章发动机的性能015资料.ppt

*发动机原理参考书目《发动机原理》 林学东《汽车拖拉机发动机》 董敬《汽车构造》(上册) 陈家瑞《工程热力学》陈贵堂*《发动机原理》讲义讲授内容第二章发动机的性能(6学时)发动机理论循环四行程发动机的实际循环(二冲程不讲)发动机有效指标(热平衡不讲)机械损失第三章发动机的换气过程(4学时)四行程发动机的换气过程充气效率及影响因素提高充气效率的措施(增压技术不讲)废气再循环系统*第四章发动机的燃料及燃烧(3学时)发动机的燃料燃料的使用特性燃烧过程初步第五章汽油机混和气形成和燃烧(6学时)汽油机的燃烧过程汽油机混和气形成的特点燃烧室(重点掌握技术要求及设计原则)*第六章柴油机混和气形成和燃烧(5学时)柴油机燃烧过程燃油喷射和雾化混和气形成和燃烧室柴油机运行指标对燃烧过程的影响第七章发动机特性(4学时)发动机工况、发动机台架实验、负荷特性、速度特性、万有特性、调整特性*第二章发动机的性能x内燃机:在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能,再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械能的动力机械装置内燃机是通过工作循环连续不断进行工作的,工作循环进行的好坏直接影响到内燃机的各项性能。因此,我们从内燃机的循环开始引出内燃机的各项性能指标。$ 发动机理论循环燃烧膨胀在内燃机中燃料化学能→工质热能→机械功。这一过程十分复杂,为抓住内燃机中热功转换的主要矛盾,寻找提高内燃机性能的主要方向。我们把实际循环加以简化,抽象出理论循环。理论循环的定义在一定的简化条件下将发动机的实际工作循环按燃烧过程不同,抽象为几种典型的热力学可描述的过程,用于获得一定的评价指标及各种参数对性能指标的影响规律。*第二章发动机的性能x热力学模型:系统、边界、外界是构成热力学模型的三个组成部分系统:用一定的边界将研究对象与周围的物体分割开来,这种用边界围起来的研究对象的物质总和称为热力学系统。边界:边界是系统的范围及系统与外界相互作用的约束,系统通过边界与外界进行热量、物质、功交换。外界:系统边界以外的物质世界称为外界,由热库、功库、质量库、周围环境构成。状态参数:压力P,体积V,气体的摩尔数n,热力学常数R,温度T,熵S,×1023个微粒的集体作为一个单位,称为摩尔,单位符号是mol。熵是系统无序程度的度量,熵值越大则无序度越大,熵是表征系统无用能大小的状态参数,熵本身并不代表能量,但熵与系统中无用能的可变部分成正比,熵值越大,则系统的无用能越大。第二章发动机的性能x热力过程:系统的状态变化过程称为热力过程准静态过程:状态变化过程中每个中间状态都是平衡状态的过程。系统内压力温度等状态一致。可逆过程:系统经历了一个热力过程后如果可以验原路径,逆向进行并使系统和外界恢复到初态而不留下任何影响,则系统原先经历的过程为可逆过程。一切过程都是不可逆的,可逆过程是热力学理想化的概念,无法用实验验证。循环:系统从初始状态出发,经历一系列中间状态后,又回到初态,这种封闭的热力过程称为热力循环,*第二章发动机的性能x系统状态参数P为压力,V为体积,n为气体的摩尔数,R与气体成份相关的热力学常数,T为温度,S熵,h焓热力学方程PV=nRT······(1)热力学定律:热力学第一定律:自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递过程中能量的总和不变。热力学第二定律:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响;不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。热力学第三定律:是对熵的论述,一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何过程中,熵总是增加,但理想气体如果是绝热可逆过程熵的变化为零,可是理想气体实际并不存在,所以现实物质中,即使是绝热可逆过程,系统的熵也在增加,不过增加的少。典型热力过程定压过程、定容过程、等温过程、等熵过程(绝热过程PVk=C)*第二章发动机的性能xP-V图中,等熵、等温曲线均分布在2,4象限,等熵曲线斜率>等温曲线(等熵曲线陡)T-S图中定压、定容线分布在1,3象限定容曲线斜率(dT/ds=T/Cv)大于定压曲线斜率(dT/ds=T/Cp)CP>CvpvST等温线等熵线等压线等容线等压线等容线等熵线等温线热力学典型过程特征表达形式:P-V图和T-S图*卡诺循环与内燃机的动力循环x绝热压缩、等温加热过程、绝热膨胀做功过程、等温放热过程卡诺定理:任何实际循环热效率都<卡诺效率意义:指明热力动力机械装置提高热效率的途径卡诺效率:提高动力循环热效率的主要途径温差高温热源T1卡诺热机低温热源T2功W=pdv