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1、第一章 发动机的性能1 衡量发动机性能的指标：另外，作为一种大众化的消费品，还必须考虑其生产成本、使用维修、可靠耐用等方面。 2 发动机的理论循环3 三种基本循环引入空气标准假设，根据不同发动机工作特点，将实际循环简化为等容、等压和混合加热循环。4 循环热效率t：4.1 压缩比c对循环热效率t的影响： c增大,提高了循环平均吸热温度，降低了循环平均放热温度，扩大了循环温差, t提高。4.2 定压预胀比0和定容增压比p对循环热效率t的影响在总吸热量Q1不变的情况下，随着p增大（等容加热部分增大），0减小（等压加热部分减小） ，使得循环放热量Q2减少，t增大。4.3 等熵指数对循环热效率t的影响：
2、随着增大，循环热效率t也增大。4.4 增大c、p，减小0，有利于t的提高，但实际应用中还必须综合考虑以下因素： （1）结构条件增大c和p，会使最高燃烧压力Pz急剧升高，提高了对零部件强度的要求；（2）机械效率c和p增大，Pz升高，会使机械效率降低；（3）燃烧方面c过大，汽油机容易产生爆燃和表面点火等不正常燃烧，柴油机会因燃烧室容积过小而设计困难，同时使燃烧效率降低；5 循环平均压力pt： 单位汽缸容积所做的循环功称为循环平均压力pt（kPa）：（用于评定气缸工作容积做工能力的大小）可见pt主要与进气终点压力pde、压缩比c、定压预胀比0、等熵指数和循环热效率t有关。6 三种基本循环的比较：6.
3、1 同一机型不同循环模式的对比（c和Q1不变）：要提高热效率，就应增大等容加热的比重，即提高循环加热 “等容度”；但需要适当限制最高温度和压力。6.2 三种循环具有相同加热量Q1的比较（Q1和pmax相同）6.3 汽油机、柴油机负荷变化（吸热Q1不同）时的比较：7 四冲程发动机的实际循环进气、压缩、燃烧、膨胀作功和排气5个部分。7.1 进气过程（ra)：进气门开启，排气门关闭，活塞下行，新鲜工质被吸入汽缸。特点：1、由于进气系统的阻力，进气终了压力pa小于大气压力p0 （约0.850.95 p0）,一般柴油机要略高于汽油机。2、受高温零件和废气加热，进气终了温度Ta高于大气环境温度T0 （约3
4、00 380K)，一般汽油机略高于柴油机。7.2 压缩过程（ac)： 进、排气门关闭，活塞上行，工质被压缩，温度和压力升高。压缩的作用：1、增大工作过程的温差，获得大的膨胀比，提高热效率，同时为燃烧过程创造有利条件。 2、在柴油机中，压缩后气体的高温是保证燃烧着火的必要条件。 汽油机pc=0.82.0MPa，Tc=600750K； 柴油机pc=3.05.0MPa，Tc=7501000K 3、压缩比c：汽油机中,为提高热效率,希望提高压缩比,但受到不正常燃烧的限制；柴油机中,为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及冷启动时可靠着火,需选取较高的压缩比。 4、多变指数n：压缩过程为一个多变指数n不断变化
5、的过程。7.3 燃烧过程（cz)： 进、排气门关闭，活塞在上止点前后，可燃混合气着火燃烧，化学能转变成热能，工质温度和压力急剧升高。特点：燃烧放出的热量越多，放热时活塞越靠近上止点，热效率越高。7.4 膨胀过程（zb)：进、排气门关闭，高温、高压工质推动活塞下行，膨胀作功，工质温度和压力迅速下降。通常：汽油机 pb=0.30.6MPa,Tb=12001500K； 柴油机 pb=0.250.5MPa，Tb=8001200K7.6 排气过程（br)：进气门关闭，排气门打开，废气先靠自身压力排出，而后在活塞由下止点向上止点运动时强制排出。特点：1、 由于排气系统阻力，排气终了压力pr高于大气压力p0
6、，阻力越大，pr也越大，汽缸中残余废气也就越多。（约1.051.25 p0）,一般汽油机要略高于柴油机。2、 排气终了温度 Tr越低，转化为有用功的热量就越多，发动机状态就越好。（约7001100K）,一般汽油机要高于柴油机。8 发动机实际循环与理论循环的比较：1）实际工质的影响（Wk）：工质成分的改变和泄露2）换气损失（Wr）：泵气损失和提前排气损失3）燃烧损失（Wz）：时间损失、后燃、不完全燃烧和工质的高温分解4）传热损失（Wb）：工质与气缸壁间的热交换、涡流与节流损失5）缸内流动损失：缸内流动损失指压缩及燃烧、膨胀过程中，由于缸内气流（涡流与湍流）所形成的损失。9 发动机的指示性能指标
7、定义： 以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标，简称指示指标；反映了发动机工作过程进行的好坏。9.1 指示功和平均指示压力：指示功：指气缸内完成一个循环所得到的有用功 ，其大小可由p-V图上的有效循环面积 求得。 平均指示压力：指单位气缸容积完成一个循环所作的指示功。 可见， 越大，相同容积的气缸发出的 也越大，故 表征了发动机气缸工作容积利用率的高低，是衡量发动机实际循环动力性的一个很重要的指标。通常，汽油机pi=0.71.3MPa，非增压柴油机pi=0.61.0MPa；增压柴油机pi=0.92.5MPa。9.2 指示功率： 指发动机单位时间内所作的指示功，用 表示。9.3 指
8、示热效率和指示燃油消耗率： 指示热效率：指发动机所得指示功与所消耗的燃油热值的比值。指示燃油消耗率：指单位指示功的耗油量，通常用每千瓦时的耗油量来表示（g/(kW.h)。9.4 发动机的有效性能指标： 以发动机曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标，简称有效指标；反映了发动机实际工作性能的好坏。9.4.1 发动机动力性指标： 1、有效功 和有效功率 ：（标定工况下） 所以，为了提高转速 而又不使 过大，通常适当减小S，加大D，即采用较小的行程缸径比（S/D）；但过小的S/D会使燃烧室高度降低，不仅燃烧室布置困难，并使燃烧条件变差。 9.5 发动机经济性指标：有效热效率：实际得到的有效功与所消耗的燃油低热值之比。有效燃油消耗率：每小时单位功率消耗的燃料（g/(kW.h)。9.6 发动机强化指标：9.6.1 升功率：发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 比质量：发动机质量与所发出的有效功率（标定功率）之比强化系数：其值越大，发动机的机械负荷和热负荷越高10 机械损失与机械效率机械损失的测定：灭缸法广泛应用于多缸、低压缩比柴油机的机械效率的测定。 10 热平衡
