汽车节能技术与原理 第3版课件 第2章 发动机的节能原理与技术
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燃油经济性的影响因素相互制约☐图中显示完善的燃烧过程要求采用最佳的供油提前角方能使有效燃料消耗率最低,而此时NO x及HC排放并不是最低,推迟供油时间可以降低NO x及气缸最大爆发力,却使有效燃料消耗率、排气温度及HC排放增加。
一、影响汽车发动机热效率的因素☐汽油机定容加热循环的热效率:☐低速柴油机定压加热循环的热效率:☐高速柴油机混合加热循环的热效率:☐ε—压缩比,k—绝热指数,λ—压力升高比,ρ—预胀比。
影响汽车发动机热效率的因素☐三种理想循环热效率公式说明:⏹要提高发动机的热效率,应尽量提高压缩比ε和绝热指数k;⏹在混合加热循环中,当加热量和压缩比不变时,应尽量提高压力升高比λ(此时预胀比ρ下降)。
和节流损失泄漏损失机械损失等不可避免损失的存和节流损失、泄漏损失、机械损失等不可避免损失的存在,发动机的热效率远远小于理想循环的热效率。
32p s定容加热理想循环(Otto 循环)与实际加热循环Q 1Q 2压力升高比,Q11-2的压缩过程:绝热压缩;2-3的燃烧过程:等压加热;3-4的膨胀过程:绝热膨胀;4-1的排气过程:等容放热。
Q2Q1’’Q1’Q2实际循环的热效率发动机的有效功率各参数依次:汽缸数;气缸工作容积;燃料低热值;化的表达式为:充满气缸工作容积的气体质量的比值,用同样大小气缸容积下,进入气缸实际空气量增多。
混合☐在高速可压缩的流动系统中,决定气流流动性质的重要参数是马赫数Ma,气流流动平均马赫数是进气门气流平均速度与该处音速之比,即:☐进气中气缸内的质量平衡关系为:☐联立可见☐由于近似关系:☐可见气流流动平均马赫数与气门直径的关系:试验数据说明在正常配气相位条件下当>05☐试验数据说明,在正常配气相位条件下,当Ma m>0.5左右,充量系数急剧下降。
可以看出,马赫数是一个反映充气效率流动损失而受到影响的参数,充气效率的高低决定于马赫数的大小。
设计发动机时,尽可能使马赫数在最高转速时不超过0.5。
第2章发动机的节能原理与技术2.1 发动机的工作性能及评价指标2.1.1 发动机的工作性能发动机的工作性能包括动力性、经济性、运转性能和可靠性等几个方面。
其中动力性和经济性与节能的关系最为密切,也是发动机最为重要的两个性能,它们相互联系又相互制约。
在研究节能技术时,只有在满足动力性要求的前提下,经济性才有意义。
2.1.2 发动机的性能指标发动机性能指标主要有动力性能指标、经济性能指标及运转性能指标。
发动机的动力性和经济性指标又分为有效性能指标和指示性能指标两种。
1.指示性能指标2.有效性能指标3.有效功率4.有效转矩5.燃油消耗率6.运转性能指标(1)排气品质(2)噪声(3)起动性能2.1.3 发动机特性发动机的性能特性包括速度特性、负荷特性、万有特性等。
1.发动机的速度特性(1)汽油机的速度特性(2)柴油机的速度特性2.发动机的负荷特性3.发动机的万有特性(1)汽油机的万有特性(2)柴油机的万有特性2.2 发动机的节能原理与途径2.2.1 提高充气效率要提高充气效率ηv,需要改进内燃机的换气过程(包括进、排气过程)。
具体应从改进气门配气机构、凸轮外形、配气相位及减少进排气管道流动阻力等方面着手。
1.减少进气系统的流动损失(1)减少进气门座处的流动损失为了减少进气门座处的流动损失,可采取以下措施:1)增大进气门直径,选择合适的排气门直径。
2)增加节气门的数目。
3)改善进气门处流体动力性能,减少气门处流动损失。
4)采取较小的S/D值(短行程)。
(2)减小整个进气管道的流动阻力为了提高充气效率ηv,还要注意减小进气管、进气道、中间冷却器(增压发动机)、化油器(化油器式汽油机)、空气滤清器的阻力。
1)进气道。
2)进气管。
3)空气滤清器。
4)化油器。
2.减小对新鲜充气量的加热3.减小排气系统的阻力4.合理地选择配气相位(1)进气门迟关角(2)进、排气门重叠角的影响(3)排气提前角(4)配气相位的选择配气相位是否合理,应根据发动机的高速性能来决定,主要从以下几个方面综合评定:1)充气效率高,以保证发动机的动力性能。