1、4.2 定压预胀比0和定容增压比p对循环热效率t的影响在总吸热量Q1不变的情况下,随着p增大(等容加热部分增大),0减小(等压加热部分减小) ,使得循环放热量Q2减少,t增大。4.3 等熵指数对循环热效率t的影响:随着增大,循环热效率t也增大。4.4 增大c、p,减小0,有利于t的提高,但实际应用中还必须综合考虑以下因素: (1)结构条件增大c和p,会使最高燃烧压力Pz急剧升高,提高了对零部件强度的要求;(2)机械效率c和p增大,Pz升高,会使机械效率降低;(3)燃烧方面c过大,汽油机容易产生爆燃和表面点火等不正常燃烧,柴油机会因燃烧室容积过小而设计困难,同时使燃烧效率降低;5 循环平均压力p
2、t: 单位汽缸容积所做的循环功称为循环平均压力pt(kPa):(用于评定气缸工作容积做工能力的大小)可见pt主要与进气终点压力pde、压缩比c、定压预胀比0、等熵指数和循环热效率t有关。6 三种基本循环的比较:6.1 同一机型不同循环模式的对比(c和Q1不变):要提高热效率,就应增大等容加热的比重,即提高循环加热 “等容度”;但需要适当限制最高温度和压力。6.2 三种循环具有相同加热量Q1的比较(Q1和pmax相同)6.3 汽油机、柴油机负荷变化(吸热Q1不同)时的比较:7 四冲程发动机的实际循环进气、压缩、燃烧、膨胀作功和排气5个部分。7.1 进气过程(ra):进气门开启,排气门关闭,活塞下
3、行,新鲜工质被吸入汽缸。特点:1、由于进气系统的阻力,进气终了压力pa小于大气压力p0 (约0.850.95 p0),一般柴油机要略高于汽油机。2、受高温零件和废气加热,进气终了温度Ta高于大气环境温度T0 (约300 380K),一般汽油机略高于柴油机。7.2 压缩过程(ac): 进、排气门关闭,活塞上行,工质被压缩,温度和压力升高。压缩的作用:1、增大工作过程的温差,获得大的膨胀比,提高热效率,同时为燃烧过程创造有利条件。 2、在柴油机中,压缩后气体的高温是保证燃烧着火的必要条件。 汽油机pc=0.82.0MPa,Tc=600750K; 柴油机pc=3.05.0MPa,Tc=7501000
4、K 3、压缩比c:汽油机中,为提高热效率,希望提高压缩比,但受到不正常燃烧的限制;柴油机中,为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及冷启动时可靠着火,需选取较高的压缩比。 4、多变指数n:压缩过程为一个多变指数n不断变化的过程。7.3 燃烧过程(cz): 进、排气门关闭,活塞在上止点前后,可燃混合气着火燃烧,化学能转变成热能,工质温度和压力急剧升高。燃烧放出的热量越多,放热时活塞越靠近上止点,热效率越高。7.4 膨胀过程(zb):进、排气门关闭,高温、高压工质推动活塞下行,膨胀作功,工质温度和压力迅速下降。通常:汽油机 pb=0.30.6MPa,Tb=12001500K; 柴油机 pb=0.250.
5、5MPa,Tb=8001200K7.6 排气过程(br):进气门关闭,排气门打开,废气先靠自身压力排出,而后在活塞由下止点向上止点运动时强制排出。1、由于排气系统阻力,排气终了压力pr高于大气压力p0,阻力越大,pr也越大,汽缸中残余废气也就越多。(约1.051.25 p0),一般汽油机要略高于柴油机。2、 排气终了温度 Tr越低,转化为有用功的热量就越多,发动机状态就越好。(约7001100K),一般汽油机要高于柴油机。8 发动机实际循环与理论循环的比较:1)实际工质的影响(Wk):工质成分的改变和泄露2)换气损失(Wr):泵气损失和提前排气损失3)燃烧损失(Wz):时间损失、后燃、不完全燃
6、烧和工质的高温分解4)传热损失(Wb):工质与气缸壁间的热交换、涡流与节流损失5)缸内流动损失:缸内流动损失指压缩及燃烧、膨胀过程中,由于缸内气流(涡流与湍流)所形成的损失。9 发动机的指示性能指标 定义: 以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标,简称指示指标;反映了发动机工作过程进行的好坏。9.1 指示功和平均指示压力:指示功:指气缸内完成一个循环所得到的有用功 ,其大小可由p-V图上的有效循环面积 求得。 平均指示压力:指单位气缸容积完成一个循环所作的指示功。 可见, 越大,相同容积的气缸发出的 也越大,故 表征了发动机气缸工作容积利用率的高低,是衡量发动机实际循环动力性的一
7、个很重要的指标。通常,汽油机pi=0.71.3MPa,非增压柴油机pi=0.61.0MPa;增压柴油机pi=0.92.5MPa。9.2 指示功率: 指发动机单位时间内所作的指示功,用 表示。9.3 指示热效率和指示燃油消耗率: 指示热效率:指发动机所得指示功与所消耗的燃油热值的比值。指示燃油消耗率:指单位指示功的耗油量,通常用每千瓦时的耗油量来表示(g/(kW.h)。9.4 发动机的有效性能指标: 以发动机曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标,简称有效指标;反映了发动机实际工作性能的好坏。9.4.1 发动机动力性指标: 1、有效功 和有效功率 :(标定工况下)所以,为了提高转速 而又不使 过大,通常适当减小S,加大D,即采用较小的行程缸径比(S/D);但过小的S/D会使燃烧室高度降低,不仅燃烧室布置困难,并使燃烧条件变差。9.5 发动机经济性指标:有效热效率:实际得到的有效功与所消耗的燃油低热值之比。有效燃油消耗率:每小时单位功率消耗的燃料(g/(kW.h)。9.6 发动机强化指标:9.6.1 升功率:发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 比质量:发动机质量与所发出的有效功率(标定功率)之比强化系数:其值越大,发动机的机械负荷和热负荷越高10 机械损失与机械效率机械损失的测定:灭缸法广泛应用于多缸、低压缩比柴油机的机械效率的测定。10 热平衡
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