发动机原理与汽车理论第一章发动机原理基础知识.ppt

1、1/28,发动机原理与汽车理论,2/28,课程内容概述,第一章发动机原理基础知识 第二章发动机的换气过程 第三章汽油机的燃料与燃烧 第四章柴油机的燃料与燃烧 第五章燃气发动机的燃料与燃烧 第六章发动机的特性 第七章汽车的动力性 第八章汽车的制动性 第九章汽车的使用经济性 第十章汽车的操纵稳定性 第十一章汽车的舒适性 第十二章汽车的通过性 第十三章汽车性能的合理使用,3/28,第一节气体的热力性质 第二节热力学第一定律 第三节热力学第二定律 第四节发动机的循环 第五节发动机的性能指标 第六节发动机的机械效率,第一章发动机原理基础知识,4/28,一、指示性能指标 二、有效性能指标 三、发动机其他性

2、能评定,第五节发动机的性能指标,5/28,指示性能指标是以汽缸内工质对活塞所做的有用功为基础的性能指标，只能评定发动机实际工作循环进行的质量好坏。 1.平均指示压力 2.指示功率 3.指示燃油消耗率 4.指示热效率,一、指示性能指标,6/28,平均指示压力:指单位汽缸工作容积在每一循环中所做的指示功，用符号pi来表示。 发动机每循环做功的多少与汽缸工作容积 有关，所以用平均指示压力能更准确地评 定发动机循环动力性的好坏。,1.平均指示压力,7/28,指示功率:指发动机在单位时间内所做的全部指示功，用Pi来表示，单位为W、kW。,2.指示功率,8/28,指示燃油消耗率:指单位指示功的耗油量，又称

3、指示比油耗，用gi来表示，单位为g/kWh。 式中：Pi -指示功率，kW； GT-每小时耗油量，kg/h。,3指示燃油消耗率,9/28,指示热效率:指发动机实际循环指示功与所消耗燃料的热量之比。,4指示热效率,10/28,有效性能指标是以发动机输出轴上输出的功率为基础的性能指标，能够评定整机工作性能的好坏。 1.有效功率 2.有效转矩 3.平均有效压力 4.升功率、比质量、强化系数 5.有效燃油消耗率 6.有效热效率,二、有效性能指标,11/28,有效功率是指发动机输出轴上输出的功率，用Pe表示，单位为W或kW。 Pe= PiPm 机械损失功率主要包括摩擦损失、驱动附件的损失和泵气损失。 机

4、械损失功率和有效功率可通过发动机实验测得。,1.有效功率,12/28,有效扭矩是指发动机输出轴上输出的转矩，用符号Me表示，单位是Nm。 式中：Me有效转矩，Nm； n 发动机转速，r/min。,2有效扭矩,13/28,平均有效压力是指单位汽缸工作容积所输出的有效功，用符号pe来表示，单位为Pa或kPa。,3平均有效压力,14/28,1）升功率（PL ）：指在标定工况下，每升汽缸工作容积所发出的有效功率 ，单位为kW/L。 2）比质量（me ）：指发动机的净质量与有效功率的比值，单位是kg/kW。 3）强化系数：指平均有效压力pe与活塞平均速度Cm的乘积。,4升功率、比重量和强化系数,15/2

5、8,有效燃油消耗率:指单位有效功的的燃油消耗量，又称有效比油耗，用ge来表示，常用单位为g/kWh。 式中：Pe-有效功率，kW； GT-每小时耗油量，kg/h。,5有效燃油消耗率,16/28,有效热效率:指发动机实际循环有效功与所消耗热量之比。,6有效热效率,17/28,1排放性能:有害气体、颗粒（指发动机排出的除水以外任何液态和固态微粒）。 2噪声：我国噪声标准中规定轿车噪声不得大于84dB 。 3冷起动性能：指发动机在低温条件下起动的可靠性，它直接影响发动机的燃料经济性、使用寿命和驾驶员的劳动强度等。我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在10、柴油机在5以下的气温条件下，接通起

6、动机，15 s内发动机应能顺利起动。,三、发动机其它性能,18/28,一、机械效率 二、机械损失的组成及测定 三、影响机械效率的因素,第六节发动机的机械效率,19/28,机械效率是指曲轴输出的有效功（或功率）与指示功（或功率）的比值，用符号m表示 。 根据机械效率、有效热效率和指示热效率的定义式，可得三者之间的关系 : 由有效燃油消耗率和有效热效率的关系式可得 :,一、机械效率,20/28,机械损失的组成：摩擦损失、驱动附件损失、泵气损失。 机械损失的测定(倒拖法) ：将发动机与电力测功机相连，电力测功机测定的倒拖功率即机械损失功率。,二、机械损失的组成及测定,21/28,1点火提前角或供油提

7、前角 2发动机转速 3发动机负荷 4润滑油粘度 5发动机工作温度 6发动机的技术状况,三、影响机械效率的主要因素,22/28,提前角过大，由于提前燃烧的损失增加(压缩消耗功增加)，使循环指示功减少；同时也会增加缸内最高压力，使活塞侧压力和轴承负荷增大，摩擦损失增加，使机械效率降低。 提前角过小，使后燃损失（上止点后的燃烧损失）增加，循环指示功也减少；虽然最高燃烧压力下降, 机械损失减少，但比例小，所以机械效率也下降。 最佳的提前角应根据转速和负荷合理选择。,1点火提前角或供油提前角,23/28,转速提高，各磨擦表面间的相对运动速度提高,运动件惯性力加大，摩擦损失增加；同时转速提高，使泵气损失及

8、驱动附件损失也增加。所以转速提高，机械效率下降。 根据试验统计，机械损失功率与转速平方近似成正比，所以转速越高，机械效率下降越快，,2发动机转速,24/28,负荷通常指发动机的外部阻力矩，常用平均有效压力、有效功率、有效扭矩或油门开度来表示。 转速一定，随负荷增加，机械损失功率缓慢增加； 转速一定，在中小负荷范围,随负荷增加，指示功率迅速增加；在大负荷范围,随负荷增加，指示功率缓慢增加。怠速时，指示功率等于机械损失功率。 由 可知，在转速一定时，在中小负荷范围，随负荷增加，机械效率m增长较快。在大负荷范围，机械效率m的增长速度也逐渐缓慢。在怠速时，机械效率m等于零。,3发动机负荷,25/28,各参数与负荷关系,26/28,润滑油的黏度过大或过小，均会使机械损失增加，机械效率下降。 选用润滑油的原则是：在保证润滑可靠的前提下，尽量选用黏度较小的润滑油(减少摩擦损失，改善起动性能)。定期更换。,4润滑油黏度,27/28,发动机的工作温度直接影响润滑油的黏度。发动机的工作温度过高或过低，会使润滑油的黏度过小或过大，均会导致机械损失增加，机械效率下降。 发动机的工作温度也直接影响混合气的形成及燃烧过程。温度过低，混合气形成不良，不完全燃烧损失增加，指示功率减小，使机械效率下降。而温度过高，会导致燃烧过程不正常，会使