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1、内燃机的性能指标,1 内燃机的理论循环 2 内燃机的实际循环 3 内燃机的指示性能指标 4 内燃机的有效性能指标,内燃机的理论循环,1 忽略进、排气过程；2 压缩、膨胀过程简化为可逆绝热过程；3 燃烧过程简化为定容加热过程 和定压加热过程；排气放热简化为定容放热过程；4 假定工质为定比热的理想气体；5 工质在闭口系统中作封闭循环；,一、实际循环的简化：,二、内燃机的三种基本理论循环,混合加热循环：,高速非增压柴油机（车用柴油机）,定容加热循环：,汽油机,定压加热循环：,高增压、低速柴油机（船舶用柴油机）,三、理论循环及其分析,1 特征参数：,（2） 压力升高比：,（1） 压缩比：,（3） 预胀
2、比：,2 循环热效率,定义：,混合加热计算式： ：,定容加热计算式：,定压加热计算式：,3 循环平均压力,定义：,含义：,四、理论循环的重要指导意义,指出了改善内燃机动力、经济性能的基本原则： 提高高温热源的平均温度，即提高加热过程中工质的平均温度。 提高压缩比 提高循环加热的等容度 保证工质有较高的绝热指数K提供了内燃机之间进行动力性、经济性比较的理论依据,第二节 内燃机的实际循环,一、 实际循环的进行过程,进气过程：r-a,压缩过程: a-c,燃烧过程: c-z,膨胀过程: z-b,排气过程: b-r,二、实际循环与理论循环的比较,实际工质的影响：绿色,传热损失：红色,燃烧损失：蓝色,换气
3、损失：咖啡色,理论循环：粉色（aczzba),实际循环：a2123456r,实际工质的影响,工质成分前后发生变化：双原子变为多原子工质比热变化：多原子比热大于双原子 燃气比热随温度升高而变大 空气比热随温度升高而变大工质高温分解：2CO2 =2CO + O2 2H2O=2H2+O2 工质分子变化系数的影响：分子数增多工质泄漏：数量减少,传热损失,缸内工质通过活塞顶面、气缸盖低面、气缸套壁面不断向外传热。压缩过程的传热：开始工质吸热、后期工质向往传热燃烧与膨胀过程：大部分热量在此阶段传出,燃烧损失,非瞬时燃烧损失：实际燃烧过程要持续一段时间， 非瞬时等容加热； 为了增加等容度，燃烧提前导1点 从
4、而造成此损失存在。后燃损失：燃烧要拖延一段时间所造成的损失。不完全燃烧损失： 柴油机：指燃料、空气混合不良，燃烧组织善而引起的 燃料热值不能完全释放的损失。 汽油机：混合气过浓，部分燃料没有参与燃烧，或生成 CO，热量没有完全释放的损失； 燃烧温度较高，使得比热加大，高温分解加剧。,换气损失,实际循环换气过程所造成的损失。提前排气损失：因排气门提前开启而造成的膨胀功的 损失。（5-b2-6)泵气损失: 因工质流动时需要克服进排气系统的阻力 所消耗的功。（6-r-a2),各部分损失所占比例,名称 汽油机 柴油机理论循环热效率 0.540.58 0.640.67工质的影响 0.10.12 0.09
5、0.1燃烧损失 0.080.1 0.060.09传热损失 0.030.05 0.040.10换气损失 0.010.03 0.010.03实际循环热效率 0.30.40 0.400.45,第三节 内燃机的指示指标,定义：以工质在汽缸内对活塞做功为基础，用来评定内燃机实际循环的质量。动力性指标： 平均指示压力、 指示功率经济性指标： 指示热效率、指示燃油消耗率意义：直接反映由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏。,1 循环指示功,定义：一个实际循环工质对活塞所做的有用功。符号/单位：Wi（kJ）计算式： 即示功图上个冲程压力线所形成的封闭曲线所包围的环积分面积。,2 平均指示压力,定义：单位气缸工作
6、容积所做的循环指示功。定义式：单位：Mpa含义：意义：不同大小气缸做功能力的比较。,3 指示功率,定义：发动机单位时间内所做的指示功。定义式：推导：,4 指示热效率,定义：实际循环指示功与所消耗的燃料热值之比值。定义式：,5 指示燃油消耗率,定义：单位指示功所消耗的燃料量。定义式： 单位： g/kwh,Hu ：燃料的低热值（kJ/kg),第四节 内燃机的有效指标,定义：以曲轴对外输出功率为基础，用来评定内燃机实际工作性能的质量。动力性指标：平均有效压力、 有效功率、扭矩； 升功率、比质量、强化系数（强化指标）经济性指标： 指示热效率、指示燃油消耗率,1 平均有效压力,定义：单位气缸工作容积输出
7、的有效功。定义式：单位：Mpa含义：意义：不同大小气缸对外输出的功的比较。,2 有效功率,定义：发动机单位时间内所输出的有效功。定义式：推导：指示功率和有效功率的关系：,3 扭矩,定义：发动机工作时，曲轴对外输出的扭矩。单位：N.m力使物体发生移动，而力矩使物体发生转动。 力矩作用在物体上，使物体发生了转动，力矩做了“功”。 有力矩不一定做功；力矩大不是功率就大。,4 功率与扭矩的关系,5 有效热效率,定义：发动机的有效功与所消耗的燃料热值之比值。定义式：,6 有效燃油消耗率,定义：单位有效功所消耗的燃料量。定义式： 单位： g/kwh,Hu ：燃料的低热值（kJ/kg),7 升功率,（kw/L ）,定义：发动机单位汽缸排量所发出的有效功率。,意义：标明发动机容积利用的程度， 是发动机强化程度的重要指标。,8 比质量,定义：单位有效功率所占发动机的质量。,意义：表征发动机质量利用程度和结构紧凑性。,9 强化系数,定义：平均有效压力和活塞平均速度的乘积。,意义：与单位活塞面积的功率成正比； 值越大，表明发动机的热负荷和机械负荷越大。,
