第二章(发动机的性能指标)
高职发动机课件ppt项目二---发动机原理
柴油机
高职技术专业类学校
汽车发动机检修 Automobile engine maintenance
课程问题
１．试述汽车发动机（四冲程发动机）的工作原理？ ２．汽车用四冲程发动机有什么特点？ ３．四冲程汽油发动机和四冲程柴油发动机有什么不同？
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汽车发动机检修 Automobile engine maintenance
将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷 却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 5.润滑系
向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。 通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
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主要由起动机及其附属装置等组成。
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二、 发动机的分类
1.按所用燃料分:汽油机和柴油机等。 2.按工作循环分:四冲程式和二冲程式。 3.按冷却方式分:水冷式和风冷式。 4.按气缸数目分:单缸和多缸式。 5.按气缸布置方式分:直列式、V形、水平对置、W型等。 6.按点火方式分:点燃式和压燃式。 7.按活塞运动方式不同分:往复活塞式旋转活塞式 还有按进气方式分：自然吸气和增压式 按混合气形成方式分：缸内和缸外形成 等等
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大众柴油机SDI和TDI的含义
S--SUCTION：吸气式 D--DIRECT：直接 I--INJECTION：喷射
T--TURBO:涡轮增压 D--DIRECT：直接 I --INJECTION：喷射
发动机原理与汽车理论发动机原理基础知识
10
燃烧过程
11
结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。 膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀 和热量利用越充分。
发动机原理与汽车理论 发动机原理基础知识
2
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
原子数，单：k=1.67，双：cvk=1.4，三：k=1.3。
根据热力学公式和循环平均压力可求出混合加热循环的平均 压力为：
pt
k 1
p1
k 1
1
k
1t
影响因素
定容加热循环。
由4个热力过程组成:（ρ=1）
循环净功为W 。
将ρ=1代入混合加热循环计算式中。
定容加热循环的热效率为：
t
1
1
k 1
定容加热循环的平均压力为： pt
k p1
1 k 1
1t
影响因素
18
4.理想循环的影响因素
（1）压缩比ε。ε提高,循环热效率ηt和平均压力pt提高。因 为ε提高，可以提高压缩终了的温度和压力，在定容加热量一定 时，缸内最高压力提高，使膨胀功增加。
(2）压力升高比λ和预胀比ρ。在定容加热循环中，压力升高比 λ增加，循放加热量增加(在ε一定时)，使循环净功W0和循环放 热量Q2均相应增加, 所以循环热效率不变，但循环平均压力提高； 在混合加热循环中(在ε和总加热量一定时) ，λ提高，预胀比 ρ减小，循环热效率和平均压力提高。
(完整版)内燃机原理课后习题与答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：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。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
汽车检测诊断技术-2章汽车发动机的检测与诊断
功速度快，方法简单，但测功精度较低。
授人以鱼不如授人以渔
16
三、发动机无负荷测功原理
1. 瞬时功率检测原理
朱明工作室
zhubob@
没有外界负荷的发动机，在怠速情况下突然踩下加速踏板时， 发动机发出的动力除克服各种机械阻力矩外，其有效转矩将 全部用来加速发动机运动部件。推导得发动机有效功率为： dn Pe C1 n dt 式中： n为转速， C1是与发动机当量转动惯量和功率修正有 关的常量。
样通过测量加速时间就可直接测得额定转速下的功率。
授人以鱼不如授人以渔
19
四、发动机无负荷测功仪及其使用方法
1. 无负荷测功仪的组成及原理
无负荷测功仪组成
朱明工作室
zhubob@
主要由转速信号传感器、转速脉冲整形装置、起始转速触 发器、终止转速触发器、时标、计算与控制装置和显示装置 等组成，如图所示。
授人以鱼不如授人以渔
4
一、检测仪的特点:
朱明工作室
zhubob@
①动态测试功能：它的传感系统和信号采集与记忆系统能迅速、准确地 捕获发动机每一个瞬间的实时状态参数，这些动态参数是对发动机技 术状况进行有效分析的科学依据 ②通用性：测试过程不依据被检车辆的数据卡（即测试软件），只针对 基本结构和各系统的形式及工作原理进行测试，因此它的检测结果具 有良好的普遍性，检测方法同样也具有最广泛的适用性。
喷油提前角测试
柴油机 起动电流、电压及波形测试 充电电流、电压及波形测试 无外载测功及转动惯量功能测试 电控系统传感器测试 转速、温度、进气管真空度、节气门位置、爆震信号、空气流量、喷油脉冲信号、氧传感器等
其
他
数字示波器及万用表功能、检测线联网功能、废气分析仪、烟度计联机功能和信号回放与分析
内燃机原理(简)
1、循环特征参数 、 （2） 压力升高比 λ = ）
（1） 压缩比 ）
p p
3 2
v1 ε = v2
ρ =
k
（3）初始膨胀比 ）
v4 v3
2.、热效率 、
η
it
= 1 −
1
ε
k −1
⋅
− 1 ( λ − 1) + k λ ( ρ − 1)
一、指示功和平均指示压力
1、指示功（或循环指示功） 指示功（或循环指示功）
在气缸完成一个循环， 在气缸完成一个循环，工质对活 塞所做的功， 表示。 塞所做的功，用Wi（J）表示。
2、平均指示压力Pmi 、平均指示压力
1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指 ）定义： 示功。 示功。 Pmi=Wi/Vh (kPa) 2）作用：评价发动机工作循环的动力性。 ）作用：评价发动机工作循环的动力性。
↓=>发动机功率 发动机功率↓ 但P0↓(To↑)=>ρ0↓=>ma↓=>发动机功率↓。
2、结构因素 、
(1)进气系统 进气系统
一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、 一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、进 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力， 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力，以增大 进气终了的压力，提高充量系数。 进气终了的压力，提高充量系数。 试验证明，增大进气终了压力比降低残余废气系 试验证明， 数对充量系数的影响大， 数对充量系数的影响大，所以设计成进气门直径大于 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。
B:每小时的油耗量, kg/h］ 有效功率[kW] B:每小时的油耗量,［kg/h］ Pe:有效功率[kW] 每小时的油耗量
发动机原理每章思考题与习题
第二章思考题与习题2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？2-2 怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力?2-3 机械效率的定义是什么?2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别?2-5 充量系数的定义是什么? Φc的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？2-6 试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。
2-7 影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？2-8 过量空气系数Φa的定义是什么？在实际发动机上怎样求得?2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成?详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。
2-10 要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力Pmi＝0.85 MPa，平均机械损失压力Pmm=0.15 MPa，希望在2000r／min时能发出的功率为73.5kW。
1)为将活塞平均速度控制在8m／s，缸径行程比取多大合适？2)为使缸径行程比为1：1.2，缸径与行程取多大?2-11 有一台6135Q－1柴油机，D×S＝135mm×140 mm，6缸，在2200r／min时，发动机发出的有效功率为154kW。
be＝217g／(kW·h)。
1) 求发动机的Pme、Ttq、和ηet。
2) 当ηm＝0.75时，试求bi、ηit、Pi和Pm的值。
3) 当ηit、Φc、Φa均未变，ηm由0.75提高到0.8，此时PL、Pe和be的值。
4) 若通过提高Φc使Pe提高到160kW，而ηit、Pm均未变化，则Pi、ηm、be值是多大?5) 通过以上计算，你可以得出哪些结论?第三章思考题与习题3-1 研究理论循环的目的是什么?柴油机的理论循环与实际循环有何区别？3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。
发动机术语及特性曲线
1、发动机主要性能指标： 、发动机主要性能指标： 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、噪声 和排气品质； 和排气品质； • （1）有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩 ）有效转矩： 称为有效转矩， Te表示 单位N.m， 表示， 称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 • （2）有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率 ）有效功率： 称为有效功率， 表示， 称为有效功率，用Pe表示，它等于有效转矩与曲 表示 轴角速度乘积。 轴角速度乘积。 • 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速，称为 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速， 额定功率和额定转速。 额定功率和额定转速。 • • • •
发动机性能参数定义
• （12）、 工况（指发动机的工作状况）：一般用 ）：一般用 ）、 工况（指发动机的工作状况）： 它的功率与曲轴转速来表征， 它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲 轴转速来表明 。 • 固定式内燃机工况：直线工况和点工况 固定式内燃机工况： • 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大；如 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大； 发电机、空压机和水泵等； 发电机、空压机和水泵等； • 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； • 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； • 车用（面）工况：功率和转速在大范围内独立变 车用（ 工况： 无确定函数关系；陆地运输机械、 化，无确定函数关系；陆地运输机械、工程机械 等 • （13）、 升功率：最大功率与排气量的比值；表 ）、 升功率：最大功率与排气量的比值； 示了单位气缸工作容积的利用率， 示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表 示单位气缸工作容积所发出的功率越大； 示单位气缸工作容积所发出的功率越大；
航空活塞动力装置
航空活塞动力装置（考试知识点）绪论发动机是一种将某种能量转换成机械功的动力装置。
热力发动机是将燃料的热能转换成机械功的动力装置。
航空发动机分为两大类型：航空活塞发动机和航空喷气发动机。
航空活塞发动机具有低速经济性好，工作稳定性好的优点；但也存在着重量功率比大，高空性能速度性能差的缺点。
喷气发动机具有重量轻，推力大，高空性能、速度性能好的优点；但也存在着经济性较差的缺点。
航空活塞发动机应满足下列基本性能要求：1. 发动机重量功率比小2. 发动机燃油消耗率低3. 发动机尺寸要小4. 发动机可靠性要好5. 发动机的使用寿命要长6. 发动机要便于维护第一章 航空动力装置的基础知识第一节 气体、气流的基础知识分子本身只有质量而不占有体积，分子间不存在吸引的气体叫理想气体。
气体的比容的定义是：单位质量的气体所占有的容积，以符号ν表示。
m V =ν 华氏温度与摄氏温度的换算关系为)32(95,3259F -=+=F t t热力学温度与摄氏温度的换算关系为：T=t+273按一定的过程将气流阻滞到速度为零时的气流的参数叫做滞止参数。
对于亚音速气流（M<1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 减小，同时伴随压力、温度升高。
对于亚音速气流（M>1），当流过收敛型管道时，随着截面积A 的减小，流速C 也减小，同时伴随压力、温度升高；当流过扩散型管道时，截面积A 增大，流速C 升高，同时伴随压力、温度降低。
第二节 燃烧的基础知识航空发动机目前都采用航空汽油和航空煤油作为燃料，用空气作为氧化剂。
余气系数就是混合气中实际空气量与理论空气量的比值，用α表示，即理实L L =α 油气比是混合气中燃料的质量与空气质量的比值，用C 表示，即：空气燃油m m =C1kg燃料完全燃烧后，将燃烧产物冷却到起始温度，所放出的热量，叫做燃料的热值，单位为千焦耳/千克燃料。
涡轴发动机(PPT)
2024年7月27日T * 1
共同工作线的求法
• 共同工作线的具体求法需要试凑
• 步骤：
–根据压气机设计点的参数和共同工作方程计算Cd
q(1 )
* k
1
* k
k*
1
C
•在等换算转速线上任取一点a •将a点的参数代入共同工作方程式，得C’
•比较Cd和C’，若两者差值小于允许误差，
2024年7月27日
2.4 非线性方程组
E1
f1
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E2
f
2
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E3
f3
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
E4
f
4
(
* K
,
T3*
,
* T
,
* TZ
)
2024年7月27日
这个方程组是多元非线性方程组，而且无法用 显式表达，只能按照发动机流程热力计算步骤 进行计算才能得到偏差量E和试取值V之间的关 系。
T*=常数
燃气发生器共同工作方程
• 将各共同工作方程式联立，获得
共同工作方程
q(1 )
* k
1
* k
k*
1
C
将压气机特性图上所有使方程式
得到满足的点连成线获得燃气发 生器的共同工作线
2024年7月27日
燃气发生器共同工作线
• 一台几何不变的发动 机，当自由涡轮处于 临界工作状态时：
西工大航空发动机课后答案
第一章第一章 概论思考题1、 航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？？指出他们的共同点指出他们的共同点、、区别和应用区别和应用。
区别区别：：涡轮喷气发动机：在单个流道内靠发动机喷出的高速燃气产生反作用推力的燃气涡轮发动机，涡轮出口燃气在喷管中膨胀，使燃气可用能量转变为高速喷流的动能而产生反作用力。
主要应用：军用、民用、特别是超声速飞机，目前大多被涡扇发动机取代。
涡轮风扇发动机：与涡喷发动机相比多了压气机前风扇、外涵道结构。
空气进入发动机后分别通过内外涵道。
推力由内外涵道两部分的气体动能产生。
主要应用：中、大涵道比发动机多用于亚声速客机和运输机，小涵道比发动机多用于战斗机和超声速飞行器上。
涡轮螺旋桨发动机：靠动力涡轮把燃气能量转化为轴功率，带动螺旋浆工作，主要应用于速度小于800km/h 的中小型运输机、通用客机。
涡轮轴发动机：原理与结构基本与涡轮螺旋桨发动机一样，只是燃气发生器出口燃气所含能量全被自由涡轮吸收，驱动轴转动。
其主要用途是直升机。
螺旋桨风扇发动机：可看做带高速先进螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，又可看做除去外涵道的大涵道比涡扇发动机，兼具耗油率低和飞行速度高的优点。
目前尚未进入实际应用阶段。
共同点共同点：：组成部分：进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。
工作过程：吸气进气、压缩、燃烧后膨胀和排气。
核心及部分：压气机、燃烧室、涡轮。
2、 涡轮喷气涡轮喷气、、涡轮风扇涡轮风扇、、军用涡扇分别是何年代问世的?涡轮喷气 ：二十世纪三十年代末。
涡轮风扇 ：二十世纪六十年代初 。
军用涡扇 ：二十世纪六十年代中期。
3、 简述涡轮风扇发动机的基本类型简述涡轮风扇发动机的基本类型。
按用途可分为军用涡扇发动机和民用涡扇发动机，按是否有加力燃烧室分为带加力的涡扇发动机和不带加力的涡扇发动机，带加力的用于军用超音速飞行，不带加力的用于民用，按涵道比大小可分为小涵道比、中涵道比、大涵道比涡扇发动机。