汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理

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1、 課 程 概 述一 、 課 程 的 性 質(zhì) 和 任 務(wù) 1、 研 究 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 工 作 過(guò) 程 和 性 能 指 標(biāo) ， 主 要 包 括動(dòng) 力 性 、 經(jīng) 濟(jì) 性 、 排 放 性 等 。 2、 分 析 影 響 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 性 能 指 標(biāo) 的 因 素 。 3、 找 出 提 高 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 性 能 指 標(biāo) 的 途 徑 。二 、 課 程 的 地 位 和 作 用 本 課 程 是 一 門(mén) 專(zhuān) 業(yè) 課 ， 為 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 使 用 、 維 修打 基 礎(chǔ) 。 本 課 程 在 整 個(gè) 課 程 體 系 中 起 承 上 啟 下的 作 用 ， 對(duì) 今 后 的 實(shí) 際 工 作 起 指 導(dǎo) 作 用 。 三 、 課

2、 程 主 要 內(nèi) 容課 程 的 主 要 內(nèi) 容 分 兩 大 部 分 ， 工 程 熱 力 學(xué)基 礎(chǔ) 知 識(shí) 部 分 的 重 點(diǎn) 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) 。 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 原 理 部 分 的 重 點(diǎn) 是 內(nèi) 燃 機(jī) 的 燃 燒過(guò) 程 和 特 性 。主 要 內(nèi) 容 包 括 ： 工 程 熱 力 學(xué) 基 礎(chǔ) 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 示功 圖 和 性 能 指 標(biāo) 、 燃 料 和 燃 燒 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 換 氣 、汽 油 機(jī) 混 合 氣 的 形 成 與 燃 燒 過(guò) 程 、 柴 油 機(jī) 混合 氣 的 形 成 與 燃 燒 過(guò) 程 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 特 性 、 發(fā) 動(dòng)機(jī) 的 排 放 與 控 制 等 。 四 、 課

3、 程 的 特 點(diǎn) 、 要 求 、 學(xué) 時(shí) 分 配 、 考 核特 點(diǎn) :本 課 程 理 論 性 較 強(qiáng) ， 無(wú) 多 少 實(shí) 物 供 參 照 ， 課 堂 上 的講 授 以 理 論 分 析 和 推 導(dǎo) 為 主 。要 求 :要 求 課 上 集 中 精 力 聽(tīng) 講 ， 做 好 筆 記 ， 課 下 及 時(shí) 復(fù) 習(xí) 。對(duì) 重 點(diǎn) 章 節(jié) 要 熟 練 掌 握 。學(xué) 時(shí) 分 配 ： 總 學(xué) 時(shí) 96參 考 書(shū) ： 1. 汽 車(chē) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 原 理 （ 第 二 版 ） 陳 培 陵 主 編 人 民 交 通 出 版 社 2003 2. 車(chē) 輛 內(nèi) 燃 機(jī) 原 理 （ 第 一 版 ） 秦 有 方 主 編 北 京 理 工

4、 大 學(xué) 出 版 社 1997 第 一 章 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 性 能本 章 要 求 ： 了 解 ： 熱 力 系 統(tǒng) 、 工 質(zhì) 、功 、 熱 量 、 內(nèi) 能 和 熵 等概 念 ， 理 想 氣 體 和 卡 諾循 環(huán) 等 。 理 解 ： 熱 力 學(xué) 第 一 和 第二 定 律 ， 圖 和 圖 ， 理 想 氣 體 的 熱力 過(guò) 程 和 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 理 想循 環(huán) 。 第 一 節(jié) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 理 論 循 環(huán) 為 便 于 分 析 內(nèi) 燃 機(jī) 的 實(shí) 際 工 作 過(guò) 程 ， 將 內(nèi) 燃 機(jī) 的 某 個(gè)循 環(huán) 的 各 個(gè) 實(shí) 際 過(guò) 程 全 部 抽 象 的 概 括 為 若 干 個(gè) 可 逆 過(guò) 程 ，這 樣 得 到

5、 的 一 個(gè) 閉 合 循 環(huán) ， 稱(chēng) 為 理 想 循 環(huán) 。 理 想 化 的 原 則 及 方 法 ： 1、 工 質(zhì) 所 經(jīng) 歷 的 狀 態(tài) 變 化 為 一 閉 合 循 環(huán) ； 2、 假 設(shè) 工 質(zhì) 是 理 想 氣 體 ； 3、 組 成 各 循 環(huán) 的 過(guò) 程 都 是 可 逆 的 ； 4、 假 設(shè) 外 界 無(wú) 數(shù) 高 溫 熱 源 等 容 或 等 壓 向 工 質(zhì) 加 熱 ； 5、 假 設(shè) 工 質(zhì) 的 壓 縮 及 膨 脹 是 絕 熱 等 熵 過(guò) 程 。 要 求 掌 握 ： 1、 車(chē) 用 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) 各 是 什 么 ； 2、 理 想 循 環(huán) 各 由 哪 些 過(guò) 程 組 成 ； 3、

6、 影 響 理 想 循 環(huán) 熱 效 率 的 因 素 ； 4、 車(chē) 用 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 理 想 循 環(huán) 的 比 較 。 一 、 三 種 基 本 循 環(huán)1、 實(shí) 際 循 環(huán) 及 理 想 化實(shí) 際 工 作 過(guò) 程 ：進(jìn) 氣 、 壓 縮 、 燃 燒 、膨 脹 、 排 氣汽 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) ： 等 容 加 熱 循 環(huán)低 速 柴 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) ： 等 壓 加 熱 循 環(huán)高 速 柴 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) ： 混 合 加 熱 循 環(huán) 2、 汽 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán)1-2的 壓 縮 過(guò) 程 絕 熱 壓 縮 ；2-3的 燃 燒 過(guò) 程 等 容 加 熱 ；3-4的 膨 脹 過(guò) 程 絕

7、 熱 膨 脹 ；4-1的 排 氣 過(guò) 程 等 容 放 熱 。等 容 加 熱 循 環(huán) 的 熱 效 率 ： T=1-1/ k-1 -壓 縮 比 ； k-絕 熱 指 數(shù) 。 -等 容 加 熱 循 環(huán) Q2Q1 3、 車(chē) 用 柴 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) -混 合 加 熱 循 環(huán)混 合 加 熱 循 環(huán) 的 熱 效 率 :1-2的 壓 縮 過(guò) 程 絕 熱 壓 縮 ；2-3的 燃 燒 過(guò) 程 等 容 加 熱 ；3-4的 燃 燒 過(guò) 程 等 壓 加 熱 ；4-5的 膨 脹 過(guò) 程 絕 熱 膨 脹 ；5-1的 排 氣 過(guò) 程 等 容 放 熱 。 11 11 1 kk kt =V1/V2-壓 縮 比 , =P

8、3/P2 -壓 力 升 高 比 ， =V4/V3 -預(yù) 脹 比 ， k-絕 熱 指 數(shù) .Q1 Q1 4、 低 速 柴 油 機(jī) 的 理 想 循 環(huán) -等 壓 加 熱 循 環(huán)1-2的 壓 縮 過(guò) 程 絕 熱 壓 縮 ；2-3的 燃 燒 過(guò) 程 等 壓 加 熱 ;3-4的 膨 脹 過(guò) 程 絕 熱 膨 脹 ；4-1的 排 氣 過(guò) 程 等 容 放 熱 。等 容 加 熱 循 環(huán) 的 熱 效 率 ： T=1-1/ k-1 (K -1 )/K( -1) 二 、 影 響 內(nèi) 燃 機(jī) 理 想 循 環(huán) 的 主 要 因 素 分 析 循 環(huán) 的 主 要 目 的 是 找 出 影 響 循 環(huán) 熱效 率 的 因 素 ， 找

9、 到 提 高 熱 效 率 的 途 徑 。常 用 的 方 法 有 ： 1、 解 析 法 ： 從 循 環(huán) 熱 效 率 的 公 式 出 發(fā) 進(jìn) 行 分 析 。2、 圖 示 法 ： 由 PV圖 、 TS圖 入 手 分 析 。 1、 壓 縮 比 的 影 響 壓 縮 比 對(duì) 上 述 三 種 理 想 循 環(huán) 的 影 響 是 相 同 的 。由 熱 效 率 的 公 式 ：,提 高 循 環(huán) 平 均 吸 熱 溫 度 ， 降 低 循 環(huán) 平 均 放 熱 溫 度 擴(kuò) 大了 循 環(huán) 溫 差 和 膨 脹 比 , T 。當(dāng) 壓 縮 比 較 小 時(shí) ， 熱效 率 隨 壓 縮 比 的 增 加顯 著 增 大 ； 當(dāng) 壓 縮 比較

10、大 時(shí) ， 熱 效 率 隨 壓縮 比 的 增 加 增 大 較 少 。由 試 驗(yàn) 曲 線(xiàn) 看 出 : 2、 K的 影 響 由 公 式 看 出 ， K T （ 混 合 氣 較 稀 ,K較 大 ）K取 決 于 工 質(zhì) 的 性 質(zhì) ， 雙 原 子 氣 體 為 1.4； 多 原 子 為 1.33.3、 的 影 響 (1) 對(duì) 定 容 加 熱 循 環(huán) ， T不 變 因 為 則 Q1 和 W Q2/Q1不 變 。 (2) 對(duì) 混 合 加 熱 循 環(huán) ， TQ1不 變 ， 值 增 大 （ Q1v ） 則 相 對(duì) 的 減 少 了Q1p所 占 的 比 例 ， 而 Q2減 少 ， 使 整 個(gè) 循 環(huán) 的 熱 效 率

11、會(huì) 增 大 。4、 的 影 響 （ 1） 對(duì) 等 壓 加 熱 循 環(huán) ， T 。 ( Q2) （ 2） 對(duì) 混 合 加 熱 循 環(huán) ， T 比 較 圖 中 各 循 環(huán) 加 熱過(guò) 程 所 對(duì) 應(yīng) 的 面 積 ，得 出 ： Q2p Q2mQ2v所 以 ： tv tm tp三 、 活 塞 式 內(nèi) 燃 機(jī) 理 想 循 環(huán) 的 比 較1、 在 等 壓 縮 比 、 等 加 熱 量 Q1條 件 下 2、 在 循 環(huán) 的 最 高 溫 度 、 最 高 壓 力 相 同 的 條 件 下在 T-S圖 上 比 較 三 種 循環(huán) 的 加 熱 量 和 放 熱 量 ，可 以 看 出 ： 放 熱 量 q2都 相 同 ， 而加

12、熱 量 為 ： Q1pQ1mQ1v所 以 ： tptmtv 實(shí) 際 內(nèi) 燃 機(jī) 中 ， 由于 壓 縮 比 選 取 的 不 同 ，有 ： tm tp tv 熱 力 系 統(tǒng) 的 分 類(lèi)（ 據(jù) 界 面 上 物 質(zhì) 和 能 力 交 換 的 情 況 分 ） 閉 口 系 統(tǒng) ： 與 外 界 無(wú) 質(zhì) 量 交 換 的 系 統(tǒng) ； 開(kāi) 口 系 統(tǒng) ： 與 外 界 有 質(zhì) 量 交 換 的 系 統(tǒng) ； 絕 熱 系 統(tǒng) ： 與 外 界 無(wú) 熱 量 交 換 的 系 統(tǒng) ； 孤 立 系 統(tǒng) ： 與 外 界 即 無(wú) 質(zhì) 量 交 換 ， 又 無(wú) 熱 量 交 換 的 系 統(tǒng) 。 壓 力 的 測(cè) 量 當(dāng) 系 統(tǒng) 的 壓 力 高于

13、 大 氣 壓 力 時(shí) ， 用 壓 力 表 測(cè) 量 。P=Pb+Pg P:系 統(tǒng) 壓 力（ 絕 對(duì) 壓 力 ） ；Pb:大 氣 壓 力 ；P g:表 壓 力 （ 壓 力表 讀 數(shù) ） 。 壓 力 的 測(cè) 量當(dāng) 系 統(tǒng) 的 壓 力 低 于大 氣 壓 力 時(shí) ， 用 真空 表 測(cè) 量 。P=Pb-Pv Pv： 真 空 表 讀 數(shù) 。 由 于 表 壓 力 和 真 空度 隨 大 氣 壓 力 的 變 化而 變 化 ， 所 以 只 有 絕對(duì) 壓 力 才 能 作 為 系 統(tǒng)的 狀 態(tài) 參 數(shù) 。 第 二 節(jié) 四 沖 程 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 實(shí) 際 循 環(huán) 是 由 進(jìn) 氣 、 壓 縮

14、 、燃 燒 、 膨 脹 和 排 氣 五 個(gè) 過(guò) 程 所 組 成 。實(shí) 際 循 環(huán) 比 理 論 循 環(huán) 復(fù) 雜 的 多 。 通 常 用 氣 缸 內(nèi) 的 工 質(zhì) 壓 力 隨 氣 缸 工作 容 積 或 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 而 變 化 的 圖 形（ 示 功 圖 ） 來(lái) 研 究 。 即 - 示 功 圖 和 - 四沖程柴油機(jī) 圖 四沖程汽油機(jī) 圖 五 個(gè) 工 作 過(guò) 程 ：1、 進(jìn) 氣 過(guò) 程2、 壓 縮 過(guò) 程3、 燃 燒 過(guò) 程 化 學(xué) 能 熱 能4、 膨 脹 過(guò) 程5、 排 氣 過(guò) 程 排 氣 溫 度 是 重 要 參 數(shù) 第 三 節(jié) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 指 示 性 能 指 標(biāo)發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 性 能 指 標(biāo)

15、包 括 ：指 示 指 標(biāo) ： 據(jù) 示 功 圖 求 得 的 動(dòng) 力 性 和 經(jīng) 濟(jì) 性 指 標(biāo)它 是 以 工 質(zhì) 在 氣 缸 內(nèi) 對(duì) 活 塞 所 做 的 功 為 基 礎(chǔ) 的 性 能 指 標(biāo) 。意 義 ： 用 來(lái) 評(píng) 價(jià) 實(shí) 際 工 作 循 環(huán) 的 好 壞 ， 研 究 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 工 作過(guò) 程 。有 效 指 標(biāo) ： 考 慮 到 機(jī) 械 損 失 的 指 標(biāo) 。 小 于 指 示 指 標(biāo) 它 是 以 曲 軸 對(duì) 外 輸 出 的 功 為 基 礎(chǔ) 的 性 能 指 標(biāo) 。意 義 ： 用 來(lái) 評(píng) 定 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 性 能 的 好 壞 。 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 指 示 指 標(biāo) ：順 時(shí) 針 正 功 -循 環(huán) 指 示

16、功 ；逆 時(shí) 針 負(fù) 功 -泵 氣 功 ;機(jī) 械 損 失 功 示 功 圖 上 循 環(huán) 曲 線(xiàn) 所 圍 成 的 面積 的 大 小 表 示 功 的 多 少 。在 氣 缸 完 成 一 個(gè) 循 環(huán) ， 工質(zhì) 對(duì) 活 塞 所 做 的 功 ， 用 WCi（ J） 表 示 。 WCi= Pdv（ WCi相 當(dāng) 于 代 表 的 功 ）一 、 指 示 功 和 平 均 指 示 壓 力1、 指 示 功 （ 或 循 環(huán) 指 示 功 ） 1） 定 義 ： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 單 位 氣 缸 工 作 容 積 每 循 環(huán) 做 的 指示 功 。 Pi=Wci/Vh (kpa)2） 單 位 ： Wci（ J） ， Vh（ L） ， P

17、i（ kpa）3） Pi， Wci =氣 缸 工 作 容 積 的 利 用 程 度 。4） 作 用 ： 評(píng) 價(jià) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 循 環(huán) 的 動(dòng) 力 性 。 5） 汽 油 機(jī) :P i=700-1300kpa 柴 油 機(jī) :Pi=650-1100kpa 增 壓 柴 油 機(jī) :Pi=900-2500kpa 2、 平 均 指 示 壓 力 Pi 二 、 指 示 功 率 Nii 氣 缸 數(shù) ； Pi 平 均 指 示 壓 力 （ kpa)； n 轉(zhuǎn) 數(shù) ， r/min； 行 程 數(shù) ；V h（ L） 汽 缸 工 作 容 積 。當(dāng) 時(shí) ：Pi， Ni， 動(dòng) 力 性 指 標(biāo) 。定 義 ： 單 位 時(shí) 間 內(nèi)

18、 所 做 的 指 示 功 ， Ni, KW。 Ni=Wci/t(N.m/s) 31030260 inVpniWN hicii 310120 inVpN hii KWKW 三 、 指 示 燃 油 消 耗率 gi定 義 ： 單 位 指 示 功 所 消 耗 的 燃 油 量 ， 用 gi表 示 。 gi （ 1000 Gf/Ni） g/kwh Gf 每 小 時(shí) 的 燃 油 消 耗 量 ， kg/h ； Ni 指 示 功 率 ， kw 。 gi， i， 經(jīng) 濟(jì) 性 指 標(biāo) 。 四 、 指 示 熱 效 率 i定 義 ： 實(shí) 際 循 環(huán) 指 示 功 Wci與 所 用 燃 油 的 發(fā)熱 量 Q1之 比 值 ,

19、用 i表 示 。 Ni KW ； Hu KJ/kg 燃 料 熱 值 ； Gf kg/h ； gi g/kw h可 以 看 出 ： i 1 gi標(biāo) 定 工 況 下 ， i， gi的 大 致 范 圍 ： gi i汽 油 機(jī) ： 205 320 0.25 0.40柴 油 機(jī) ： 170 205 0.40 0.50 第 四 節(jié) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 有 效 性 能 指 標(biāo)有 效 指 標(biāo) ： 以 曲 軸 輸 出 功 為 計(jì) 算 標(biāo) 準(zhǔn) 的 指 標(biāo)一 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 動(dòng) 力 性 指 標(biāo) 1、 有 效 功 和 有 效 功 率 循 環(huán) 有 效 功 率 ： Ne Ni-Nm 有 效 功 ： We Wi-Wm 2、 有

20、 效 扭 矩 （ 轉(zhuǎn) 矩 ） Me 3101047.01000602 nMnMN eee Ne： 功 率 ； KW Me： 扭 矩 ； N.mn： 轉(zhuǎn) 速 ； r/min是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 時(shí) 曲 軸 輸 出 的 平 均 扭 矩 。Men= 9549 (KW) 3、 平 均 有 效 壓 力 Pe1.定 義 ： 單 位 氣 缸 工 作 容 積 的 循 環(huán) 有 效 功 。 是 評(píng) 價(jià) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 動(dòng) 力 性 和 強(qiáng) 化 程 度 的 重 要 指 標(biāo) 。2.與 Ne的 關(guān) 系 ： 31030 inVPN heePe平 均 有 效 壓 力 kpa ， Vh 汽 缸 工 作 容 積 L 對(duì) 四 沖 程

21、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ， 4， 310120 inVPN hee3.對(duì) 于 結(jié) 構(gòu) 一 定 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ， 平 均 有 效 壓 力 Pe與 扭矩 Me成 正 比 。 iV MP h ee 14.3汽 油 機(jī) :Pe=650-1200kpa ； 柴 油 機(jī) :Pe=600-950kpa 4、 轉(zhuǎn) 速 n和 活 塞 平 均 速 度 CmCm大 ， 活 塞 組 的 熱 負(fù) 荷 和 連 桿 機(jī) 構(gòu) 的 慣性 力 均 增 大 ， 磨 損 加 劇 ， 壽 命 下 降 。 轉(zhuǎn) 速 增 加 ， 活 塞 平 均 速 度 也 增 加 Cm=Sn/30 二 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 經(jīng) 濟(jì) 性 指 標(biāo) .有 效 燃 油 消 耗

22、率 : 單 位 有 效 功 率 的 油 耗 量 。 ge 1000 Gf/Ne g/kwh Gf:每 小 時(shí) 的 油 耗 量 , kg/h Ne:有 效 功 率 kw 有 效 熱 效 率 ： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 有 效 功 We與 所 消 耗的 燃 油 發(fā) 出 的 熱 量 Q1的 比 值 。 e We/Q1 3.6/ (ge H u) 106 Wim/Q1 im g e:有 效 燃 油 消 耗 率 ; Hu:燃 料 的 低 熱 值 kJ/kg ge、 e是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 經(jīng) 濟(jì) 性 能 指 標(biāo) 。 三 、 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 強(qiáng) 化 指 標(biāo) 升 功 率 NL： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 每 升 工 作 容 積 發(fā) 出

23、 的 有 效 功 率 。 NL Ne/(i Vh) kw/L 從 有 效 功 率 的 角 度 ， 衡 量 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 排 量 利 用 的 程 度 ， NL越 大 ， 發(fā) 動(dòng)機(jī) 的 強(qiáng) 化 程 度 越 高 ， 發(fā) 出 一 定 有 效 功 率 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 尺 寸 越 小 。 比 重 量 ： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 凈 重 量 G與 所 發(fā) 出 功 率 Ne的 比 值 。 Ge G/Ne 表 征 重 量 利 用 程 度 和 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 性 。 升 功 率 和 比 重 量 都 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 強(qiáng) 化 程 度 指 標(biāo) 。 越 大 ， 內(nèi) 燃 機(jī) 的 熱 負(fù) 荷 和 機(jī) 械 負(fù) 荷 越 高 。 3 強(qiáng)

24、 化 系 數(shù) ： 平 均 有 效 壓 力 與 活 塞 平 均 速 度 的 乘 積 與 活 塞 的 單 位 面 積 的 功 率 成 正 比 強(qiáng) 化 系 數(shù) 愈 大 ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 熱 負(fù) 荷 和 機(jī)械 負(fù) 荷 愈 高 。 第 五 節(jié) 機(jī) 械 損 失 與 機(jī) 械 效 率 一 、 機(jī) 械 效 率1.機(jī) 械 損 失 功 率 :發(fā) 動(dòng) 機(jī) 機(jī) 械 損 失 所 消 耗 的 功 率 ， Nm2.平 均 機(jī) 械 損 失 壓 力 :單 位 氣 缸 工 作 容 積 的 機(jī) 械 損 失 功 ，Pm Pi-Pe eim mie hmm NNN PPP niVPN 31030 .機(jī) 械 效 率 ： 指 示 功 轉(zhuǎn)

25、變?yōu)?有 效 功 的 程 度 。mie imieimiem NN PPPPNNNN 11 i、 e、 m之 間 的 關(guān) 系 mie ieieiem QQNN 11汽 油 機(jī) ： m 0.70.9； 柴 油 機(jī) ： m 0.70.85； 增 壓 柴 油 機(jī) ： m 0.80.92 二 、 影 響 m的 因 素1 轉(zhuǎn) 速 n負(fù) 荷 一 定 =Pi、 Ni基 本 不 變n =摩 擦 損 失 =機(jī) 械 損 失 =Pm 圖 2-3 m隨 轉(zhuǎn) 速 的 變 化 關(guān) 系imieimiem PPPPNNNN 11得 : n , m故 用 提 高 n來(lái) 增 加 發(fā) 動(dòng) 機(jī)的 動(dòng) 力 性 指 標(biāo) 受 到 限 制 。

26、使 用 因 素 ： 轉(zhuǎn) 速 、 負(fù) 荷 、 潤(rùn) 滑 油 品 質(zhì) 、 水 溫 等 ；結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 因 素 ： 最 高 燃 燒 壓 力 、 氣 缸 尺 寸 數(shù) 目 、 大 氣 狀 態(tài) 等 。 2.負(fù) 荷n不 變 ， Ne Me， Ne Pe,故 負(fù) 荷 可 用 Ne,Pe表 示 。負(fù) 荷 率 ： Me/Memax 100%,負(fù) 荷 =Pi ,Pm近 似 不 變= m Pm/Pi怠 速 工 況 : N e 0 Ni Nm, m=0 負(fù) 荷 定 義 ： 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的轉(zhuǎn) 速 變 化 時(shí) ,作 用 在 發(fā)動(dòng) 機(jī) 曲 軸 上 的 阻 力 矩 。 3.潤(rùn) 滑 油 粘 度 潤(rùn) 滑 油 的 粘 度 即 機(jī) 油

27、 的 稠 稀 程 度 。 粘 度 =內(nèi) 部 摩 擦 =機(jī) 械 損 失 Ni不 變 = m 粘 度 =Pm = m粘 度 過(guò) 小 =機(jī) 油 的 承 載 能 力 太 低 =油 膜 破 裂 =發(fā) 生 干 摩 擦 =燒 瓦 =Pm = m 另 外 ， 機(jī) 油 粘 度 還 與 其 溫 度 有 關(guān) 。 機(jī) 油 溫 度 升 高 ，導(dǎo) 致 機(jī) 油 粘 度 降 低 。 4.冷 卻 水 溫 度 冷 卻 水 的 溫 度 直 接影 響 到 潤(rùn) 滑 油 的 溫 度 ，因 而 也 就 關(guān) 系 到 潤(rùn) 滑 油粘 度 和 摩 擦 損 失 的 大 小 使 用 中 ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的冷 卻 水 溫 度 保 持 在 80 95 范

28、 圍 內(nèi) 。 圖 2-5 P m隨 潤(rùn) 滑 油 溫 度 變 化 的 關(guān) 系 第 六 節(jié) 熱 平 衡發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 熱 平 衡 ： 燃 油 燃 燒 所 產(chǎn) 生 的熱 量 恒 等 于 轉(zhuǎn) 變 為有 效 功 與 各 項(xiàng) 散 失的 熱 量 之 和 。熱 平 衡 方 程 式 : Q f=Qe+Qw+Qr+Qb+Qs Qf:燃 油 完 全 燃 燒 的 熱 量 ;Qe:轉(zhuǎn) 變 為 有 用 功 的 熱 量 ; （ 占 25 40 )Qw:傳 給 冷 卻 介 質(zhì) 的 熱 量 ; （ 占 10 35 )Qr:被 廢 氣 帶 走 的 熱 量 ; （ 占 25 50 )Qb:燃 燒 不 完 全 熱 量 損 失 ;Qs

29、:其 他 熱 量 損 失 ; 燃 油 完 全 燃 燒 的 熱 量 Qf GThu (kJ/h)轉(zhuǎn) 變 為 有 用 功 的 熱 量 Qe 3.6 103Ne (kJ/h)傳 給 冷 卻 介 質(zhì) 的 熱 量 Qw Gwcs(t2-t1) (kJ/h)(Gw 通 過(guò) 冷 卻 介 質(zhì) 的 流 量 kg/h； cs 冷 卻 介 質(zhì) 的 比 熱 kJ/(kg )；t1、 t2 冷 卻 介 質(zhì) 入 口 、 出 口 溫 度 )被 廢 氣 帶 走 的 熱 量 Qr (GT+Gk)(cprtr-cpktk) (kJ/h)(GT、 GK 每 小 時(shí) 消 耗 的 燃 油 和 空 氣 量 kg/h； cpr、 cpk 廢 氣 和 空 氣的 定 壓 比 熱 kJ/(kg )； tk、 tr 進(jìn) 排 氣 門(mén) 處 工 質(zhì) 溫 度 )燃 燒 不 完 全 熱 量 損 失 Qb Qf(1-r) (kJ/h) ( r 燃 燒 效 率 ）其 他 熱 量 損 失 Qs Qf (Qe Qw Qr Qb) (kJ/h) 燃 料 燃 燒 的 總 熱 量 僅 有 轉(zhuǎn) 變 為 有效 功 ， 其 余 的 熱 量 損 失 掉 。 其 中 主要 由 廢 氣 帶 走 ， 其 次 傳 給 冷 卻 水 ， 在 某 些 汽 油 機(jī)中 不 完 全 燃 燒 所 占 比 例 也 不 小 。