汽车发动机原理节四行程发动机的实际循环课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节,四行程发动机的实际循环,学习目的：,通过分析实际循环与理想循环之间存在的各种差异及产生的原因，为找到缩小这些差异的途径打下基础。,目前研究实际循环的手段是“,示功图,”。,“示功图”有两种表达方式：“,p,v,”,图或“,p,”,图,。它是通过专门的仪器“,示功机,”测到的。）,p,o,p,r,r,c,b,z,v,p,a,p,上止点,第二节 四行程发动机的实际循环学习目的：通过分析实际循环,1,一、进气过程（ra）,1.,r,点高于,p,0,残余废气压力,p,r,之故；,2.,活塞在废气压力(,p,r,)膨胀推动下作正功，此时并未进入缸内；只有当压力降到小于,p,0,时，新鲜空气才,真正,被吸如缸中；,3.,由于有进气阻力，所以进气终了压力,p,a,k），后段为放热（,n,1,k），只有在某一点（m点）才是,n,1,=k,它为多变指数（n,1,）在随时发生变化的多变过程。,2.,工质在数量和性质上有变化,3.,多变过程终态参数,p,o,p,r,r,c,b,z,v,p,a,m,二、压缩过程（ac）popr rcbzvpam,3,讨论：,增加压缩过程的,目的,：增大吸热与放热时的温差，获得最大的膨胀比，从而提高热效率。,为燃烧创造条件，特别是柴油机燃烧压燃式,提高,p,c,和,T,c,的重要途径是,增大压缩比,，但汽油机受到爆热的限制，压缩比远比柴油机小。,n,1,也希望提高，它主要受到热交换及工质泄漏的影响：传热量大，,T,c,，意味n,1,；同样，泄漏量大，p,c,，也意味 n,1,。,减少传热量，提高,n,1,的措施有：提高发动机转速（传热和泄漏的时间减少）；负荷增加（水温高）、采用空冷；增大气缸直径（相对传热量和泄漏量将减少）。,讨论：为燃烧创造条件，特别是柴油机燃烧压燃式,4,在进行热力计算时，其“多变指数”取平均多变指数进行计算（“平均多变指数”取得是否合理，其计算结果要与热力过程中的初、终态实际基本状态参数一致来决定。）,在进行热力计算时，其“多变指数”取平均多变指数进行计算（“,5,三、燃烧过程（cz）,目的：,将化学能转变为热能，使工质温度和压力提高。,1.柴油机,由于前期喷出的燃油的燃烧，在接近容积不变的情况下发生，所以压力上升很快（,即：为,定容加热,过程,），此后，co,2,，p增长变缓；由于喷油是持续的一个过程，气体温度将进一步提高，虽然活塞已开始下行，容积开始扩大，但因温度增高的缘故，气体压力接近不变（即：存在,定压加热,的过程）。,提示：我们希望增大定容部分的加热量，减少定压部分加热量。,c,c,z,z,p,v,c,为提前喷油点,三、燃烧过程（cz）cczzpvc为提前喷油点,6,2.汽油机,由于为,预混合气燃烧,，所以一旦点燃，在接近容积不变的情况下压力上升很快（,即：为,定容加热,的过程,），可以认为,无,定压加热,部分。,注意：,柴油机的压力比汽油机高是因为压缩比远高于汽油机之故；而最高温度比汽油机低则是因为过量空气系数高于汽油机之故。,汽油机,=0.81.2,柴油机,=1.21.6,增压柴油机,=1.82.2,c,为提前点火点,c,c,z,p,v,2.汽油机c为提前点火点cczpv,7,四、膨胀过程（zb）,目的,:,利用高温、高压的工质推动活塞下行对外作功，实现热功转换。,1.非绝热过程,前段,继续吸热（补燃部分，,n,2,k），只有在某一点才是,n,2,=k,它也为多变指数（n,2,）在随时发生变化的多变过程。,n,2,p,v,n,2,P,Q,Q,b,z,p,o,p,r,r,c,b,z,v,p,a,四、膨胀过程（zb）n2pvn2PQQbzpopr r,8,2.工质数量和性质变化,3.终态参数：,2.工质数量和性质变化 3.终态参数：,9,n,2,p,v,n,2,P,Q,Q,b,z,讨论：,n,2,的影响:,工质吸热时，,n,2,，因素有：转速增加、混合气质量不好，均会使补燃增加，工质在膨胀期吸热量的增加，导致,p,b,、T,b,增大，不好；,工质放热时,，,n,2,，因素有：漏气增加、气缸直径减小（相对散热面积增加）、表面上虽然能使,p,b,、T,b,降低，但热能却被水套中的水或空气带走，也不好。,要使,p,b,、T,b,减小，提高,、,是最好途径；,柴油机的,p,b,、T,b,比汽油机的小，其原因压缩比大。,4.在进行热力计算时，,其“平均多变指数”取得合理与否，由计算结果与实际热力过程中的初、终态基本状态参数是否一致来决定。）,n2pvn2PQQbz讨论：4.在进行热力计算时，其“平,10,五、排气过程（br）,目的：,将废气排出，以便更换新鲜工质。,讨论,：,排气有阻力（,p,r,p,o,），要消耗机械功（活塞上受到的阻力=,p,r,-p,o,）；,p,r,大，表征残余废气多；,容易通过测量,T,r,大小来判定燃烧好坏。,排气温度和压力比较：,p,o,p,r,r,c,b,z,v,p,a,p,r,p,o,阻力,=,p,r,-,p,o,排气过程,五、排气过程（br）popr rcbzvpaprpo阻力,11,其它对示功图的说明：,工质对外界所作用的循环净功（有用功）为：,A,i,-A,1,其中：,A,1,称为,泵气损失,。,这里只针对非增压发动机进行讨论。,p,o,p,r,r,c,b,z,v,p,a,A,i,A,1,本节小结：,1.,通过分析实际循环与理想循环存在的差别，能使我们找到缩小这些差别的有效途径；,2.,本节,重点,是压缩和膨胀过程分析，,难点,是使用和结构因素是如何影响多变指数变化的变化对终态参数的影响,3.,要求：从发动机种类、使用和结构因素全面分析实际循环和理想循环存在的差别。,其它对示功图的说明：popr rcbzvpaA i A,12,上止点,下止点,R,上止点下止点R,13,14,15,a c,：为高压缩比,a c：为低压缩比,图中有：,T,1,T,2,放热线,吸热线,T,1,T,2,a c：为高压缩比放热线吸热线T1T2,16,正功,负功,压缩结束图,v,p,压缩作功图,前期,后期,正负作功,重叠区,v,p,进气作功图,前期,后期,p,p,o,p,r,v,正功负功压缩结束图vp压缩作功图正负作功vp进气作功图pp,17,压缩结束图,膨胀正功图,正负作功,重叠区,膨胀结束图,正功,负功,压缩结束图膨胀正功图正负作功膨胀结束图正功负功,18,膨胀结束,排气结束,最终,pv,图,正负重叠区,排气负功图,正功,负功,膨胀结束排气结束最终pv 图正负重叠区排气负功图正功负功,19,20,汽车发动机原理节四行程发动机的实际循环课件,21,