发与汽第2章2节.

汽车发动机原理同学们好绪论一、本课程的任务及基本内容和要求1、课程任务（1）研究发动机的工作过程及整机性能。（2）掌握性能实验的基本方法及数据处理分析。（3）了解整机性能的使用因素及提高性能指标的途径。2、课程基本内容汽车发动机的实际工作过程与性能指标、燃烧热化学与热计算、换气及燃烧过程与使用因素、发动机噪声及排放污染与防治措施、内燃机主要特性与制取方法、废气涡轮增压、代用燃料发动机及电动汽车等。3、课程基本要求重点掌握发动机实际循环及性能指标的定义、计算与分析；重点掌握充气系数的概念及影响因素与提高措施；熟悉汽油机及柴油机的混合气形成、正常燃烧过程和不正常燃烧现象，明确使用因素对燃烧过程的影响；了解代用燃料发动机的特性分析及掌握电动汽车动力系统的工作原理和发展动向；掌握发动机噪声及排放污染的形成机理、测定方法与防治措施；重点掌握负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性曲线的制取方法与分析，掌握大气修正方法；了解车用发动机的废气涡轮增压技术。课程的特点、要求、学时分配、考核特点:本课程理论性较强，无多少实物供参照，课堂上的讲授以理论分析和推导为主。要求:要求课上集中精力听讲，做好笔记，课下及时复习。对重点章节要熟练掌握。学时分配：总学时48(24)考核：本课程为考试课，平时30%；考试70%。参考教材•作者：周龙保•出版社：机械工业出版社•ＩＳＢＮ：9787111071594•出版时间：2010-01-01•作者：颜伏伍•出版社：人民交通出版社•出版日期：2007-01第二章发动机的性能第二章发动机的性能——重点内容第二章重点内容1．发动机的基本理论循环，理论循环的基本假设，理论循环分析的主要结论。2．发动机的实际循环，实际循环与理论循环的差异，提高发动机性能的途径。3．评价发动机理论循环，实际循环和整机性能的指标：定义、含义以及相互关系。4．发动机的热平衡第二章内燃机循环及性能评价第一节概述第二节内燃机的理论循环第三节内燃机实际循环及其评价指标第四节内燃机有效性能指标第五节机械损失第六节热平衡§2-1概述内燃机：EQW的动力机械装置。转换方式：热力循环四冲程=进、压、做功、排三个环节：混合气形成及换气过程：QW的物质基础，A/F，v燃烧放热过程：放热规律，热效率i，排放能量传递过程：机械效率m，机械损失AFA/Fv燃烧改善内燃机性能==能量转换效果：体现在完善上述三个环节题上，即：混合气：燃料汽/柴/替代燃料，热值/成分不同换气过程尽可能提高充量，提高气缸利用率燃烧：完全、及时节能，CO、HC放热规律压力升高率（NOx），热效率能量传递：机械损失摩擦、泵气、驱动附件机械效率——提高m的措施§2.2内燃机的循环理论一、卡诺循环与内燃机的动力循环卡诺循环组成:绝热压缩、绝热膨胀做功过程、等温加热过程、等温放热过程卡诺定理：任何实际循环热效率都卡诺效率1212111TTQQQWtc意义：指明热力动力机械装置提高热效率的途径卡诺效率:提高动力循环热效率的主要途径温差内燃机实际循环：工质非理想气体—空气和燃料混合物进气排气流动损失—换气过程压缩、膨胀非绝热过程—多变过程燃烧非等温放热—不完全燃烧、时间损失汽油机—通过液体燃料（汽油）实现奥托循环发明轻便快速内燃机；但热效率受限制柴油机—从卡诺循环，以提高热效率增加压缩比提高温差的过程中发明；热效率至今最高理论循环的抽象：工质为理想气体—循环比热容为常数无进排气损失—闭口系统压缩、膨胀过程为绝热过程燃烧为等容或等压加热，排气为等容放热假设条件第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环发动机的理论循环是对其实际循环进行抽象并加以理想化而得到，突出发动机工作过程中最本质、最重要的因素。举例说明如下。发动机性能包括经济性、动力性、可靠耐久性、使用维修性、排放噪声性以及加工工艺性等各个方面。衡量发动机的质量就是对这些性能进行评定。第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环实际循环1、进气过程:0～12、压缩过程:1～23、燃烧过程:2～44、膨胀过程:4～55、排气过程:5～0第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环实际循环简化1、5～0～15～1，封闭循环2、1～2和4～5绝热过程3、2～42～3～4，加热过程第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环发动机燃烧、换气发动机进气排气封闭循环放热简化模型：简化为放热简化为加热发动机燃烧第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.1发动机理论循环的基本假定重要假定：1、忽略进、排气过程，瞬间完成，假定为封闭循环2、排气放热简化为可逆的定容放热过程3、压缩、膨胀过程简化为可逆的绝热过程4、燃烧过程简化为加热过程—可逆定容、定压过程5、假定工质为定比热的理想气体—空气第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.2基本发动机理论循环1、定容加热循环——汽油机循环燃烧过程为定容加热过程；压缩、膨胀过程为绝热过程；瞬间完成进、排气过程，定容放热过程第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.2基本发动机理论循环2、定压加热循环——低速柴油机循环燃烧过程为定压加热过程；压缩、膨胀过程为绝热过程；瞬间完成进、排气过程，定容放热过程第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.2基本发动机理论循环3、混合加热循环——高速柴油机循环燃烧过程为定容、定压加热过程；压缩、膨胀过程为绝热过程；瞬间完成进、排气过程，定容放热过程第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析1、循环特征参数caVV压缩比压力升高比czpp预膨胀比/ZZVV后膨胀比ZbVV第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析2、热效率1211QQQWt对混合加热循环''1'121QQQt第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析2、热效率利用循环特性参数，得tkkk111111()()第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析2、热效率定容加热循环()tk1111第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析2、热效率定压加热循环()tkkk11111()1第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析3、热效率分析（1）（其他参数不变）对三种循环，都是时，t也当=20左右时，对t影响不大低速柴油机=16～22高速柴油机=14～20汽油机=8～12第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析3、热效率分析（2）（其他参数不变）不影响t。定容加热循环，不出现定压加热循环，=1混合加热循环，时，t也第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析3、热效率分析（3）（其他参数不变）定容加热循环，=1，无影响。对定压加热循环和混合加热循环时，t第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析4、基本发动机理论循环热效率比较（1）初态相同，压缩比相同，加热量Q1相同tvtmtp,,,（2）初态相同，最高压力、最高温度相同，放热量Q2相同tvtmtp,,,第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析5、循环平均压力定义：stVWp为循环平均压力。根据热力学理论，得到混合加热循环平均压力为taktmkkpp])1()1([11aP—压缩始点的压力(kPa)第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析5、循环平均压力定容加热循环平均压力taktvkpp)1(11定压加热循环平均压力taktpkkpp)1(11第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析6、循环平均压力的分析（1）进气终了压力pa提高，pt增加；t提高，pt增加;凡是使t提高的因素，也都会增加pt。第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析6、循环平均压力的分析（2）（其他参数不变）对三种循环，都是时，pt也（3）（其他参数不变）定容加热循环混合加热循环时，pt也定压加热循环，=1,不影响pt。第一章发动机的性能——发动机的理论循环1.1发动机的理论循环1.1.3基本发动机理论循环分析6、循环平均压力的分析（4）（其他参数不变）定容加热循环，=1,不影响pt。时，t定压加热循环混合加热循环，所以，pt是否增加，取决于综合结果，但从表面看pt三、三种理论循环的比较a)Q1，相同：∵等容加热速率快，Q2pQ2mQ2v∴tvtmtpb)Q1，pz相同：∵不同，即pmvQ2vQ2mQ2p∴tptmtvc)Tz，pz相同：∵工质做功能力相同，Q2p=Q2m=Q2v∴tptmtv