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1、汽车发动机原理 授课老师:阎春利 绪 论 l课程性质:专业基础课 l适应专业:交通运输类/车辆工程 l教学目的和任务: 比较系统地掌握现代车用发动机的 基本工作原理和工作过程,理解发动机 的主要性能指标及评价,掌握发动机工 作过程的分析方法及性能指标与各工作 过程的内在联系;了解影响整机性能的 使用因素及提高性能的基本途径。 绪 论 l学时:36 l讲课学时:32 l实验学时:4 l学分:2 绪 论 汽油机燃烧过程5. 柴油机燃烧过程6. 发动机的特性7. 燃烧与燃烧热化学4. 发动机的换气过程3. 发动机的性能指标2. 废气涡轮增压技术8. 绪论1. 排气污染与控制9. 绪 论 l课程教学基
2、本内容及要求 本课程主要讲述汽车的基础理论知识,汽车使用性能 和实验方法。 l了解发动机的发展概况; l熟练掌握发动机理论循环的特点及实际循环对其的修正 、发动机性能指标; l掌握四冲程发动机的换气过程; l熟练掌握发动机的燃烧过程; l熟练掌握发动机的特性; l发动机增压及其特殊问题; l懂得发动机所用燃料的基本原理; l了解其他动力装置; 绪 论 l l 主要试验主要试验 l发动机负荷特性试验 l发动机速度特性试验 l l 前导课前导课 汽车构造、工程热力学、化学等 绪 论 教材 董敬、庄志等.汽车拖拉机发动机.机械工业出版社 .2006 主要参考书 l孙凤英等.汽车性能.东北林业大学出版
3、社.2008 年 l陈家瑞主编.汽车结构.人民交通出版社.2006 l冯健璋.汽车发动机原理与汽车理论.北京:机械 工业出版社,1999年 绪 论 考核方式 绪 论 工程热力学基础知识(补充) 热力过程和准静态过程 l热力过程热力学状态连续变化的历程。 l非准静态过程系统经历一系列不平衡状态的过程 。 l准静态过程系统经历一系列无限接近平衡状态的 过程。 l准静态过程进行的条件:推动过程的作用无限小。 可逆过程和不可逆过程 l可逆过程:系统进行一个热力过程后,能 够沿原路径逆向回复到初态,而不引起别 的变化的热力过程。 l不可逆因素:摩擦、温差传热。 l不可逆过程:存在自发的变化,从而产 生不
4、可复逆影响的过程。(如:摩擦、 温差传热的影响。) l不可逆过程意味着作功能力的损失。 熵及温熵图 l熵是一个导出的状态参数,熵的增量等于 系统在可逆过程中交换的热量 除以传热 时的绝对温度T所得的商。 l同功量的图示相仿,也可用两个独立的状 态参数T,s构成的状态图来表示热量。在T-s 图上的一点表示一个平衡状态,一条曲线 表示一个可逆过程。 定义为: 对1kg工质,则有: 和 理想气体的热力过程 热力过程分析概述 工程中,完成热功转换的热力循环都可以 被抽象为由定容、定压、定温、绝热和多变过 程构成的。 假设条件:理想气体;准静态过程 讨论的内容: 状态参数的变化关系(p 、v 、T 、s
5、); 过程曲线在p -v 图及T- s图上的表示。 一、 定容过程 比体积保持不变时系统状态发生变化所经历的过程 过程方程: v常量 过程中状态参数之间的关系: 由:可得 : 定容过程在状态参数坐标 图上的表示: 二、 定压过程 压力保持不变时系统状态发生变化所经历的过程 过程方程: p=常量 过程中状态参数之间的关系: 由:可得: 定压过程在状态参数坐 标图上的表示: 三、 定温过程 温度保持不变时系统状态发生变化所经历的过程 过程方程及状态参数之间的关系: 定温过程在状态参数 坐标图上的表示: 四、绝热过程 系统与外界不发生热量交换时所经历的过程 因此有: 对于理想气体: 过程方程 绝热过
6、程在状态参数坐标图上的表示: 五、 多变过程 各种热力过程,其过程方程式通常都可以表示为下述形式: 前述的四种典型过程均为多变过程的一个特例: 多变过程在状态参数坐标图上的表示。 n顺时针方向增大。两图 的过程线和区间一一对应 。 dv0, 功量为正。 ds0, 热量为正。 dT0du0,dh0。 n=0pv0=p=常量定压过程; n=1pv=常量定温过程; n=pv=常量绝热过程; n= p1/nv= p0v= v=常量定容过程. 热力循环和热效率 l热力循环:工质从初态出发,经过一系列变化又 回到初态的封闭过程,称为热力循环。(简称循 环) l 根据效果不同,将热力循环分为正向循环和 逆向
7、循环。把热能转变为机械能的循环称为正向 循环(或热机循环);依靠消耗机械功而将热量 从低温热源传向高温热源的循环叫逆向循环(或 热泵循环),如制冷机。 l 总有一部分热量不能转换为机械能,而以废 热的形式放给温度较低的环境。实践证明:企图 不向温度较低的环境放热而把高温物体的热能连 续地完全转换为机械能是不可能的。 热机吸热 热机放热 循环净功 热机循环热效率 它说明工质从高温热源吸收的热量有多少转换 为功。Q2 但因为 Q2 0,所以 总小 于1。 制冷机吸热 制冷机放热 制冷机耗功 制冷机性能系数 热泵性能系数 第二章 发动机实际循环 与性能指标 第二章 发动机实际循环与性能指 标 主要内
8、容:发动机实际循环的简化与评价; 对理想循环的修正; 发动机实际循环影响因素; 发动机热平衡; 发动机性能指标; 机械损失机械效率; 热平衡。 一、三种基本循环一、三种基本循环 发动机的理论循环简化条件: 1)假设工质为理想气体,其物理常数与标 准状态下的空气物理常数相同 2)假设工质在闭口系统中作封闭循环 3)假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程 4)假设工质燃烧为定容或定压加热,工质 放热为定容放热(热源加热) 5)假设循环过程为可逆循环 第一节 发动机的理论循环 1.混合加热循环 循环特点: 将燃烧过程假想为由定 容加热和定压加热过程两部 分组成: a-c 绝热压缩过程 c-z 定容加热,
9、加热量为 z-z 定压加热,加热量为 z-b 绝热膨胀过程 b-a 定容放热,放热量为 2.定容加热循环 循环特点: 将燃烧过程假想为定容 加热过程 a-c 绝热压缩过程 c-z 定容加热,加热量为 z-b 绝热膨胀过程 b-a 定容放热,放热量为 3.定压加热循环 循环特点: 将燃烧过程假想为定压 加热过程 a-c 绝热压缩过程 c-z 定压加热,加热量为 z-b 绝热膨胀过程 b-a 定容放热,放热量为 二、循环评定指标二、循环评定指标 第一节 发动机的理论循环 由一定量 的燃料能 够得到尽 可能多的 功 发动机 的性能 由一定的 气缸工作 容积能够 得到尽可 能多的功 1、循环热效率 定
10、义:工质所作循环功与循环热量之比。 式中 W- 作循环功 Q1-循环加热量 Q2-循环放热量 根据工程热力学公式,混合加热循环热效率为: 等熵指数K 发动机压缩比 预膨胀比 压力升高比 1、循环热效率 当 时为定容加热 当 时为定压加热 1、循环热效率 影响循环热效率的因素 (1)压缩比 随着压缩比的增大,三 种循环的t 在压缩比很 小时,随着压缩比 的提高,t增长 很快;在较大时 ,再增加效果很 小。 当 = 20 左右时, t 不大 柴油机 = 1222 影响循环热效率的因素 (2)绝热指数K 当相同时,K增 大, t 影响循环热效率的因素 (3)压力升高比 在定容/定压加热 循环中,由公
11、式可知, t 与无关。 在混合加热循环中 ,当循环总加热量和压 缩比不变时, Q2 t ; 影响循环热效率的因素 (4)预膨胀比 定压循环中, Q1 若压 缩比不变 Q2 t ; 混合加热循环中, Q1和压缩比不变 , 等压价热 t 影响循环热效率的因素 2、循环平均压力 循环平均压力是单位工作容积的循环功,用以评定发动机 的做功能力。 根据工程热力学公式,混合加热循环平均压力为 式中 -压缩始点的压力 定容 定压 三、三种基本循环的比较三、三种基本循环的比较 第一节 发动机的理论循环 选择依据循环方式 汽油机压缩压缩 比定容加热热 柴油机压压力定压压加热热 发动机采用工作循环的依据发动机采用
12、工作循环的依据-热效率最大热效率最大 四冲程发动机的实际循环包括进气、压缩、燃烧、做功和排气 第二节 四冲程发动机的实际循环与热损 失 l新充量进入气缸的过 程 由于残余废气pr 高于po,随着活塞下 行,残余废气膨胀, 压力由pr 下降到低于 大气压力的pr 。在 压力差的作用下,新 鲜气体被吸入气缸, 直到活塞达下止点后 ,进气门关闭为止。 一、进气过程 由于进气系统阻力,进气终了的压力pa,仍低于大气压力po 。进气终了气体因受到高温零件和残余废气的加热,其温度 Ta总是高于大气温度To。 压缩过程中,进、排气门均关闭,活塞从下 止点向上止点移动,缸内工质受压后温度和压力 不断上升。 目
13、的:提高工作过程的温度,使工质获得最大限 度的膨胀比,提高循环热效率,为着火燃烧创造 有利条件。 二、压缩过程 (图21a中acc线) l压缩开始:工质温度较低,受缸壁加 热,多变指数n大于定熵指数k l随着工质温度升高,到某一瞬时与缸 壁温度相等,多变指数n等于定熵指数 k(热交换为零) l随着工质温度升高,向缸壁散热,多 变指数n小于定熵指数k 二、压缩过程 复杂的多变过程 l汽油机 (图2-2b),由电火花 点燃混合气,火焰迅速传遍整 个燃烧室,使工质的压力及温 度急剧上升,在极短的时间内 达到最高值接近定容加热 。 l柴油机(图2-2a),上止点前开 始喷油、燃烧。初始时,燃烧 速度很
14、快,气缸容积变化很小 ,工质温度、压力剧增,接近 定容加热中。随后是边喷油边 燃烧,燃烧速度慢,且随着活 塞下移,气缸内容积增大,气 压力升高不大,温度继续升高 ,接近等压加热。 三、燃烧过程 l上止点前点火或自燃。 l混合气着火燃烧(图2-2 中cz线)。 l燃烧放热量越多,越靠 近上止点,则热效率越 高。 l实际燃烧过程中,有散 热损失,燃烧需要时间 ,因此存在非瞬时燃烧 损失。 三、燃烧过程 膨胀过程是燃烧 后的高温、高压 气体在气缸内膨 胀,推动活塞由 上止点向下止点 移动而作功的过 程。 图2-1中zb线 为膨胀曲线。随 着气缸容积增大 ,气体的压力、 温度迅速下降。 四、膨胀过程
15、l膨胀过程中,与压缩过程中情况相似,并 非绝热过程,不仅有散热损失、漏气损失 ,还有补燃和高温热分解。 l实际膨胀过程也是多变指数变化的多变过程: l在膨胀开始时,由于存在继续燃烧现象, 工质被加热,多变指数n小于k; l到某一瞬时,工质的加热量与工质向缸壁 的放热量相等,多变指数n等于k; l随后工质向缸壁散热,则多变指数n大于k 。 四、膨胀过程 l为简便起见,通常在计算中,用一 个不变的平均多变指数来代替变化 的多变指数: l压缩过程的平均多变指数为n1; l膨胀过程的平均多变指数为n2。 四、膨胀过程 在膨胀过程末 期,活塞接近下止 点(图2-1a的b) 时排气门开启,废 气高速排出。
16、当活 塞由下止点向上止 点移动时,缸内废 气继续排出,直到 排气门关闭,排气 过程结束。图2-1a 中bbr线示出排 气过程。 五、排气过程 排气终了的温度常作为检查发动机工作状态的技 术指标。如发动机工作过程不良,热功转换效率低, 则排气终了温度偏高。 六、理论循环与实际循环的比较 (对理想循环的修正) 研究实际循环与理论循环的差异,就可找出实际循环的研究实际循环与理论循环的差异,就可找出实际循环的 热量损失所在。分析差异的原因,可探求提高热量的有效利热量损失所在。分析差异的原因,可探求提高热量的有效利 用途径。比较用途径。比较示功图示功图。 (1) 工质性质 理论上: 理想气体,双原子气体
17、。 实际上: 燃烧前: 燃料+空气; 燃烧后: 燃烧产物。 (2) 比热容 理论上: 定比热容 实际上: 温度T 比热容C (一) 工质改变损失 理论上: 闭口系统,无泄漏。 实际上: 活塞气环不会100% 严密密封,总会有些气体窜 到曲轴箱中,造成损失。 (3) 泄漏损失 (1) 传热损失 理论上: 压缩、膨胀过程为绝热过程。 实际上: 大量热量通过气缸壁传给冷却水或空气 。传热损失是发动机中的最大损失,占总损失量的30% 以上。因此,许多研究者致力于开发绝热发动机。 (2) 流动损失 理论上: 闭口系统,没有气体流动损失。 实际上: 进、排气节流沿程损失,缸内进气、挤压 、燃烧涡流损失。
18、(二) 传热、流动损失 理论上: 忽略进、排气过程 。 实际上: 进、排气门提前开 启,迟后关闭。而且有流动阻 力。 换气损失中逆向循环所 包围的面积为泵气损失。泵气 损失包含在换气损失之中。 (三) 换气损失 l(1)非瞬时燃烧和补燃损失 l理论上: 定容加热瞬间完成,定压加热速度与活塞运行速度 密切配合。 实际上: 燃烧需要时间。 (四) 燃烧损失 理论上: 加热瞬间停止,膨胀过程无加热。 实际上: 虽然大部分(80%以上)燃料在燃烧过程中燃烧 掉,但仍有小部分燃料会拖到膨胀线上才燃烧,做功效果 变差,热效率下降。 (2) 不完全燃烧损失 (3)高温下部分燃烧产物分解 例 C + O CO
19、 + 热量 + O CO2 + 热量 其中 CO 为中间产物,CO2 为最终产物。若遇高 温,则会发生复分解反应,即高温分解: CO2 +热量 CO + O H2O+ 热量H2+O2 这部分热量虽然在膨胀过程中还可能会释放出来 ,但由于活塞已接近下止点,做功效果变差,热效率 下降。 第三节 发动机的性能指标 一、发动机的指示指标 l指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础 。 指示指标 动力性经济性 指示功 平均 指示压力 指示功率指示热效率 指示 燃油消耗率 应该:非增压: 因为: 不容易测量, 实际将归到机械损失中考虑。 其中 所以: 横、纵座标比例 定义:一个循环 工质对活塞所做 的有用
20、功。 (一) 指示功 为突出后者,比较不同大小发动机的 热功转换有效程度,引入平均指示压力的 概念。 (一) 指示功 汽缸工作容积大 指示功大 热功转换有效程度大 (二) 平均指示压力 定义:发动机单位气缸工作容积所做的指示功。 其中 每缸工作容积。 (三)指示功率 式中 i 缸数; Vs每缸工作容积; 冲程数; Pmi平均指示压力; n 转速 。 定义:发动机单位时间所做的指示功。 (四) 指示燃油消耗率 定义:单位指示功的耗油量。 g/kwh B每小时耗油量 kg/h (五) 指示热效率 做指示功所消耗的热量。 燃料的低热值。 0.300.40 = 205320 g/kwh 0.400.5
21、0 = 170205 g/kwh 定义:实际循环指示功与所消耗的燃料热量 的比值。 第三节 发动机的性能指标 二、发动机的有效指标 l有效指标是以曲轴对外输出的功率为基础,代 表发动机的整体性能。 有效功率 机械效率 有效转矩 平均有效压力 有效热效率 有效燃油消耗率 有效指标 1.有效功率 l定义:发动机在单位时间对外输出的有效功称 为有效功率,记作 pe 单位为 KW。它等于有 效转矩与曲轴角速度的乘积。 l发动机的有效功率可以用台架试验方法测定, 也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度,然 后用公式计算出发动机的有效功率 pe: 式中:Ttq有效转矩,Nm; n曲轴转速,r/min。 2.
22、机械效率 l定义:有效功率与指示功率之比。 l式中 机械损失功率。 3.有效转矩 l定义:发动机对外输出的转矩称为有效 转矩,记作 Ttq,单位为 Nm 。 l有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动 机对外输出的有效功。 4.平均有效压力 l定义:单位气缸工作容积发出的有效功称为平 均有效压力,记作 pme,单位为 MPa 。 l显然,平均有效压力越大,发动机的作功能力 越强。 式中 i 缸数; Vs每缸工作容积; 冲程数; Pmi平均指示压力; n 转速 。 5.有效燃油消耗率 定义:发动机每输出 1kW 的有效功所消耗的燃油 量称为有效燃油消耗率,记作 be,单位为 g/(kWh)。 式中:B
23、发动机在单位时间内的耗油量,kg/h; Pe发动机的有效功率,kW。 显然,有效燃油消耗率越低,经济性越好。 6.有效热效率 l定义:发动机的有效功WE与所消耗燃料热量Q1之 比称为有效热效率,记作 e。 l燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数 。 式中 显然,为获得一定数量的有效功所消耗的 热量越少,有效热效率越高,发动机的经济性 越 好。 燃料的低热值。 第三节 发动机的性能指标 三、发动机的强化指标 l发动机的强化指标用以评定发动机的强 化程度。 l发动机的强化指标是指发动机承受热负 荷和机械负荷能力的评价指标。 强化指标 升功率比质量强化系数 1.升功率 l发动机在标定工况下,单位
24、发动机排量 输出的有效功率称为升功率。 l升功率大,表明每升气缸工作容积发出 的有效功率大,发动机的热负荷和机械 负荷都高。 l用以衡量发动机排量利用的程度。 2.比质量 l定义:发动机的质量与所给出的标定功 率之比。 l表征质量利用程度和结构紧凑性。 3.强化系数 l平均有效压力与活塞平均速度的乘积称 为强化系数。 l活塞平均速度是指发动机在标定转速下 工作时,活塞往复运动速度的平均值。 l表征发动机的强化程度,使发动机技术 进步的一个标志。 第三节 发动机的性能指标 四、发动机的其他指标 l关系到人类健康的 l与发动机性能有关的 其他指标 排气品质噪音振动 1.排气品质 l排出有害气体 l
25、氮氧化合物 l碳氢化合物 l一氧化碳 l排气颗粒 l出水以外的任何液态、固态颗粒 四、发动机的其他指标 2.噪声不得大于84dB 3.结构空间外形小、体积功率大、升 体积小 4.总质量总质量、升质量、比质量均 小 5.生产成本生产耗能小,材料费用低 、结构设计适于批量生产 6.使用成本可靠性好、耐久性好、油 耗低、保养费用少、提高车辆的有效利 用程度 第四节 机械损失与机械效率 一、机械损失的组成及机械效率 机械损失:发动机实际循环所做的指 示功不可能完全对外输出,功在发动机 内部转化过程中必然会有所损失,所消 耗在发动机内部的这部分功称为机械损 失。用Pm,pmm表示。 2.机械效率 l定义
26、:有效功率与指示功率之比。 l式中 机械损失功率。 m值高 机械损失 小 发动机性能 好 空调(可选) 电器设备 机械损失功率组成 机械损失机械损失 功率功率 泵气损失 活塞及活塞环 连杆、曲轴轴承 配气机构 水泵 风扇 机油泵 摩擦损失驱动附件损失 6275% 1020% 1020% 第四节 机械损失与机械效率 一、机械损失的测定 机械损失功率是通过对实际机械损失功率是通过对实际 发动机试验来测定。发动机试验来测定。 常用的测试方法: l单缸熄火法 l电力测功机拖动法 l油耗线延长线法 1.单缸熄火法 l单缸熄火法灭缸法 l适用条件:仅适用于多缸内燃机 l试验流程: l先将内燃机调定在标定工
27、况下稳定运转; l然后轮流停止一缸工作,并随即降低负荷; l使转速迅速恢复到标定转速,测量其有效功 率。 试验原理试验原理:由于有一个气缸不工作, 单缸熄火后测出的有效功率,要比标 定工况下的有效功率小,两者之差即 为单缸熄火法的指示功率。 1.单缸熄火法 1.单缸熄火法 l整机的机械损失功率为: l缺点: l对汽油机,由于停缸会使进气情况改变,往 往得不到正确结果 l也不能用于废气涡轮增压发动机(增压状态 改变) l不可用于单缸机 2电力测功机拖动法 l电力测功机拖动法倒拖法 l试验流程: l内燃机与电力测功机相连,内燃机在标定工 况下,或在其他规定工况下稳定运转; l待达到热状态稳定后,停
28、止向各缸供给燃料( 汽油机待剩余燃料烧尽后,还需切断点火电 源),随即用电力测功机以标定转速,或所要 求工况的转速拖动内燃机; l测定电力测功机的拖动功率,此即为内燃机 的机械损失功率。 缺点: 必须使用平衡式电力测功器 没有燃烧,压力低摩擦损失小 由传热、压缩线和膨胀不重合负功 由于强制排引起泵气损失增加 不可用于增压机 l对于柴油机由于压缩比大,误差大可达15-20% l对于汽油机压缩比在6-7,误差在5%左右 2电力测功机拖动法 3油耗线延长线法 l油耗线延长线法油耗线法、负荷特性 法 l试验流程: l在标定转速或规定转速下作负荷特性试验,绘制 燃油消耗量与有效功率的关系曲线,近似直线部
29、 分延长与横坐标相交,则该点的横坐标即为标定 转速或规定转速下的机械损失功率。 l缺点:不实用于汽油机 三、影响机械效率的主要因素 1转速n(或活塞平均速度Cm) 发动机转速上升(Cm随之加大),致使: 1)各摩擦副间相对速度增加,摩擦损失增 加; 2)曲柄连杆机构的惯性力加大,活塞侧压 力和轴承负荷均增高,摩擦损失增加; 3)泵气损失加大; 4)驱动附件消耗的功多。 l转速提高后,机械 损失功率增加,使 机械效率下降。 l机械损失功率与转 速平方近似成正比 。 因此随转速升 高,机械效率下降 较快。m与n的关 系如图所示。 三、影响机械效率的主要因素 2发动机负荷 l当发动机转速一定,负荷减
30、小时,必须根据发 动机阻力矩的变化,相应减小汽油机的油门开 度和柴油机喷油泵齿条位置。 l因此,气缸内指示功率将减小,但机械损失功 率变化不大,故使机械效率下降。 三、影响机械效率的主要因素 摩擦损失取决 于 机件的相对运 动 速度与 比压 发动机的机械 损失 主要来自摩擦 损失 l怠速时,负荷为零,有效功 率Pe=0,指示功率全部用来 克服机械损失功率,即 Pi=Pm,故m=0。 l负荷由小变大时,指示功率 迅速上升,而机械损失功率 上升缓慢,所以机械效率提 高,但在大负荷时机械效率 上升缓慢,如图213所示 。 三、影响机械效率的主要因素 3润滑油品质和冷却介质温度 (1)润滑油品质 润滑
31、油的品质影响到运动副的摩擦损失。润 滑油的粘度对摩擦损失大小有重要影响。 l粘度大 l承载能力强,易于保持润滑状态。 l但润滑油的流动性差,摩擦损失增加。 l粘度小 l润滑油的流动性好,摩擦损失减少。 l承载能力弱,油膜易破,产生干摩擦,摩 擦损失增加。 三、影响机械效率的主要因素 l选用润滑油的原则: 在可靠的润滑前提下,尽量选用 粘度小的润滑油,以减少摩擦损失,改 善起动性能。 l当发动机强化程度高,轴承负荷大时,要选 用粘度较大的用油; l当转速高,配合间隙小时,需要用油流动性 好, 宜选用粘度较小的用油; l旧机器,轴承间隙较大,应选用粘度较大的 用油。 三、影响机械效率的主要因素 三
32、、影响机械效率的主要因素 (2)冷却介质温度 l冷却介质的温度影响润滑油的温度,继 而影响粘度和机械损失。 l冷却介质温度低时,润滑油粘度大,摩擦损 失增加,机械效率下降。 l如果冷却介质温度过高,会使润滑油的粘度 变小,油膜不能支持表面上的压力而破裂, 失去润滑作用,引起摩擦损失增加,机械效 率降低。 l通常应保持冷却介质温度为8090。 三、影响机械效率的主要因素 4发动机技术状况 发动机使用技术状况好坏,对机械 效率影响较大。 例如: l活塞环与气缸壁磨损后,间隙变大,漏气 增多,指示功率下降; l漏气还会稀释润滑油,使润滑条件变差, 摩擦损失增加,机械效率下降。 第五节 热平衡 l定义
33、:按照热能表现为有效和各种损失 的数量分配来研究燃料中总热量的利用 情况称为发动机的热平衡。 l意义:表示燃料燃烧发出的总热量在有表示燃料燃烧发出的总热量在有 效功和各种损失之间的分配情况。效功和各种损失之间的分配情况。 供给发动机的燃料完全燃烧后,其热 能只有2045转变为有效功,而其余 的热量将随着废气、冷却介质等从发动机 中 排出。 一、发动机燃料燃烧发出的热量 QT l定义:若发动机每小时耗油量为B(kgh),则 燃料完全燃烧,每小时所放出的热量QT(kJh) 为 l式中 B 发动机每小时的耗油量(kg/h); 燃料的低热值。 显然,Qe值越大,转变为有效 功的热量越多,发动机的热效率越 高。 二、转化为有效功的热量Qe 三、传给冷却介质的热量Qs l传给冷却介质的热量主要有: l工质向气缸壁及燃烧室散出的热量 ; l废气在排气管道内散失的热量; l摩擦发热所散失的热量; l从润滑油散失的热量等。 四、废气带走的热量QR l废气排出时,温度仍然很高,会带 走相当大一部分未曾被利用的热量 。 五、其他热量损失QL l从QT中除去上述三项热量损失外,都 属其他热量损失。如燃料的不完全燃 烧和未计入的热量损失等。
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