汽车发动机原理动力经济性指标.pptx
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1、汽车发动机原理清华汽车系课件汽车发动机原理任课教师:王建昕 马凡华总学时:4818周,4学时816周,2学时序言一、汽车发动机的特点既是汽车的重要部分,也是最广泛应用的动力机械航空、铁路运输、农机、船舶、移动发电源。燃气轮机、电机(电动车)、混合动力、燃料电池等都有可能作为汽车发动机,但汽油机和柴油机在未来几十年内会保持其主导地位既有普通机械的全部特征,又有复杂的热-功转换过程二、本课程主要内容“构造课”-入门、“原理课”-理论3部分10章:循环分析与能量利用、混合气形成与燃烧、特性与控制三、本课程学习方法以讲课内容为准、辅以自学和课下作业、实验课计算不多,但侧重于理论分析(过程复杂难以计算)
2、体系看似面大离散,注意抓纲发展的学科而不是静止的(尤其是近年)汽油机与柴油机的相互对比、融会贯通注意复习相关课程内容(汽车构造、热工、流体.)四、课外作业与考核方式每章布置作业一次,每二章检查一次最终成绩:期中考占40%、期末考占40%、作业占20%五、讲义:“汽车发动机原理教程汽车发动机原理教程”,刘峥、王建昕,清华大学出版社,2001年主要参考书籍“内燃机学”,周龙保等,机械工业出版社,1999年“汽车拖拉机发动机”(第3版),董敬等,机械工业出版社,1997年“内燃机原理”,唐开元等,译自“InternalCombustionEngineFundamental”,J.B.Heywood第
3、一篇动力输出与能量利用主要讲述发动机的动力性和经济性能源是世界5大问题之一,汽车发动机的最高热效率一般40%。内容组成:1章动力经济性指标与影响因素2章燃料与工质3章循环分析与能量利用4章换气过程与循环充量第一章动力经济性指标评价发动机性能的主要指标:1、动力性指标动力性指标功率、转矩、转速、平均有效压力2、经济性指标经济性指标燃油消耗率、(润滑油消耗率)3、环保性指标环保性指标有害排放物、噪声、振动(公害)4、使用性指标可靠性、耐久性、维修方便性1.1工质对活塞作功及示功图1、工质进行能量转换的气体或流体蒸汽机蒸汽、水轮机水内燃机工作过程中汽缸中的气体空气+可燃混合气+已燃气体(变化的)发动
4、机构造图2、活塞作功规定:工质对活塞作功为正功活塞对工质作功为负功PPaPr3、示功图定义定义:发动机汽缸内工质压力p随汽缸容积v(或曲轴转角)的变化曲线称为示功图(如图1-1,是最常用的研究热-功转换的手段)。(1)两种示功图:pv图、p图(压力图或展开示功图)(2)如图,记汽缸压力为p、汽缸截面积为F、活塞位移为x,则:工质对活塞作功W=pFx微元功dw=pFdx=pdv每循环所作功Wi=pdvWi称为循环功,也称为指示功,因为它是由“示功器”测得的示功图计算出的。4、自然吸气四冲程发动机的示功图分析(1)循环动力功(动力过程功)压缩冲程和燃烧膨胀冲程所作之功,W1+W3,正功;(2)泵气
5、过程功排气冲程和进气冲程所作之功(以p0线为分界),W2+W3,可正、可负;与泵气有关的功:(3)理论泵气功忽略流动阻力时的进排气压力与汽缸压力之差所作之功,自吸式发动机为0(设气门瞬时开启到最大且流速足够慢),即泵气功为一直线;(4)泵气损失功推出损失功与吸气损失功之和,W2+W3;(与排气损失功不同,不包括排气门早开带来的膨胀损失)(5)实际泵气功理论泵气功减去泵气损失功,-(W2+W3)自然吸气四冲程发动机的示功图分析两种指示功:(6)净指示功净指示功考虑泵气损失时的指示功考虑泵气损失时的指示功,循环动力功+实际泵气功即:(WI+W3)-(W2+W3)=W1-W2(有些书上仅给出结果,忽
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