内燃机的性能指标

内燃机的性能指标1内燃机的理论循环2内燃机的实际循环3内燃机的指示性能指标4内燃机的有效性能指标内燃机的理论循环1忽略进、排气过程；2压缩、膨胀过程简化为可逆绝热过程；3燃烧过程简化为定容加热过程和定压加热过程；排气放热简化为定容放热过程；4假定工质为定比热的理想气体；5工质在闭口系统中作封闭循环；一、实际循环的简化：PabczVp0VcVsr二、内燃机的三种基本理论循环混合加热循环：高速非增压柴油机（车用柴油机）PabczVp0VcVsz`Q`1Q2Q``1定容加热循环：汽油机PabczVp0VcVsQ1Q2定压加热循环：高增压、低速柴油机（船舶用柴油机）PabczVp0VcVsQ1Q2三、理论循环及其分析1特征参数：（2）压力升高比：（1）压缩比：ccscaVVVVVczpp'zzVV（3）预胀比：PabczVp0VcVsz`Q`1Q2Q``12循环热效率定义：)1()1(1111kkktm1211QQQWt混合加热计算式：：111ktv)1(1111kkktp定容加热计算式：定压加热计算式：3循环平均压力定义：kPalVJWpst)()(SDpVpWtst42含义：四、理论循环的重要指导意义指出了改善内燃机动力、经济性能的基本原则：提高高温热源的平均温度，即提高加热过程中工质的平均温度。提高压缩比提高循环加热的等容度保证工质有较高的绝热指数K提供了内燃机之间进行动力性、经济性比较的理论依据第二节内燃机的实际循环PabczVp0VcVsr一、实际循环的进行过程进气过程：r-a压缩过程:a-c燃烧过程:c-z膨胀过程:z-b排气过程:b-r二、实际循环与理论循环的比较PabczVp0VcVsz`PabczVp0VcVsrPabczVp0VcVsz`z1z2b1b2a2z`1z`2c2c1r123456实际工质的影响：绿色传热损失：红色燃烧损失：蓝色换气损失：咖啡色理论循环：粉色（acz`zba)实际循环：a2123456r实际工质的影响工质成分前后发生变化：双原子变为多原子工质比热变化：多原子比热大于双原子燃气比热随温度升高而变大空气比热随温度升高而变大工质高温分解：2CO2=2CO+O22H2O=2H2+O2工质分子变化系数的影响：分子数增多工质泄漏：数量减少传热损失缸内工质通过活塞顶面、气缸盖低面、气缸套壁面不断向外传热。压缩过程的传热：开始工质吸热、后期工质向往传热燃烧与膨胀过程：大部分热量在此阶段传出燃烧损失非瞬时燃烧损失：实际燃烧过程要持续一段时间，非瞬时等容加热；为了增加等容度，燃烧提前导1点从而造成此损失存在。后燃损失：燃烧要拖延一段时间所造成的损失。不完全燃烧损失：柴油机：指燃料、空气混合不良，燃烧组织善而引起的燃料热值不能完全释放的损失。汽油机：混合气过浓，部分燃料没有参与燃烧，或生成CO，热量没有完全释放的损失；燃烧温度较高，使得比热加大，高温分解加剧。换气损失实际循环换气过程所造成的损失。提前排气损失：因排气门提前开启而造成的膨胀功的损失。（5-b2-6)泵气损失:因工质流动时需要克服进排气系统的阻力所消耗的功。（6-r-a2)各部分损失所占比例名称汽油机柴油机理论循环热效率0.54~0.580.64~0.67工质的影响0.1~0.120.09~0.1燃烧损失0.08~0.10.06~0.09传热损失0.03~0.050.04~0.10换气损失0.01~0.030.01~0.03实际循环热效率0.3~0.400.40~0.45第三节内燃机的指示指标定义：以工质在汽缸内对活塞做功为基础，用来评定内燃机实际循环的质量。动力性指标：平均指示压力、指示功率经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率意义：直接反映由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏。1循环指示功定义：一个实际循环工质对活塞所做的有用功。符号/单位：Wi（kJ）计算式：即示功图上个冲程压力线所形成的封闭曲线所包围的环积分面积。pdVW2平均指示压力定义：单位气缸工作容积所做的循环指示功。定义式：单位：Mpa含义：意义：不同大小气缸做功能力的比较。)()(LVkJWpsimiSDpVpWmismii423指示功率定义：发动机单位时间内所做的指示功。定义式：推导：30260inVpniVptiVpPsmismismii)(kWtiWPii4指示热效率定义：实际循环指示功与所消耗的燃料热值之比值。定义式：kJkJQWii15指示燃油消耗率定义：单位指示功所消耗的燃料量。定义式：单位：g/kw·h310)()/(kWPhkgBbii631106.31036003600uiuiiiuiiihbhbPPBhPQWHu：燃料的低热值（kJ/kg)第四节内燃机的有效指标定义：以曲轴对外输出功率为基础，用来评定内燃机实际工作性能的质量。动力性指标：平均有效压力、有效功率、扭矩；升功率、比质量、强化系数（强化指标）经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率1平均有效压力定义：单位气缸工作容积输出的有效功。定义式：单位：Mpa含义：意义：不同大小气缸对外输出的功的比较。)()(LVkJWpsemeSDpVpWmesmee422有效功率定义：发动机单位时间内所输出的有效功。定义式：推导：指示功率和有效功率的关系：30260inVpniVptiVpPsmesmesmee)(kWtiWPeemiePPP3扭矩定义：发动机工作时，曲轴对外输出的扭矩。单位：N.m力使物体发生移动，而力矩使物体发生转动。力矩作用在物体上，使物体发生了转动，力矩做了“功”。有力矩不一定做功；力矩大不是功率就大。4功率与扭矩的关系nFRnTPtqe6010260102339550nTPtqe5有效热效率定义：发动机的有效功与所消耗的燃料热值之比值。定义式：kJkJQWee16有效燃油消耗率定义：单位有效功所消耗的燃料量。定义式：单位：g/kw·h310)()/(kWPhkgBbee631106.31036003600ueueeeueeehbhbPPBhPQWHu：燃料的低热值（kJ/kg)7升功率SelViPP30npme（kw/L）定义：发动机单位汽缸排量所发出的有效功率。意义：标明发动机容积利用的程度，是发动机强化程度的重要指标。8比质量定义：单位有效功率所占发动机的质量。)/(kWkgPmmee意义：表征发动机质量利用程度和结构紧凑性。9强化系数定义：平均有效压力和活塞平均速度的乘积。mmeCp意义：与单位活塞面积的功率成正比；值越大，表明发动机的热负荷和机械负荷越大。