1、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第第2 2章章 內(nèi)燃機(jī)循環(huán)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)循環(huán)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)1.1 1.1 概述概述內(nèi)燃機(jī)熱功轉(zhuǎn)換及能量傳遞三大環(huán)節(jié)內(nèi)燃機(jī)熱功轉(zhuǎn)換及能量傳遞三大環(huán)節(jié)1. 混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程2. 燃燒放熱過程燃燒放熱過程3. 能量傳遞過程能量傳遞過程影響燃燒效率影響燃燒效率和動(dòng)力性和動(dòng)力性控制放熱規(guī)律，確定控制放熱規(guī)律，確定循環(huán)方式循環(huán)方式1. 1. 混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程混合氣形成并導(dǎo)入氣缸的過程影響燃燒效率和動(dòng)影響燃燒效率和動(dòng)力性力性汽油機(jī)混合方式：主要應(yīng)用于進(jìn)氣道多點(diǎn)噴射的外部擴(kuò)散混合燃燒預(yù)混合燃燒柴油機(jī)非均勻混合的分層燃燒均勻混合燃燒汽油機(jī)式缸內(nèi)直噴的內(nèi)

2、部混合方混合氣形成方式三大環(huán)節(jié)三大環(huán)節(jié) 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1.1 1.1 概述概述2. 2. 燃燒放熱過程燃燒放熱過程三大環(huán)節(jié)三大環(huán)節(jié)汽油機(jī)汽油機(jī) 混合氣燃燒迅速混合氣燃燒迅速，氣缸內(nèi)溫度壓力增長很快，可以認(rèn)為，氣缸內(nèi)溫度壓力增長很快，可以認(rèn)為其燃燒過程基本是在其燃燒過程基本是在容積不變?nèi)莘e不變的條件下進(jìn)行的，即可簡(jiǎn)化為的條件下進(jìn)行的，即可簡(jiǎn)化為定容加熱循環(huán)。定容加熱循環(huán)。高增壓和低速大型高增壓和低速大型柴油機(jī)柴油機(jī)高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán) 由于由于受燃燒最高壓力的限制受燃燒最高壓力的限制，大部分燃料是在上止點(diǎn)以，大部分燃料是在上止點(diǎn)

3、以后燃燒，燃燒時(shí)氣缸后燃燒，燃燒時(shí)氣缸壓力變化不顯著壓力變化不顯著，是在壓力基本上一定，是在壓力基本上一定的情況下進(jìn)行，即可簡(jiǎn)化為等壓加熱循環(huán)。的情況下進(jìn)行，即可簡(jiǎn)化為等壓加熱循環(huán)。 介于兩者之間，其燃燒過程可認(rèn)為是介于兩者之間，其燃燒過程可認(rèn)為是先定容加熱后定壓先定容加熱后定壓加熱的組合，即可簡(jiǎn)化為混合加熱循環(huán)。加熱的組合，即可簡(jiǎn)化為混合加熱循環(huán)。p復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1.1 1.1 概述概述3. 3. 能量傳遞過程能量傳遞過程1QWtttjiWWimeWW機(jī)械功機(jī)械功指示功指示功有效功有效功熱能經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能熱能經(jīng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能混合氣不均勻、不完全燃燒損失，燃燒混合氣不均勻、不完

4、全燃燒損失，燃燒時(shí)間損失時(shí)間損失活塞與氣缸之間摩擦活塞與氣缸之間摩擦曲軸和軸承之間摩擦曲軸和軸承之間摩擦三大環(huán)節(jié)三大環(huán)節(jié)p復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1.1 1.1 概述概述復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1.2 1.2 內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)1. 三種理論循環(huán)三種理論循環(huán) 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)的三種形式：發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)的三種形式：a) c)。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1.2 1.2 內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)2. 理論循環(huán)的評(píng)價(jià)理論循環(huán)的評(píng)價(jià)理論循環(huán)是用理論循環(huán)是用循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率和和循環(huán)平均壓力循環(huán)平均壓力來評(píng)定。來評(píng)定。壓力升高率壓力升高率預(yù)脹比預(yù)脹比壓縮比壓縮比 zzVVczPPcaVV三種影響因素：三種影響因素：評(píng)定循環(huán)的動(dòng)評(píng)定循

5、環(huán)的動(dòng)力性力性評(píng)定循環(huán)的經(jīng)評(píng)定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性濟(jì)性復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)tptmtvtvtmtp1.2 1.2 內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)內(nèi)燃機(jī)的理論循環(huán)3. 理論循環(huán)的比較理論循環(huán)的比較a、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比較、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比較b、加熱量及循環(huán)的最高壓力分別相同時(shí)比較、加熱量及循環(huán)的最高壓力分別相同時(shí)比較c、最高溫度、最高壓力分別相同時(shí)比較、最高溫度、最高壓力分別相同時(shí)比較tvtmtp復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)1、進(jìn)氣沖程、進(jìn)氣沖程 圖圖a）2、壓縮沖程、壓縮沖程 圖圖b）3、做功沖程、做功沖程 圖圖c）（燃燒和

6、膨脹過程）（燃燒和膨脹過程）4、排氣沖程、排氣沖程 圖圖d）復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)二、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較二、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較PabczVp0VcVsz第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)二、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較二、實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的主要差別理論循環(huán)與實(shí)際循環(huán)的主要差別（一）、工質(zhì)不同帶來的影響（一）、工質(zhì)不同帶來的影響（二）、換氣損失（二）、換氣損失（三）、傳熱損失（三）、傳熱損失（四）、燃燒損失（四）、燃燒損失第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)

7、節(jié)（一）進(jìn)氣行程（一）進(jìn)氣行程對(duì)于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：對(duì)于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)： 由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣終了壓力由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣終了壓力 因?yàn)闅饬魇艿絻?nèi)燃機(jī)高溫零件及殘余廢氣的加因?yàn)闅饬魇艿絻?nèi)燃機(jī)高溫零件及殘余廢氣的加熱，進(jìn)氣終了的溫度熱，進(jìn)氣終了的溫度0ppa0TTa第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)（二）壓縮過程（二）壓縮過程 （1） 壓縮過程的作用：壓縮過程的作用： 擴(kuò)大了工作循環(huán)的擴(kuò)大了工作循環(huán)的溫度范圍溫度范圍 使循環(huán)的工質(zhì)得到更大的使循環(huán)的工質(zhì)得到更大的膨脹比膨脹比，可對(duì)活塞多作功。，可對(duì)活塞多作功。

8、提高了工質(zhì)的提高了工質(zhì)的溫度壓力溫度壓力，為冷起動(dòng)及著火創(chuàng)造了條件。，為冷起動(dòng)及著火創(chuàng)造了條件。 t第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)（2） 壓縮比壓縮比 壓縮比壓縮比是一個(gè)描述工質(zhì)容積變化和壓縮程度的參數(shù)，定義為是一個(gè)描述工質(zhì)容積變化和壓縮程度的參數(shù)，定義為壓縮始點(diǎn)容積比上壓縮終點(diǎn)容積。壓縮始點(diǎn)容積比上壓縮終點(diǎn)容積。在柴油機(jī)中，其壓縮終了的壓力和溫度均比汽油機(jī)高許多。在柴油機(jī)中，其壓縮終了的壓力和溫度均比汽油機(jī)高許多。這是由于柴油機(jī)的這是由于柴油機(jī)的 比汽油機(jī)大的原因比汽油機(jī)大的原因。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)（三）做功行程（三）做功

9、行程（）燃燒過程（）燃燒過程柴油機(jī)因?yàn)閴嚎s比高，燃燒最高爆發(fā)壓力很高，但因相對(duì)于燃油的空柴油機(jī)因?yàn)閴嚎s比高，燃燒最高爆發(fā)壓力很高，但因相對(duì)于燃油的空氣量大，所以氣量大，所以最高燃燒溫度最高燃燒溫度反而比汽油機(jī)低。反而比汽油機(jī)低。第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)燃燒過程的作用是：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工質(zhì)的壓力、燃燒過程的作用是：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工質(zhì)的壓力、溫度升高，放出的熱量越多，溫度升高，放出的熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)（三）做功行程（三）做

10、功行程（）膨脹過程（）膨脹過程由于柴油機(jī)膨脹比大，轉(zhuǎn)化為有用功的熱量多，熱效率高，由于柴油機(jī)膨脹比大，轉(zhuǎn)化為有用功的熱量多，熱效率高，所以，膨脹終了的溫度和壓力均比汽油機(jī)小。所以，膨脹終了的溫度和壓力均比汽油機(jī)小。 第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)三、實(shí)際循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)（四）排氣行程（四）排氣行程柴油機(jī)柴油機(jī)r比汽油機(jī)低，其工作過程進(jìn)行得好，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ谋绕蜋C(jī)低，其工作過程進(jìn)行得好，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ臒崃慷?。熱量多。第三?jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù)排氣終了后，由于在結(jié)構(gòu)上余

11、隙容積的存在，氣缸內(nèi)的廢氣不能排凈排氣終了后，由于在結(jié)構(gòu)上余隙容積的存在，氣缸內(nèi)的廢氣不能排凈而保留一部分。這一部分被保留在氣缸內(nèi)的廢氣稱為而保留一部分。這一部分被保留在氣缸內(nèi)的廢氣稱為殘余廢氣殘余廢氣。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)四、內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)四、內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括內(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)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

12、能力的指標(biāo)角度評(píng)價(jià)對(duì)外做功能力的指標(biāo)第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)四、內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)四、內(nèi)燃機(jī)性能評(píng)價(jià)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)第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)及其評(píng)價(jià)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 平均指示壓力平均指示壓力是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的指示功是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的指示功(Pa) 。指示功率指示功率Pi ：發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。發(fā)動(dòng)

13、機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。 指示燃油消耗率指示燃油消耗率：指單位指示功的耗油量。通常以單位指示千瓦小時(shí)：指單位指示功的耗油量。通常以單位指示千瓦小時(shí)的耗油量來表示。的耗油量來表示。g(kWh) ：復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)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)有效功率有效功率PemiePPP平均有效壓力平均有效壓力Pme: 是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的有效

14、功是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的有效功(Pa) 。升功率升功率PL： 單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的有效功率單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的有效功率 。有效熱效率有效熱效率實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量的比值實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量的比值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)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)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)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 （包括活塞與活塞環(huán)的摩（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

15、失以及配氣機(jī)構(gòu)的摩擦損擦損失、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、噴油泵、（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）復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失機(jī)械損失2、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.潤滑油品質(zhì)和冷卻水溫度潤滑油品質(zhì)和冷卻水溫度復(fù)

16、習(xí)復(fù)習(xí)第六節(jié)第六節(jié) 熱平衡熱平衡p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：LBRSETqqqqqq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ЧΓ溆嗥溆?075都損失掉了。其中，都損失掉了。其中，主要由廢氣帶走主要由

17、廢氣帶走，其次傳給，其次傳給冷卻水冷卻水，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。，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。 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，其中一部分是排，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，真正由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燃燒、膨脹過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。廢氣渦輪增壓是回。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。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復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)第六節(jié)第六節(jié) 熱平衡熱平衡1、內(nèi)燃