汽车发动机原理清华大学 汽车工程系 帅石金 博士

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点燃式和压燃式内燃机的 工作过程、燃烧理论、性能分析以及参数调控

讲课内容第一篇 动力输出与能量利用第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量

Department of Automotive Engineering

Tsinghua University

1. 动力的获取和输出；能量的消耗和利用。 2. 燃料能量转换的“质”环节；加入整机能 量总量的“量”环节。

第二篇 燃烧与排放第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策

第8章 有害排放物的生成与控制第9章 燃烧室与调节参数的优化

第三篇 运行特性与性能调控第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性

讲课内容第一篇 动力输出与能量利用第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量 2. 动力经济性指标

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Tsinghua University

1. 工质对活塞所作功及示功图

3. 影响动力经济性指标的环节与因素

第二篇 燃烧与排放第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策

第8章 有害排放物的生成与控制第9章 燃烧室与调节参数的优化

第三篇 运行特性与性能调控第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性

示功图(四冲程)ds A

示功图(Indicator Diagram) :发动机气缸内工质压力p随气缸容积V(或曲轴 转角 )的变化曲线TDC-Top Dead Center; BDC-Bottom Dead Center IVO-Intake Valve Open; IVC-Intake Valve Close EVO-Exhaust Valve Open; EVC-Exhaust Valve Close

p

ppz

TDC上止点

BDC下止点

p pz

示功图TDC

压力图/ 展开示功图EVO BDC 180 I p- 图 TDC 360

w/o combustion TDC BDC

IVO p0 EVC Vc Vs p-V 图

VIVC

p0 0

540 E

E

720 °CA I

示功图(二冲程汽油机)IPO-Intake Port Open IPC-Intake Port Close EPO-Exhaust Port Open EPC-Exhaust Port CloseTDC p pz BDC

p pz

EPO p0 Vc Vs

IPO V

BDC p0 0

TDC 180

BDC 360

TDC 540

BDC

720 °CA

EPC IPC

示功图测取装置

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工质对活塞所作功ds

A

循环功： W =

pdV

p

功正负确定原则：◎压力方向与活塞运动方向一致，工质对活塞作正功 ◎压力方向与活塞运动方向相反，工质对活塞作负功

p

TDC上止点

BDC下止点Compression W<0 Power W>0 Exhaust W<0 Intake W>0

pz示功图 (Indicator Diagram) 四冲程

动力过程功：压缩与燃烧膨胀过程所作功之代数和EVO

泵气过程功：进气与排气过程所作功之代数和V 总指示功=动力

过程功+理论泵气功(不考虑泵气损失)

IVO p0 EVC Vc Vs

IVC

净指示功=动力过程功+泵气过程功(考虑泵气损失)

自然吸气(natural aspirated)发动机作功分析缸内进气压力pd 大气压力 p0 缸内排气压力pe 大气压力p0 理论泵气功

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与泵气有关的功：

忽略流动阻力, 进、排气冲程压力 所作功之代数和。自然吸气发动 机进、排气压力相同(等于大气 压力),即理论泵气功为零。 泵气损失功(pumping loss) 由于流动存在阻力，进气压力低 于大气压，排气压力高于大气压 力，造成进气和排气流动损失之 功，两者之和即为泵气损失功。 W2+W3 负功 实际泵气功(泵气过程功) 总指示功=W1+W3 净指示功=(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2 理论泵气功减去泵气损失功。 W2+W3 负功

涡轮增压(turbo-charged)发动机作功分析缸内进气压力pd> 缸内排气压力pe >大气压力p0

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理论泵气功

(pb – pk) Vs 正功 阴影面积 负功

泵气损失功

实际泵气功W2 正功

总指示功W1+(pb-pk) Vs

净指示功W1+W2

小测验填空

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根据缸内工质对活塞所作功的特点，判断下述各功是正功还是负功： a)压缩过程功 ( 负) b)四冲程自然吸气内燃机理论泵气功 (零 ) c)四冲程增压内燃机泵气损失功d)四冲程自然吸气内燃机泵气过程功

( 负)(负 )

讲课内容第一篇 动力输出与能量利用第1章 动力经济性能指标与影响因素 第2章 燃料与工质 第3章 循环分析与能量利用 第4章 换气过程与循环充量 2. 动力经济性指标

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1. 工质对活塞所作功及示功图

3. 影响动力经济性指标的环节与因素

第二篇 燃烧与排放第5章 燃烧的基础知识 第6章 燃烧过程及混合气形成 第7章 特殊燃烧问题的机理与对策

第8章 有害排放物的生成与控制第9章 燃烧室与调节参数的优化

第三篇 运行特性与性能调控第10章 发动机运行特性与整车匹配 第11章 柴油机调速特性

发动机性能指标1. 动力性能指标

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功率(Power), 转矩(Torque), 转速(Revolution/Speed), 平均有效压力(BMEP) 2. 经济性能指标 燃油消耗率(Fuel consumption), 机油消耗率(Lubricant consumption) …… 此处隐藏：2030字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……