第6章 发动机特性分析
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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。
xx职业教育中心《汽车发动机构造与维修》教案第一章发动机工作原理和总体构造教学重点1.了解发动机作用、基本术语;2.了解发动机主要性能指标和工作特性;3.掌握发动机总体构造和内燃机型号编制规则。
教学难点1.四行程汽油发动机工作原理;2.四行程柴油发动机工作原理。
学时分配1.1 发动机基本工作原理发动机是将热能转化为机械能的机器。
现代汽车采用四行程、多缸、水冷、顶置气门发动机为主。
1.1.1发动机基本术语1.上止点2.下止点3.活塞行程S4.曲柄半径R5.气缸工作容积Vh6.发动机工作容积VL7.燃烧室容积Vc8.气缸总容积Va9.压缩比ε计算:已知某发动机为4缸,缸径是88mm,活塞行程是84mm,压缩比是9.5,试计算发动机的工作总容积,气缸工作容积,燃烧室容积。
解:Vh=(πD2/4×106 )×S=(π×812/4×106 )×84=0.43(L)VL=Vh×i=0.43×4=1.72 Lε=Va/Vc=(Vc+Vh)/Vc=1+Vh/Vc∴Vc=Vh/(ε-1)=0.43/(9.5-1)=0.05 L1.1.2 四行程汽油机工作原理四行程发动机曲轴转两圈,活塞在气缸内依次往复运动经历进气、压缩、作功和排气四个行程,完成一个工作循环。
进气行程曲轴带动活塞从上止点向下止点移动,进气门开启,排气门关闭,空气和汽油的混合气被吸入气缸。
压缩行程进气行程结束,进排气门关闭,活塞从下止点向上移动,进气门,排气门都关闭,空气和汽油的混合气在气缸内被压缩。
作功行程当压缩行程接近上止点时,进排气门都关闭,火花塞发出电火花点燃可燃混合气。
气体温度和压力迅速升高,推动活塞向下止点运动,通过连杆和曲轴对外输出功。
排气行程曲轴带动活塞从下止点向上止点运动,进气门关闭,排气门开启,在活塞和废气自身的压力作用下,废气从排气门排出气缸。
1.1.3四行程柴油发动机工作原理柴油机和汽油机工作差异主要表现在混合气形成和点火方式上。
发动机性能参数范文发动机是汽车的核心部件之一,它的性能参数对车辆的整体性能和燃油经济性都有着重要影响。
以下是一份发动机性能参数的范文,介绍了发动机的功率、扭矩、排量等主要参数,以及对车辆性能和燃油经济性的影响。
一、发动机功率发动机功率是指发动机在单位时间内产生的能量,它决定了车辆的加速性能和最高速度。
一般来说,功率越大,车辆的加速性能越好,最高速度也越高。
发动机功率通常以马力(hp)或千瓦(kW)为单位进行描述。
在市场上,汽车的发动机功率可以从几十马力到几百马力不等。
二、发动机扭矩发动机扭矩是指发动机产生的旋转力矩,它决定了车辆的爬坡能力和牵引力。
扭矩越大,汽车的爬坡能力越强,牵引力也越大。
发动机扭矩通常以牛顿米(Nm)为单位进行描述。
在市场上,汽车的发动机扭矩可以从几十牛米到几百牛米不等。
三、发动机排量发动机排量是指发动机活塞在一个循环中从上止点到下止点所移动的总体积。
它通常以升(L)为单位进行描述。
排量越大,表示发动机的工作容量越大,其通过提供更多燃料和空气的混合物来提高功率。
不过,排量过大可能导致燃油消耗增加和排放增加,降低燃油经济性。
四、发动机燃油经济性发动机燃油经济性是指发动机在单位燃料下所提供的工作能力。
它决定了车辆的燃油消耗量和续航里程。
一般来说,燃油经济性越高,车辆的续航里程越长,燃油消耗越低。
提高燃油经济性的方法包括提高发动机的热效率和降低车辆的风阻等。
五、发动机技术创新随着科技的进步,发动机技术也在不断创新。
目前,一些汽车制造商正在研发并使用先进的发动机技术,如涡轮增压、直喷和混合动力等。
这些技术可以提高发动机的功率和扭矩输出,同时降低燃油消耗和排放。
在未来,发动机技术的创新将持续推动汽车的性能和燃油经济性提升。
六、发动机性能参数选择当选购汽车时,消费者可以根据自己的需求和偏好选择适合的发动机性能参数。
如果需要强劲的加速性能和高速驾驶体验,可以选择功率较大的发动机。
如果需要爬坡能力和牵引力,可以选择扭矩较大的发动机。
摘要在当前科技飞速发展的时代,能源和环境问题日益突出,已经引起世界各国重点关注,节能与环保已成为时代主题。
港口起重机具有油耗大、效率低、排放差、负载重力势能浪费等缺点,已成为节能环保领域普遍关注的重要对象之一。
因此,研究起重机节能减排问题具有重大意义。
目前采用的起重机节能系统方案主要集中于通过驱动电机在位能负载拖动下产生再生能量并将该能量回收储存和再利用,主要采用超级电容作为辅助动力源,轻载时超级电容不参与工作,重载时提供部分能量维持系统正常运行。
实践表明此种策略下超级电容能量利用率低,势能回收率低,未起到节约能量的最大效果。
针对当前存在超级电容能量利用不足及能量回收效率不高等问题,本文以40.5T门式起重机为对象,对混合动力系统进行深入的理论分析,提出跟随超级电容电压变化适时调整负载功率分配的策略,使超级电容能量得到优先且充分的利用。
并建立相关系统数学模型,应用软件仿真及平台实验,验证了控制策略的可行性及系统可靠性,实验结果显示超级电容供能比超过75%,超级电容能量利用率在70%以上,能量回收率达到85%,其中包含了怠速能的回收,能量回收-消耗比达到62%。
本文主要研究工作及创新点如下:(1)将传统起重机与混合动力起重机进行比较,得出采用混合动力起重机的必要性,对系统重要零部件特性进行详细研究,为能量控制策略的制定提供了依据。
(2)建立了门式起重机起升机构的动力学模型,对负载起升、下降作业时的能量传递方向、能量消耗及转换特征进行了详细的分析,得出系统存在大量可回收及转换效率较高的能量主要是起升机构的位能性负载潜在的势能,并设置超级电容对能量进行回收。
(3)研究了基于超级电容的混合动力系统能量控制策略,制定了跟随超级电容电压变化调整负载功率分配的策略,不分负载大小,均能保证超级电容供能占比在50%以上,提高了超级电容能量利用率。
研究了超级电容充放电及电压均衡控制策略,采用飞渡电容的方法调整超级电容各单体之间电压均衡,并采用了先恒电流、再恒功率的快速、安全充电策略。
工作原理及性能分析
在工程领域中,对于某一种设备或系统,理解其工作原理和性能表现是至关重要的。
本文将以汽车发动机为例,介绍如何对其工作原理和性能进行分析。
工作原理
汽车发动机是推动汽车运动的核心部件,它将油料的燃烧转化为机械能。
发动机的工作原理可以简单分为四个步骤: 1. 进气阶段:活塞向下运动,气门打开,汽油和空气混合物进入气缸。
2. 压缩阶段:气门关闭,活塞向上运动,气体被压缩。
3. 燃烧阶段:火花塞点火,混合物燃烧,产生高温高压气体。
4. 排气阶段:排气门打开,活塞向上推动气体排出气缸。
性能分析
对于发动机性能的分析通常从以下几个方面展开: 1. 功率性能:包括最大功率和最大扭矩等参数,反映了发动机的输出能力。
2. 热效率:表示发动机将燃料能量转化为有用功的能力,是衡量效率的重要指标。
3. 排放性能:排放标准日益严格,发动机的排放控制也日益重要,对环保性能的要求越来越高。
4. 耐久性能:发动机的寿命、可靠性等指标是评价其耐久性能的重要标志。
通过以上分析,我们可以全面了解汽车发动机的工作原理和性能特点,为实际使用和优化设计提供有力依据。
第六章学习指南熊永前一、内容及要求同步电机的结构型式,励磁方式,冷却方式、额定值。
同步电机的运行原理。
同步电机的电枢反应,隐极同步发电机的负载运行。
凸极同步电机的负载运行。
同步发电机的空载特性,零功率因数负载特性,短路比,外特性。
稳态参数的测定。
投入并联运行的条件和方法。
同步发电机的功率和转矩平衡方程式。
同步发电机的功角特性。
同步发电机与大电网并联运行时有功功率的调节和静态稳定。
无功功率的调节和V形曲线。
同步电动机的基本方程式矢量图和功角特性,无功功率的调节,同步电动机起动方法,同步调相机。
同步发电机不对称运行时的各相序阻抗和等效电路,三相同步发电机的不对称稳定短路。
不对称运行对电机的影响。
1.了解同步电机的主要结构型式及其应用特点、励磁方式和冷却方式;掌握同步电机的额定值。
2.了解同步发电机空载运行的原理,掌握空载运行时的时空矢量图。
掌握同步电机电枢反应的特点。
了解双反应理论。
3.掌握隐极和凸极同步发电机负载运行时的方程式和相量图以及同步电抗等参数。
掌握不饱和时同步发电机的计算。
4.掌握同步发电机各特性的原理和方法。
掌握利用各特性测量有关参数的方法。
掌握低转差法测量同步电抗的原理和方法。
5.掌握并联运行的条件,并网的方法。
掌握同步发电机的功率平衡和转矩平衡,功角特性。
掌握静态稳定,有功调节和无功调节的方法。
6.了解同步电动机的基本电磁关系。
了解同步电动机的起动和调速方法。
掌握同步调相机的原理和特点。
7.掌握各相序阻抗的物理概念极其大小关系,了解不对称稳定短路的分析方法,掌握稳定短路电流大小,了解负序和零序参数的测量方法,了解不对称运行的影响。
二、学习指导同步电机的一个基本特点是电枢电流的频率与转速之间的严格关系。
汽轮发电机由于转速高和容量大等特点必须采用隐极结构且转子直径不能太大,各零部件机械强度要求高。
水轮发电机则由于水轮机多为立式低转速,因此一般采用凸极结构,且极数很多,直径较大。
在分析同步电机内部的物理情况时,电枢反应占有重要地位。