸法4、油耗線法、油耗線法上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失機(jī)械損失3、影響機(jī)械效率的因素、影響機(jī)械效率的因素1.1.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n(n(或活塞平均速度或活塞平均速度C Cm m) )m轉(zhuǎn)速增加，則2.2.負(fù)荷負(fù)荷m負(fù)荷增加，則3.3.潤(rùn)滑油品質(zhì)和冷卻水溫度潤(rùn)滑油品質(zhì)和冷卻水溫度第六節(jié)第六節(jié) 熱平衡熱平衡o 熱平衡是指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作過程中所加入氣缸的熱平衡是指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作過程中所加入氣缸的燃料完全燃燒室所放出的熱量的具體分配情況。燃料完全燃燒室所放出的熱量的具體分配情況。o 按照熱能表現(xiàn)為有效功和各種損失的數(shù)

8、量分配來按照熱能表現(xiàn)為有效功和各種損失的數(shù)量分配來研究燃料中總熱量的利用情況。研究燃料中總熱量的利用情況。o 燃料的總熱量大體按以下幾部分，由試驗(yàn)確定：燃料的總熱量大體按以下幾部分，由試驗(yàn)確定：LBRSETqqqqqqLBRSETqqqqqq式中，式中，qT為發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗燃油的熱量為發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗燃油的熱量 qE為轉(zhuǎn)化為有效功部分的熱量為轉(zhuǎn)化為有效功部分的熱量 qS為傳給冷卻介質(zhì)的熱量為傳給冷卻介質(zhì)的熱量 qR為排出廢氣帶走的熱量為排出廢氣帶走的熱量 qB為燃料不完全燃燒的熱損失為燃料不完全燃燒的熱損失 qL為其他熱損失為其他熱損失1、發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量、發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量 kJ/h kJ/

9、h ：TqBHqT單位時(shí)間燃料完全燃燒所放出的熱量單位時(shí)間燃料完全燃燒所放出的熱量式中，式中，B為單位時(shí)間耗油量為單位時(shí)間耗油量kg/h Hu為燃料的熱值為燃料的熱值kJ/kg2、轉(zhuǎn)換為有用功的熱量、轉(zhuǎn)換為有用功的熱量EqeEPq3106 . 3式中，式中，Pe為有效功率為有效功率3、傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量、傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量sq)(12ttcqqsmsS式中，式中，qms為通過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量（為通過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻介質(zhì)質(zhì)量流量（kg/h）; Cs為冷卻介質(zhì)的比熱容為冷卻介質(zhì)的比熱容kJ/(kg. C); t1, t2分別為冷卻介質(zhì)的入口和出口溫度分別為冷卻介質(zhì)的入口和出口溫度4、廢氣帶

10、走的熱量、廢氣帶走的熱量Rq)(12tctcGBqpkprKR發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口狀態(tài)下工質(zhì)的熱量差發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)出口狀態(tài)下工質(zhì)的熱量差式中，式中，B為單位時(shí)間耗油量為單位時(shí)間耗油量kg/h Gk為單位時(shí)間空氣量為單位時(shí)間空氣量kg/h cpr為廢氣的比定壓熱容為廢氣的比定壓熱容kJ/(kg. C); cpk為空氣的比定壓熱容為空氣的比定壓熱容kJ/(kg. C); t2為靠近排氣門出的排氣溫度為靠近排氣門出的排氣溫度C t1為進(jìn)氣管入口處的工質(zhì)溫度為進(jìn)氣管入口處的工質(zhì)溫度C5、燃料不完全燃燒熱損失、燃料不完全燃燒熱損失 ：Bq)1 (rTBqq式中，式中， 為燃燒效率為燃燒效率r6、其它熱量損失、其它熱量

11、損失Lq)(BRSETLqqqqqq在燃料的總熱量中，僅有在燃料的總熱量中，僅有2550的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч?，的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч?，其余其?075都損失掉了。其中，主要由廢氣帶走，其次傳都損失掉了。其中，主要由廢氣帶走，其次傳給冷卻水，在某些汽油機(jī)中不完全燃燒損失的熱量所占比例也給冷卻水，在某些汽油機(jī)中不完全燃燒損失的熱量所占比例也不小。不小。 冷卻水帶走的熱量占總熱量的冷卻水帶走的熱量占總熱量的1035，其中一部分是，其中一部分是排氣道中廢氣傳給冷卻水的熱，一部分是由摩擦產(chǎn)生的熱，真排氣道中廢氣傳給冷卻水的熱，一部分是由摩擦產(chǎn)生的熱，真正由燃燒、膨脹過程散出的熱大約占冷卻損失的正由燃燒、膨脹過

12、程散出的熱大約占冷卻損失的15 %。 廢氣帶走的熱量占總熱量的廢氣帶走的熱量占總熱量的2550。廢氣渦輪增壓是。廢氣渦輪增壓是回收這部分熱量的一種方式，由表可見，其有效熱效率最高。回收這部分熱量的一種方式，由表可見，其有效熱效率最高。熱平衡中各項(xiàng)數(shù)值范圍熱平衡中各項(xiàng)數(shù)值范圍 eqsqrqbqlq型型 式式汽油機(jī)汽油機(jī)252530301212272730305050O O45453 31010柴油機(jī)柴油機(jī)303040401515353525254545O O5 52 25 5增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī)4040505010102525252540400 05 52 25 5小結(jié)小結(jié)o 什么是卡諾循環(huán)？什么是卡諾循環(huán)？o 三種理論循環(huán)的分析與簡(jiǎn)化。三種理論循環(huán)的分析與簡(jiǎn)化。o 理論循環(huán)的性能指標(biāo)、實(shí)際循環(huán)的指示性理論循環(huán)的性能指標(biāo)、實(shí)際循環(huán)的指示性能指標(biāo)、有效性能指標(biāo)都有哪些？概念、能指標(biāo)、有效性能指標(biāo)都有哪些？概念、計(jì)算。計(jì)算。o 機(jī)械損失定義以及包括哪些部分？機(jī)械損失定義以及包括哪些部分？o 簡(jiǎn)述機(jī)械損失的測(cè)定方法。簡(jiǎn)述機(jī)械損失的測(cè)定方法。o 發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡表達(dá)式及其意義。發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡表達(dá)式及其意義。作業(yè)作業(yè)1、三種理論循環(huán)對(duì)應(yīng)哪些發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)