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发动机原理—教案

第一篇：发动机原理—教案【发动机原理】教案教材:《汽车发动机原理》张志沛主编大连海运学院出版社长安大学汽车学院机电与动力研究所目录绪论----------------------------第一章发动机工作循环及性能指标--------------------------§1-1发动机理想循环概述---------------------------5§1-2发动机实际循环热量这部分热量虽然在膨胀过程中还可能会释放出来，但由于活塞已接近下止点，做功效果变差，热效率下降。二传热、流动损失（一）传热损失理论上:压缩、膨胀过程为绝热过程。实际上:大量热量通过汽缸壁传给冷却水或空气。传热损失是发动机中的最大损失，占总损失量的30%以上。因此，许多研究者致力于开发绝热发动机。（二）流动损失理论上:闭口系统，没有气体流动损失。实际上:进、排气节流沿程损失，缸内进气、挤压、燃烧涡流损失。三换气损失理论上:忽略进、排气过程。实际上:进、排气门提前开启，迟后关闭。而且有流动阻力。换气损失中逆向循环所包围的面积为泵气损失。泵气损失包含在换气损失之中。四时间损失理论上:定容加热瞬间完成，定压加热速度与活塞运行速度密切配合。实际上:燃烧需要时间。五补燃损失理论上:加热瞬间停止，膨胀过程无加热。实际上:虽然大部分（80%以上）燃料在燃烧过程中燃烧掉，但仍有小部分燃料会拖到膨胀线上才燃烧，做功效果变差，热效率下降。六泄漏损失理论上:闭口系统，无泄漏。实际上:活塞气环不会100%严密密封，总会有些气体窜到曲轴箱中，造成损失。§1-3热平衡总热量:QT=GThu分别转化为一有效功的热量QEQe36.103Ne[kJ/h]（1kw/h=36.103kJ）只有这部分热量做了功，是有用的，所以希望越大越好。一般柴油机:30～40%；汽油机:20～30%。Qe令qeQT二传递给冷却介质的热量QSQSGScS(t2t1)其中Gs－发动机冷却介质的每小时流量[kg/h]cs－冷却介质比热[kJ/kg·℃]t1，t2－冷却介质的进、出口温度[℃]三废气带走的热量QRQSqsQTQR(GrGk)(cprt2cpt1)其中Gr－燃料量[kg/h]Gk－空气量[kg/h]cpr－废气比热[kJ/kg·℃]cp－空气比热[kJ/kg·℃]t1，t2－进、排气温度[℃]四燃料不完全燃烧的热损失QBQRqrQEQBQT(1r)其中r－燃料效率五其它热量损失QLQBqbQTQLQT(QEQSQRQB)发动机热平衡方程式:qe§1-4指示指标qlqt(qeqsqrqb)qsqrqbql1p-V图p-φ图发动机性能指标:指示指标，有效指标指示指标:以工质在汽缸内对活塞做功为基础，评价工作循环的质量。有效指标:以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。示功图:发动机缸内压力p随汽缸容积V（p-V图）或曲轴转角（p-图）变化的图示。一指示功和平均指示压力（一）指示功Wi一个循环工质对活塞所做的有用功。应该：非增压：FiF1F2增压：FiF1F2因为:F2不容易测量,实际将F2归到机械损失中考虑。所以:FiF1WiFiab其中a,b－横、纵座标比例尺指示功大，说明○汽缸工作容积大○热功转换有效程度大。为突出后者，比较不同大小发动机的热功转换有效程度，引入平均有效压力的概念。（二）平均指示压力pi单位汽缸工作容积所做的指示功。Wipi（假想参数）Vh其中Vh－每缸工作容积。pi,柴pi,汽686～981[kpa]784～1180[kpa]二指示功率Ni单位时间所做的指示功。若:缸数i，每缸工作容积Vh[m]，冲程数，平均指示压力pi[pa]，转速n[r/min]。则3n2piVhinNiWii[w]6030piVhin103[kw]30若:每缸工作容积Vh[L]，平均指示压力pi[bar]。则piVhinNi[kw]300三指示比油耗和指示热效率（一）指示比油耗gi单位指示功率的耗油量。GTgi103[g/kw·h]NiGT－每小时耗油量[kg/h]（二）指示热效率iWiiQiQi－做Wi指示功所消耗的热量。36.106igihuhu－燃料的低热值。i,柴0.43～0.50gi,柴=170～200[g/kw·h]i,汽0.25～0.40gi,汽=230～340[g/kw·h]§1-5有效指标一有效功率和机械损失功率（一）有效功率Ne单位时间所做的有效功。peVhinNe103[kw]30其中pe－平均有效压力。（二）机械损失功率Nm发动机内部损耗的功率。机械损失包括:发动机内部摩擦损失；驱动附件损耗，如:机油泵、燃油泵、扫气泵、冷却