《发动机原理》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 发动机的性能指标

第2章发动机的性能指标动力性能指标（一般指发动机的功率、转矩和转速）经济性能指标（一般指发动机的燃料和润滑油消耗率)运转性能指标（一般指发动机的冷起动性能、振动噪声和排气品质）耐久性、可靠性指标（大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力）

第2章 发动机的性能指标  动力性能指标（一般指发动机的功率、转矩和转速）  经济性能指标（一般指发动机的燃料和润滑油消耗 率）  运转性能指标（一般指发动机的冷起动性能、振动、 噪声和排气品质）  耐久性、可靠性指标（大修或更换零件之间的最长 运行时间与无故障长期工作能力）

工作过程一发动机性能一汽车某些性能实际循环：(一)能量转换：化学能→(燃烧)→热能一(气体膨胀)→机械能(二)能量损失：1.燃烧不完全损失；2.散热损失；3.泵气损失

工作过程→发动机性能→汽车某些性能 实际循环: (一)能量转换: 化学能→(燃烧)→热能→(气体 膨胀)→ 机械能 (二)能量损失: 1.燃烧不完全损失； 2.散热损失； 3.泵气损失

本课程主要以发动机的动力性、经济性、排放、噪声、振动等性能为研究对象，深入到发动机工作过程的各个阶段，分析影响性能指标的各种因素，找出性能指标变化的一般规律，从而得出提高发动机性能的具体措施；也为合理有效地选择和使用发动机，提供必要的基本理论知识和实验技能

本课程主要以发动机的动力性、经济 性、排放、噪声、振动等性能为研究对象， 深入到发动机工作过程的各个阶段，分析 影响性能指标的各种因素，找出性能指标 变化的一般规律，从而得出提高发动机性 能的具体措施；也为合理有效地选择和使 用发动机，提供必要的基本理论知识和实 验技能

$ 2.1发动机的理论循环2.1.1三种基本循环一，什么是理论循环将实际循环加以抽象简化，忽略次要因素后得到的便于定量分析的假想循环。二.研究理论循环的意义1.明确工作过程中各基本热力参数关系；2.确定循环热效率的理论极限；3.分析不同热力循环的经济性和动力性。从而找到提高发动机性能的基本途径

§2.1 发动机的理论循环 2.1.1三种基本循环 一. 什么是理论循环 将实际循环加以抽象简化，忽略次要因素后得 到的便于定量分析的假想循环。 二. 研究理论循环的意义 1.明确工作过程中各基本热力参数关系； 2.确定循环热效率的理论极限； 3.分析不同热力循环的经济性和动力性。 从而找到提高发动机性能的基本途径

假设（简化条件）：(1)工质为理想气体（空气），工质的比热一定；（2）燃烧简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热，排气放热简化为定容放热；（3）工质的压缩及膨胀简化为绝热等炳过程；（4)换气过程简化为气门在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程三、3种基本循环1.混合加热循环一高速柴油机2.定容加热循环一汽油机3.定压加热循环一高增压和低速大型柴油机

假设(简化条件)： (1)工质为理想气体(空气)，工质的比热一定； (2)燃烧简化为由外界无数个高温热源向工质进 行的等容、等压或混合加热，排气放热简化为定容 放热； (3)工质的压缩及膨胀简化为绝热等熵过程； (4)换气过程简化为气门在上、下止点瞬间开和 关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。 三、3种基本循环 1. 混合加热循环—高速柴油机 2. 定容加热循环—汽油机 3. 定压加热循环—高增压和低速大型柴油机

WS,SpS.S,SSS（a）等容加热循环（c）混合加热循环（b）等压加热循环等容加热量等压加热量等容放热量图2-1发动机的理论循环

图2-1 发动机的理论循环

2.1.2循环热效率nt和循环平均压力p1.循环热效率定义：t是工质所做循环功W（J）与循环加热量Q（J)之比，用以评定循环经济性。wQ291 -Q2ntQ1Q1Q1式中：Q为工质在一个循环中放出的热量

2.1.2循环热效率 和循环平均压力 1. 循环热效率  定义：ŋt 是工质所做循环功W(J)与循环加热量 Q1(J)之比，用以评定循环经济性。 式中：Q2为工质在一个循环中放出的热量。 t pt 1 2 1 1 2 1 1 Q Q Q Q Q Q w t      

第二章发动机的性能指标压缩比：8,=Va/V压力升高比：=P:/p预膨胀比：p=V./V则：按绝热过程a-c有： T,=T()x-l=T,cx-l按定容过程c-z有： T,=T,(P=)=T,α=T,ack-)Pc按定压过程2-z有： T,=T,()=T,p=T,apsc-l

压缩比： 压力升高比： 预膨胀比： 则：按绝热过程a-c有： 按定容过程c-z ‘有： 按定压过程z ‘-z有： c Va Vc  第二章 发动机的性能指标   pz' pc  Vz Vz' 1 1 ( )       a c c a c a T V V T T ' 1 ' ( )        c a c c z z c T T p p T T 1 ' ' ' ( )        z a c z z z z T T V V T T

第二章发动机的性能指标按绝热过程z-b有)-=T(P)-=TAp)T =T(=)K-1=T8定容加热过程c-z中加入的热量Q = mc(T, - T.)定压加热过程z-z中加入的热量Q' = mc,(T -T,)式中，Cv、Cp分别为工质的比定容热容和比定压热容，J/（kg?K）；m为工质的质量，kg

按绝热过程z-b有 定容加热过程c-z ‘中加入的热量 定压加热过程z ‘-z中加入的热量 式中，Cv、Cp分别为工质的比定容热容和比定压热容， J/(kg·K)；m为工质的质量，kg。         a c z a z z b z b z T T V V T V V T T    1 ' 1 1 ( ) ( ) ( ) 第二章 发动机的性能指标 ( ) ' ' Q1  mc V Tz  Tc ( ) ' '' Q1  mcp Tz Tz

第二章 发动机的性能指标循环中加入的总热量Q1Q =9 +Q"= mC(T-T)+mc,(T,-T.)= mc[(T, -T.)+x(T, -T)]= mcμT.[( - 1)+ a (p - 1)]= mcT,-[(a -1) + a(p -1)]定容放热过程b-a中放出的热量Q2Q, = mc(T, -T.)= mc,T.(ap* -1)

循环中加入的总热量Q1 定容放热过程b-a中放出的热量Q2  [(   1)   (   1)] mc V Tc 第二章 发动机的性能指标 [( 1) ( 1)] 1           mc V Ta c ( ) ( 1) 2      Q mcV Tb Ta mcVTa  ( ) ( ) ' ' '' 1 ' Q1  Q1  Q  mcV Tz Tc  mcp Tz Tz [( ) ( )]  mcV Tz' Tc  Tz Tz