利用示功图求放热率

《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。

前期：1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功，在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来，实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin)，采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的直接祖先。

1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1%。

| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机，发明了水汽分离冷凝器，大大完善了蒸汽机，热效率达3%，开始了蒸汽时代，掀起了第一次工业革命浪潮。

1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理，首次提出燃料与空气混合的原理。

1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。

| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。

1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机，摆脱了真空发动机的影响，直接利用燃烧压力推动活塞作功。

1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机，第一次实现了爆发作功。

1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。

1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。

诞生：1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。

1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理，造出第一台车用汽油机。

1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上，发明了第一部汽车。

三、示功图的种类和用途
1. p-V示功图
计算柴油机的功率 调整各缸负荷的均匀性 量取最高爆炸压力 判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等
2、p-V转角示功图
传动机构的小曲柄超前所 测气缸曲柄82˚。
利用小活塞的最大运动速 度带动转筒快速转动， 以记录气缸内上止点附 近的压力变化，即将上 止点附近缸内压力，曲 线横坐标放宽。
内容
柴油机和汽油机区别
• 汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高， 质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油 机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都 比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。
• 由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本 越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代 潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产 工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质 量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到 了克服。
系
组 成
统1
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统2
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统3
一、柴油机外壳
一
机
体
作
功
系
组 成
统4
泵喷嘴 活塞 活塞环 连杆
一、柴油机外壳
正时齿轮
一
机 体 作 功 系组
成 中间齿轮
统 5 曲轴齿轮
气门顶杆
凸轮轴
气门摇臂
活塞环 活塞 飞轮 连杆 曲轴
一、柴油机外壳
一
机
体
柴油机是内燃机的一种，将柴油喷射
到柴汽缸油内发与空动气混机合结，燃构烧及得到示热能功转图变

4．后燃期 从缓燃期终点D到燃料基本燃烧完毕（累计放热率 X>95%）的E点称为后燃期。由于柴油机混合气形成时间 短，油气混合极不均匀，总有一些燃料不能及时燃烧，拖 到膨胀期间继续燃烧，特别是在高负荷时，过量空气少， 后燃现象比较严重。后燃期内的燃烧放热，由于远离上止 点进行，热量不能有效利用，并增加了散热损失，使柴油 机经济性下降。此外，后燃还增加了活塞组的热负荷以及 使排气温度升高。 因此，应尽量缩短后燃期，减少后燃所占的百分比。 柴油机燃烧时，空气是过量的，只是混合不匀造成局部缺 氧。因此，加强缸内气体运动，可以加速后燃期的混合气 形成和燃烧速度，而且会使碳烟及不完全燃烧成分加速氧 化。
若能保证汽油机正常工作，着火落后期的长短对汽油 机性能影响不大，这一点与柴油机不同，因为汽油机性能 主要取决于何时着火而不是何时点火。 对着火落后期的要求主要是要稳定并尽可能短。稳定 是指每循环中的 ϕi长短不要离散过大，这就使B点的位置 相对稳定，由此使最高燃烧压力pmax所对应的角度相对稳 定，发动机循环波动率（见后述）不致于过大。所谓 ϕi尽 可能短是因为，过长会使ϕ i 的大小不稳定。考虑到pmax 出 现在上止点稍后为最佳时刻，一般使B点出现在上止点前 12-15 °较为合适。
1） 汽油机的点火提前规律 对于汽油机，最佳θig角将随转速的上升而加大，称为 转速提前；而又随进气管真空度的上升（负荷下降）而加 大，称为真空提前。图6-6 表示了最佳θig在n及负荷变化时 的变化规律。这是因为，在节气门开度不变时，各个转速 的着火落后期均变化不大。但转速上升后，相同落后期所 占的转角将正比增加，于是高转速时的着火落后角显著加 大。为保证最大压力点相位大致不变，必定要加大θig角。 在转速不变时，随着节气门的减小，进气管真空度上升， 残余废气系数φr将加大，使得燃烧速度下降。这样，着火 落后期和燃烧持续期都加大，就要求点火提前以保证加热 中心接近上止点位置。 化油器式汽油机设有机械的转速和真空提前装置来保 证上述要求。电控汽油喷射机型则直接靠点火提前角的 MAP图来加以精确控制。

理论循环 该方法是一种近似的、半经验的 估计方法，它是根据热力计算公 式，对内燃机各热力参数、指示 参数进行计算，其计算结果的精 确性依赖于大量经验数据的选择 是否恰当，它对内燃机的设计有 一定的指导意义。
实际循环与理论循环区别 燃烧损失
泄漏损失
1、实际工质 2、传热损失和流动损
失
3、换气损失 4、燃烧损失 5、泄漏损失
T =10
本题取 T =10
第二节 内燃机实际工作过程热计算
1、参数选择 • 根据类似柴油机的实验数据和统计资料，结合本柴油机的
具体情况，可以选定：
• （1）过量空气系数： α =1.65 • 高速非增压额定工况的过量空气系数，一般均推荐1.6-
1.9（直接喷射式）,选择的原因如下： • （a）有利于燃烧过程迅速地完成，增加燃烧产物中的二
2)工质为理想气体，其比热容、内能仅与气体的温度和气 体的组成有关。
3)气体流入与流出气缸为准稳定流动，不计流入或流出时 的动能。
4)缸内工质在封闭过程中无泄漏。
第三节 柴油机工作过程数值计算
一. 基本微分方程
第二节柴油机工作过程数值计算
1、能量守恒方程
1、能量守恒方程
（1）
1、能量守恒方程
第二节 柴油机工作过程数值计算
内燃机工作过程数值计算
第一节 概论
第二节 内燃机实际工作过程热计算
第三节 柴油机实际工作过程的数值计算
一. 基本微分方程
二. 气缸内实际工作过程的计算
三. 边界条件的确定
第四节 汽油机实际工作过程的数值计算
第五节 数值计算软件介绍
第二节 内燃机实际工作过程热计算
5.燃烧过程 Hu xHu Qw
推导柴油机燃烧方程式