发动机原理与汽车理论--武汉理工大学课件.ppt

《发动机原理与汽车理论》
武汉理工大学汽车工程学院
余晨光 2011-2
《发动机原理与汽车理论》课程主要内容
发动机原理是研究发动机主要使用性能的科学,是在分析发动机工作原理的基础上研究发动机主要使用性能与其结构之间的内在联系,分析发动机主要使用性能的各种影响因素,从而指出正确设计和使用发动机的基本途径。
发动机原理研究的内容包括工程热力学基础、发动机的工作循环和性能指标、换气过程、燃料与燃烧、汽油机和柴油机混合气的形成与燃烧、发动机特性等。
《发动机原理与汽车理论》课程主要内容
汽车理论是研究汽车主要使用性能的科学,是在分析汽车运动基本规律的基础上研究汽车主要使用性能与其结构之间的内在联系,分析汽车主要使用性能的各种影响因素,从而指出正确设计汽车和合理使用汽车的基本途径。
对汽车提出的使用性能的要求是多方面的,汽车理论主要研究汽车的动力性、燃油经济性、制动性、通过性、操纵稳定性和平顺性等。
第1章工程热力学基础
学习目标
通过本章的学习,重点掌握工质在各种热力过程中其初态参数与终态参数间的关系以及能量转换的特点;
掌握用理想气体状态方程分析热力过程的方法;
了解工质的热力状态及其基本参数;了解热力学基本定律在分析热机工作性能方面的作用。
工程热力学的主要内容
工程热力学是热力学最早发展起来的一个分支,它研究热能和机械功互相转换的规律。
其主要内容有:
(如空气、可燃混合气等)的热力性质;
:热力学第一定律、热力学第二定律;
,分析实现热能和机械功相互转换的基本热力过程,阐明使热能以更大的百分率转变为机械功的途径。
一些基本概念
在工程热力学中,把实现热能与机械功相互转换的工作物质称为工质。
汽车发动机是通过燃料的燃烧变热能为机械功的,在整个转变过程中,总是以气体作为媒介物质,这些气体便是工质。
燃料燃烧前,工质为空气(柴油机)或空气和汽油的混合气(汽油机)。燃烧后,工质主要是二氧化碳和水蒸气等。
气体的热力性质
热与比热
实验表明,热现象是物体内部分子和原子不规则运动的总体表现,这种运动的剧烈程度决定了物体的冷热程度,其外在表现为温度的高低。
这就是说,物体内部分子运动的平均速度越高,则物体的受热程度越大,表现出来的温度就越高。
热能可由工质通过传导、对流或辐射等方式来进行传递。例如,高温的发动机缸体与水道中低温的冷却水接触时,缸体材料里运动比较剧烈的分子之间的不断碰撞,影响了邻近的水分子,这时,温度较高的缸体传热至受热较低的水,前者温度降低,后者温度升高。若两物体达到同一温度时,传热就会停止,这种现象称为传热。
“热”的实质
“热”实质上是物质运动的一种表现形式,也是能量传播的一种形式。
热量的单位是焦耳(J)。焦耳这个单位较小,使用不方便,在计算中往往采用千焦耳(KJ)单位。
——质量热容
在热力工程中,热量的计算常利用比热。
使质量为1千克的物体温度升高或降低1K所需加入或放出的热量称为工质的比热,用符号C表示,单位为千焦耳/千克度(kJ/kg·K)。
气体的比热
气体的比热一般是随着温度的升高而增大的,如图所示。不同的温度,气体比热的数值也不同。在每一个温度下所对应的比热称为真实比热。气体在某一温度下的真实比热为:
式中:dq为某工质在某一状态下温度变化时所吸收或放出的热量。单位是kJ或J。