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文档简介
第二节内燃机的三种基本理论循环混合加热循环:高速非增压柴油机(车用柴油机)定容加热循环:汽油机定压加热循环:高增压、低速柴油机(船舶用柴油机)三、理论循环及其分析1特征参数:(2)
压力升高比:(1)
压缩比:(3)
预胀比:
2循环热效率定义:混合加热计算式::定容加热计算式:定压加热计算式:3循环平均压力定义:含义:四、理论循环的重要指导意义指出了改善内燃机动力、经济性能的基本原则:提高高温热源的平均温度,即提高加热过程中工质的平均温度。提高压缩比提高循环加热的等容度保证工质有较高的绝热指数K提供了内燃机之间进行动力性、经济性比较的理论依据第二节内燃机的实际循环一、实际循环的进行过程进气过程:r-a压缩过程:a-c燃烧过程:c-z膨胀过程:z-b排气过程:b-r内燃机的理论循环1忽略进、排气过程;2压缩、膨胀过程简化为可逆绝热过程;3燃烧过程简化为定容加热过程和定压加热过程;排气放热简化为定容放热过程;4假定工质为定比热的理想气体;5工质在闭口系统中作封闭循环;一、实际循环的简化:二、实际循环与理论循环的比较实际工质的影响:绿色传热损失:红色燃烧损失:蓝色换气损失:咖啡色理论循环:粉色(acz`zba)实际循环:a2123456r实际工质的影响工质成分前后发生变化:双原子变为多原子工质比热变化:多原子比热大于双原子燃气比热随温度升高而变大空气比热随温度升高而变大工质高温分解:2CO2=2CO+O2
2H2O=2H2+O2
工质分子变化系数的影响:分子数增多工质泄漏:数量减少
传热损失缸内工质通过活塞顶面、气缸盖低面、气缸套壁面不断向外传热。压缩过程的传热:开始工质吸热、后期工质向往传热燃烧与膨胀过程:大部分热量在此阶段传出燃烧损失非瞬时燃烧损失:实际燃烧过程要持续一段时间,非瞬时等容加热;为了增加等容度,燃烧提前导1点从而造成此损失存在。后燃损失:燃烧要拖延一段时间所造成的损失。不完全燃烧损失:柴油机:指燃料、空气混合不良,燃烧组织善而引起的燃料热值不能完全释放的损失。汽油机:混合气过浓,部分燃料没有参与燃烧,或生成
CO,热量没有完全释放的损失;燃烧温度较高,使得比热加大,高温分解加剧。换气损失实际循环换气过程所造成的损失。提前排气损失:因排气门提前开启而造成的膨胀功的损失。(5-b2-6)泵气损失:因工质流动时需要克服进排气系统的阻力所消耗的功。(6-r-a2)各部分损失所占比例名称汽油机柴油机理论循环热效率0.54~0.580.64~0.67工质的影响0.1~0.120.09~0.1燃烧损失0.08~0.10.06~0.09传热损失0.03~0.050.04~0.10换气损失0.01~0.030.01~0.03实际循环热效率0.3~0.400.40~0.45二、指示性能指标内燃机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为基础的指标,用于评定工作循环的好坏。1.指示功和平均指示压力(1)指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi指示功的大小可以由p-V图中闭合曲线所占有的面积求得。一、机械效率和有效功率有效功率为:机械效率:有效功率和指示功率之比。有效扭矩Ttq:由功率输出轴输出的扭矩Ttq(N·m)二、平均有效压力、有效功率和升功率Ttq∝pmepme反映了发动机单位气缸工作容积输出转矩的大小升功率PL:在标定工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。可见,升功率PL是从发动机有效功率的角度对其气缸工作容积的利用率作总的评价。PL是评定一台发动机评价气缸容积利用程度和紧凑性。Pe——有效功率,kWi——气缸数Vs——气缸工作容积,L功率密度评价指标比质量me—单位有效功率所占发动机质量(评价轻量化和紧凑性)me=m/Pe(kg/kW)比容积Ve—单位有效功率所占发动机的体积(评价紧凑性)Ve=V/Pe(m3/kW)目前内燃机的pme和PL值一般在下列范围内:农用柴油机0.6~0.88.8~14.7汽车用柴油机0.65~111~25.8强化高速柴油机1~2.915~40固定船用户速柴油机0.6~2.53.7~7.35四冲程摩托车用汽油机0.78~1.251.8~88四冲程小客车用汽油机0.65~1.240~70四冲程载货汽车用汽油机0.6~0.722~25.8四冲程小型风冷汽油机0.4~0.6518.4~73.5三、由吸入空气量计算平均有效压力1.充量系数Φc(容积效率)把每循环吸入气缸的空气量换算成进气管状态(ps,Ts)的体积V1,其值一般要比活塞排量Vs小,两者的比值定义为充量系数Φc,即充量系数Φc是表征实际换气过程进行完善程度的一个极为重要的参数。2.过量空气系数Φa燃烧lkg燃料的实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数Φa,gb——每循环燃料供给量l0——单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气量,称为化学计量空燃比(理论空燃比)。柴油l0≈14.3,汽油l0≈14.8对柴油机来说,Φa总是大于1,以保证喷入气缸的柴油能完全燃烧。柴油机在全负荷时Φa的一般数值范围为:高速柴油机Φa=1.2~1.5增压柴油机Φa=1.7~2.2对汽油机来说,在整个运行工况中,可以遇到Φa>1和Φa≤1的各种情况(详见第五章),汽油机在全负荷时Φa的一般数值范围为Φa=0.85~1.1还可以应用空气燃料比或燃料空气比1/α来表示,Φa对于四冲程内燃机可由测得耗油量和耗气量计算得出:Aa——发动机空气消耗量,kg/hρs为进气管状态下的空气密度Hu为J/kgρs——kg/m3pme——Pa实际上常用单位如下,ps为MPa,Hu为kJ/kg,则pme(MPa)为,四、有效热效率和有效燃油消耗率有效热效率和有效燃油消耗率是评价发动机经济性能的两个指标。1.有效热效率是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。2.有效燃油消耗率[g/(kW·h)]:是指单位有效功的耗油量,通常用每有效kW·h所消耗的燃料g数be来表示。有效燃油消耗率和有效热效率成反比。一般内燃机在标定工况下be和ηet值大致在以下范围:
be/[g(kW·h)-1]ηet低速柴油机190~2250.38~0.45中速柴油机195~2400.36~0.43高速柴油机215~2850.30~0.40(其中较低的be值属排气涡轮增压的四冲程、二冲程柴油机)四冲程汽油机274~4100.30~0.20二冲程汽油机410~5450.20~0.15Wi、Pi、pmi、ηit,biWe、Pe、pme、Ttq、PLηm、Pm、pmmΦc、φagb、第三节机械损失与机械效率平均机械损失压力pmm定义是:发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。它可以用来衡量机械损失的大小。评定发动机机械损失时,常用有Pm和ηm。现在引入平均机械损失压力pmmpmi=pme+pmmPi=Pe+Pm一、机械损失的组成部分1.活塞与活塞环的摩擦损失占总机械损失的主要部分。原因是滑动面积大,相对速度高,润滑不充分。这种摩擦与活塞的长度,活塞间隙,活塞环数目和环的张力等结构因素有关。在构造相同的情况下,该部分摩擦损失随着气缸压力,活塞速度和润滑油粘度的升高而增加。2.轴承与气门机构的摩擦损失该部分摩擦损失包括所有曲轴主轴承,连杆轴承和凸轮轴轴承等的摩擦损失。这些地方由于润滑充分,摩擦损失不大,但随着轴承直径的增大和转速的增高,运动件惯性力增大,这部分损失也增加,这部分损失对气缸中压力的变化不太敏感。消耗在气门驱动机构上的损耗在低负荷时占得比例较大,在标定工况下所占比例很小。3.驱动附属机构的功率消耗
附属机构主要指为保证发动机正常工作所比不可少的部件或总成。如水泵总成、机油泵、燃油泵、调速器等。而那些不是每种发动机运转所必要的总成,如发电机、汽车制动用空气压缩机、真空助力泵等,一般不包括在内。附属机构所消耗的功率随发动机的转速和润滑油粘度的增大而增大,与气缸压力无关,仅占机械损失中的一小部分。4.风阻损失活塞、连杆、曲轴等零件在曲轴箱内高速运动时,为克服油雾、空气阻力及曲轴箱通风等将消耗一部分功,但是很小。5.驱动扫气泵及增压器的损失机械增压发动机中,也会消耗部分功率。活塞与活塞环的摩擦损失、轴承与气门机构的摩擦损失、驱动附属机构的功率消耗、风阻损失之和视为发动机内部损失,用Pf表示损耗的功率。机械增压发动机中增压器的所消耗的功率为PB。发动机的机械摩擦损失功率可表示为:泵气损失功率Pp:指四冲程柴油机在进气和排气过程中对外作出和吸收的功率之和。在排气行程时,由于废气压力的方向与活塞运动方向相反,活塞必须从曲轴和飞轮上吸收部分功来克服废气压力所作的功才能向上继续运行,所以作用在活塞上的功是负功。进气时做的功是正的。在计算Pi时相当于泵气损失功率的Pp已经被扣除了,因此就定义而言,Pp没有包括在Pm中的必要,但在测定中把Pf和Pp分开很困难,所以一般将泵气损失功率作为机械损失功率的一部分加以考虑,因此往往用下面两个公式计算摩擦损失。活塞和活塞环的摩擦损失(45~65)%整个活塞连杆曲轴机构(60~75)%中的摩擦损失气门机构的驱动损失(2~3)%附属机构的驱动损失(10~20)%泵气损失(10~20)%一般发动机中机械损失功率的分配大致为:二、机械损失的测定1.示功图法得到气缸的示功图,算出Pi,测得Pe,可以算出Pm、pmm和机械效率。示功图法一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。思考:测取的上止点位置比实际的位置靠后,此时的机械效率比实际的大还是小?为什么?2.倒拖法这种方法在具有电力测功器的试验条件下方可进行。在测定汽油机机械损失时得到较广泛的应用。试验时,发动机与电力测功器相连,当发动机以给定工况稳定运行,冷却水、机油温度到达正常值时,停止供油,让电力测功器倒拖发动机以一定的转速运转,并尽量维持冷却水、机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机的机械损失功率。实际工况倒拖工况缸内压力高,摩擦损失大缸内压力小,摩擦损失小废气温度高、压力大自排气门处急剧排出,PP小些排气为空气,温度低、密度大,排出速度低,PP大倒拖在膨胀压缩行程中,由于充量向气缸壁的传热损失,导致膨胀线和压缩线不重合,增加了部分损失(图2-6)。综合结果是倒拖时消耗的功率超过实际的损失功率。低压缩比的误差为5%;高压缩比的误差为15%-20%。3.灭缸法(各缸轮流断油法)一般适用于多缸非增压柴油机1)发动机以给定工况稳定工作,测的其有效功率Pe,同时保持喷油泵齿条位置不变;2)然后停止向一个缸(如第一缸)供油,并调整测功器,减小负荷,使发动机达到原来的转速,测的有效功率Pe(1)
3)求各缸指示功率Pi(如第一缸):Pi1=Pe-Pe(1)
同样依次使各缸熄火,可求得其余各缸的指示功率分别记为:Pi2=Pe-Pe(2)
,Pi2…….发动机的指示功率为各缸指示功率的和,即Pi=Pi1+Pi2+…把Pi1=Pe-Pe(1)代入上式可得:Pi=iPe-(Pe(1)+Pe(2)+……)4)求得机械损失Pm=Pi-Pe=(i-1)Pe-(Pe(1)+Pe(2)+……)注意:此方法不适用汽油机,由于停缸使进气情况改变,导致测量结果不正确;同时也不适用于增压发动机,排气压力波发生变化,导致测量结果发生错误。电喷汽油机也可以做该实验。4.油耗线法(负荷特性法)BApmmpmen=2000r/minPme(MPa)Bkg/h适用于柴油机方法:保证发动机的转速不变,通过改变柴油机供油齿条的位置,测得发动机的小时耗油量B随负荷pme变化的曲线——负荷特性曲线。在曲线中找出接近直线的线段,并将此线段延长与横坐标相交,则交点到坐标原点的长度即为该发动机平均机械损失压力的数值。该法的基础是:假设转速不变时pmm和指示热效率不随负荷增减而变化BAB0负荷特性曲线柴油机的部分性能指标随转速的关系发动机空转0第四节排放指标一、排放物的浓度定义:从广义上讲,是指排放物在总排气量中所占的比例对于气态排放物(CO、HC、NOx)来说,常用体积分数φ来表示。为了数据的普遍性,气体的体积需要换算到标准大气状态(101.3kPa,水蒸气分压为1kPa,273K)固体排放物微粒用质量浓度表示,常用单位为mg/m3。二、质量排放量单位时间或者按照某标准规定,进行一次测试,在试验期内测出的污染物质量,称为质量排放量,通常以(g/h)或(g/test)表示。三、比排放量四、排放率内燃机针对单机进行测试时,每单位功排出的污染物质量,常用g/(kW.h)表示,用以评价不同种类、排量的内燃机的排放性能。排放率定义为燃烧单位质量的燃料所排放的污染物质量,常用g/kg表示目前排放指标中用的较多的是单位里程质量排放量(g/km,轻型车排放法规);比排放量(g/kW·h,重型车排放法规)。第五节提高内燃机动力性能与经济性能的途径1.采用增压技术增加进气空气的密度,可以是发动机功率按比例增长。目前柴油机上广泛采用废气涡轮增压器。采用高增压后可以使发动机的pme和PL成倍增长。汽油机受爆燃限制,压缩行程终了时的压力和温度不宜过高,这限制了增压压力。现在汽油机电控技术的发展解决了这个难题。采用爆燃传感器。增压技术可以提高发动机高原动力性能和经济性能。提高指示热效率一般从研究内燃机工作循环入手,深入分析在整个热功转换过程中,各种热力损失的大小及其分布,掌握各种因素对热力损失的影响程度,从而寻找减少这些损失的技术措施,其中最重要的一方面是对内燃机燃烧过程的改进。合理组织内燃机燃烧过程一直是核心的研究内容。提高指示效率ηit不仅改善了内燃机的动力性能,同时也改善其经济性能。2.合理组织燃烧过程,提高循环指示效率ηit同样大小的气缸容积,在相同的进气状态下若能吸人更多的新鲜空气,则可容许喷入更多的燃料,在同样的燃烧条件下可以获得更多的有用功。3.改善换气过程,提高气缸的充量系数Φc4.提高发动机转速n增加转速可以增加单位时间内每个气缸做功的次数,因而可以提高发动机功率的输出。提高机械效率可以提高内燃机的动力性能和经济性能。方法:改善润滑、冷却等,降低机械损失功率。5.提高内燃机的机械效率6.采用二冲程提高升功率
理论上,采用二冲程相对于四冲程可以提高升功率一倍。图a中指示功面积Fi是有用功面积F1和相当于进气、排气行程中消耗的功的面积F2(即泵损失)相减而成,即Fi=F1-F2。增压发动机:Fi=F1+F2(进气压力高于排气压力)Fi可以用燃烧分析仪或计算方法求得,然后用下式计算Wi(N·m或J)值。Fi——示功图面积(cm2)a——示功图纵坐标比例尺(Pa/cm)b——示功图横坐标比例尺(cm3/cm)(2)平均指示压力
(IndicatedMeanEffectivePressure,IMEP)平均指示压力是指单位气缸容积一个循环所做的指示功(Pa)指示功反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量,它除了和循环中热工转换的有效程度有关外,还和气缸容积的大小有关。为了对不同工作容积的发动机工作循环的热功转换有效程度作比较,引出了平均指示压力的概念。pmi——PaWi——JVs——m3常用单位:Pmi——MPaWi——kJVs——LD——气缸直径S——活塞行程平均指示压力是一个假想的平均不变的压力,以这个压力作用再活塞顶上,使活塞移动一个行程S所做的功,即为循环的指示功Wi。也可以写成:平均指示压力是从实际循环的角度评价发动机气缸工作容积利用率高低的一个参数。平均指示压力是衡量发动机实际循环动力性能的一个很重要的指标。一般内燃机在标定工况下的pmi值在下列范围内:柴油机:四冲程非增压柴油机0.6~0.95MPa四冲程增压柴油机0.85~2.6MPa二冲程柴油机0.35~1.3MPa汽油机:四冲程摩托车用汽油机0.9~1.43MPa四冲程小客车用汽油机0.65~1.25MPa四冲程载货车用汽油机0.6~0.85MPa二冲程小型风冷汽油机0.4~0.85Mpa内燃机单位时间内所作的指示功称为指示功率Pi。每循环气体所作的指示功(J)为:具有i个气缸的发动机每秒所作的指示功率(W)为:2.指示功率(Indicatedpower)此时单位为:Pi——W;pmi——Pa;Vs——m3;n——r/s实际应用时,常用单位为:Pi——kW;Pmi——MPa;Vs——L;n——r/min对四冲程发动机对二冲程发动机3.指示热效率(Indicatedefficiency)指示燃油消耗率(IndicatedSpecificFuelConsumption,ISFC)(1)指示热效率ηit是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值,即对于一台发动机,当测得其指示功率Pi(kW)和每小时燃油消耗量B(kg/h)时。根据ηit的定义,可得W1——WQ1——消耗的热量J(2)指示燃油消耗率是指单位指示功的耗油量,它通常以单位千瓦小时指示功的耗油量来表示。单位:g/(kW·h)表示实际循环的经济性指标ηit和bi之间存在着以下关系:若以柴油的低热值Hu=41868kJ/kg一般内燃机的ηit和bi的统计范围如下:ηitbi/[g/(kW·h)-1]四冲程柴油机0.4l~0.48210~175二冲程柴油机0.40~0.48218~177四冲程汽油机0.25~0.40344~210二冲程汽油机0.19~0.27435~305从统计范围可以看出:柴油机的指示热效率高于汽油机,四冲程发动机的指示热效率高于二冲程发动机。上次课主要内容:泵气功、泵气损失;Wi、pmi;Pi、ηit,bi平均有效压力:BrakeMeanEffectivePressure,BMEP有效燃油消耗率:BrakeSpecificFuelConsumption,BSFC有效功率:Effectivepower机械损失功率:Mechanicallosspower机械效率:MechanicalEfficiency充量系数Φc:Volumetricefficiency过量空气系数Φa
:Excessairratio/Relativeair-fuelratio§2-3内燃机的基本性能指标
导入——①、这一节的内容有其特殊性,一方面其内容在内燃机结构课中占有比较重要的地位,另一方面是这一节知识的主要形式就是概念加定义。在教师讲课和学生学习过程中最怕的就是遇到这种情况,授课老师觉得没有意思,学生听的就觉得老师只会对着课本念。②、内燃机的基本性能指标包括的内容较多,含盖的面也很广,我们只介绍其中几个最主要指标。③、按各指标所表征的内容分为:动力性指标,经济性指标,运转性指标,可靠性指标,环境性指标等。④、按理论与实际上的区别分为:指示性指标(理论性指标,以工质做功为基准,用于工作过程研究),常用下角标i或t表示;有效性指标(实际性指标,以输出功为基准,用于制造实验)等,常用e表示。一、动力性能指标1、有效转矩Te:发动机通过飞轮对外输出的转矩(有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩,并克服了摩擦,驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。
),单位为·m。2、平均有效压力Pme:一工作循环内作用于活塞顶上的平均压力(假想的大小不变的压力)。它是使活塞移动一个行程所作的功,等于每循环中单位气缸工作容积所作的有效功。Pme=30τPe/Vsni=Pi×ηm二行程汽油机,Pme=0.4~0.5MPa二行程柴油机,Pme=0.4~0.8MPa四行程汽油机,Pme=0.6~1.25MPa四行程柴油机非增压型:Pme=0.6~1.0MPa四行程柴油机增压型:Pme=0.6~2.5MPaPme是表示发动机动力性能最具代表性的指标!3、有效功率Pe(1).功率P:内燃机单位时间内所作的功称功率。(2).指示功率Pt:内燃机在汽缸中单位时间内在理想状态下所作的理论功,也就是示功图上所测的功率。(3).有效功率Pe.
:指示功率减去消耗于内部零件的摩擦损失、泵气损失和驱动附件等机械损失后,从发动机曲轴输出的功率称为有效功率Pe.
Pe=i·Vs·Pme·n/(30τ)(Kw)其中τ为冲程系数:2Stroke:τ=2;2Strokeτ=4有效功率可以利用测功器测定,水力测功器可先测出有效扭矩Te,再用上式计算出有效功率。(4)、标定功率(额定功率)Pr内燃机出厂时铭牌上写明厂方标定的有效功率,与其所对应的负荷称为额定负荷,同理,额定转速。①15分钟功率:内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功率。汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。②1小时功率:内燃机允许连续运转一小时的最大有效功率。船用主机,工程机械和机动车的最大使用功率。③12小时功率:内燃机允许连续运转12小时的最大有效功率。可作为工程机械,机车和拖拉机正常使用功率。④持续功率:内燃机允许长期运转的最大有效功率。可作为长期连续运转的远洋船舶,发电站,和农林排灌内燃机的持续使用功率(5)其它有效功率①、升功率PL:每升汽缸工作容积发出的有效功率。一般有:二行程:=10~75Kw/L;四行程汽油机:=40~70Kw/L;四行程柴油机:9~40Kw/L(思考:为什么?)PL=Pe/i×
Vs=
Pme·n/(30τ)×10-3Kw/L②、单位活塞面积功率Pua(unitarea):衡量燃烧室组件热负荷的尺度,表征发动机的热负荷特性。③、经济功率Pc(cost):在燃油消耗率较小的功率区运转时的有效功率。④、极限功率Pl(limit):冒黑烟时的功率,也成最大功率,即瞬间超负荷时所输出的功率。一般:Pe./Pl=1.2左右PL是表述发动机强化程度的重要指标!4、发动机转速和活塞平均速度(1)、转速n:内燃机曲轴每分钟的转速,用r/min表示。转速对内燃机性能和结构影响很大,而且其范围十分广泛(86~11000r/min)。①最高转速nmax:柴油机受调速控制时,所能达到的最高转速;汽油机不能点火时的高转速。②最低稳定转速nmin:发动机能稳定工作的最低转速。③标定转速nr:对应额定负荷和额定功率的转速,④转速工作范围:在最低稳定转速和最高转速之间所有的转速。(2)、活塞平均速度Vm活塞在气缸中运动速度是不断变化的,在行程中间较大,在止点附近速度较小,止点处为零。若已知内燃机转速N时,则活塞平均速度可由下公式计算:Vm=2Sn/60=Sn/30m/s式中S—行程(m)活塞平均速度是表征内燃机高速性的一项主要指标。根据活塞平均速度,可将发动机分为高速、中速和低速三种类型,其具体数值大致如下:低速机:Vm小于等于6.5m/s;中速机:6.6<Vm<10m/s;高速机:Vm大于等于10m/s。注意:活塞速度高发动机转速不一定就高,因为还有S的影响!5、发动机的机械效率ηm=Pe/Pt(同学们自己思考该定义)一般来讲,ηm
g=0.7~0.9;ηmd=0.7~0.85思考:为什么?机械效率与热效率的区别?二、经济性能指标1、有效燃油消耗率be(ge)燃油消耗率简称比油消耗,它是内燃机工作时单位有效功率(每千瓦小时)所消耗燃油量的克数,单位—(g/kw.h)。2、指示燃油消耗率bi:以指示功率计时的耗油率;注:内燃机产品说明书中所指的燃油消耗率为有效燃油消耗率;若测出每小时燃油消耗量B和有效功率Pe,则:be=B×103/Pe(g/Kw·h)亦有现代内燃机的值be(g/kw.h)范围汽油机:be=265~340g/kw.h高速柴油机:be=212~251g/kw.h中速柴油机:be=197~281g/kw.h低速柴油机:be=160~190g/kw.h
思考:以你所熟悉的一款车型为例,计算其有效燃油消耗率3、能量转换效率3.1燃烧效率:ηc:完全燃烧化学能转化成热能的比例3.2有效热效率ηet(1)、定义:燃料实际燃烧所释放的能量转化成有效功的比例(2)、计算公式:ηet=Wet/Qc=3.6×106/beHu=3.6×103/HuB(Wet为有效功,Qc为燃料实际燃烧所释放的能量)。一般:ηetg=25~30%;ηetd=35~40%思考指示热效率ηit(思考:自己定义并导出公式)3.3机械效率:ηm5、汽车的百公里油耗bdbd=Bd/D;单位:L/100KM6、机油更换率Mo(1)、机油消耗率内燃机在标定工况时,每千瓦时所消耗滑油量的克数,称为滑油消耗率。单位为g/kw·h方式有:Hu为低热值:单位燃料在标况(25℃、1个大气压)下定容燃烧时,且废气中的水为气态时,其气体中的潜热未释放出来时的反应热。
①润滑油经活塞环窜入燃烧室或由气阀导管流入缸内烧掉,未烧掉的则随废气排出。②有一部分燃油在曲轴箱内雾化或蒸发,而由曲轴箱通风口排出。一般为0.5~4g/kw·h(2)、润滑油更换率:汽车:以公里数计;工机以小时数计三、环保性能指标导入:①、发动机的主要排放物有:PM、CO2、CO、Nox、HC、SO2、重金属和光化学烟雾等一氧化碳(CO):一氧化碳是无色无味的气体,空气中含量超过0.1%就会中毒。碳氢化合物(HC):成分复杂,对人体有麻痹、致癌作用,是造成烟雾的因素之一。氮氧化和物(NOx):有强烈的刺激味,对心脏和肺造成损坏,是大气形成臭氧的主要因素。二氧化硫(SO2):有强烈的刺激味,与灰尘一起危害更大。微粒(PM):微粒的主要成分是碳,大多小于0.3微米,微粒碳核子吸附其他有毒物质被吸入肺叶对人体造成损害。CO:过量空气系数α<1时,汽油机达容积的6%α>1一氧化碳0.2~0.3%HC:与燃烧的缓慢甚至停止有关,惰转和减速时生成。NOx:取决于火焰温度、火焰前锋中是否富氧以及高温持续时间,以Ppm:百万分之一②、各国所遵照的标准不同,美国和欧洲最严格,欧洲标准应用最广,我国采用,但有所调整③、环保性主要包括三项内容:排放,噪声,震动④、逐渐用NMOG代替了HC:non-methaneorganicgas1、排放指标附表一:内燃机排放—欧洲指标排放
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