柴油機熱力循環(huán)和工作原理課件

柴油機熱力循環(huán)和工作原理

一、柴油機理論循環(huán)和實際循環(huán)1.理論循環(huán)的描述2.研究的意義：--用公式說明各參數(shù)的關(guān)系，以明確提高理論循環(huán)熱效率和平均壓力的有效途徑。--確定循環(huán)熱效率的理論極限，以判斷柴油機循環(huán)的完善程度。--利于比較各熱力循環(huán)的經(jīng)濟性和動力性。柴油機熱力循環(huán)和工作原理3.內(nèi)燃機理論循環(huán)的三種基本形式--定容加熱循環(huán)Otto，見圖a。--定壓加熱循環(huán)Diesel，見圖b。--混合加熱循環(huán)Sabathe，見圖c。4.理論循環(huán)熱效率

t的影響因素：--壓縮比

=Va/Vc--壓力升高比

=pz/pc--初期膨脹比

=Vz/Vc柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理--工質(zhì)絕熱指數(shù)k結(jié)論：熱效率隨壓縮比ε、壓力升高比λ、工質(zhì)絕熱指數(shù)k的增加而提高,隨初期膨脹比ρ的增加而降低

。5.理論循環(huán)平均壓力pt的影響因素有：--pa壓縮始點壓力--ql單位工質(zhì)吸入熱量--Ta壓縮始點溫度--

t=1-(λρκ-1)/εk-1[λ-1+kλ(ρ-1)]結(jié)論：平均壓力隨壓縮始點壓力、單位工質(zhì)吸入熱量、及熱效率的提高和壓縮始點溫度的降低而增加.柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理6.三種理論循環(huán)熱效率比較:--若最高爆發(fā)壓力和吸熱量相同,則定壓加熱循環(huán)熱效率最高,混合次之;--若壓縮比和吸熱量相同,則定容加熱循環(huán)熱效率最高,混合次之.柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理實際循環(huán)比理想循環(huán)熱效率低、平均壓力低,是因為它存在許多不可避免的損失:傳熱損失時間損失換氣損失燃燒損失漏泄損失工質(zhì)變化其他損失柴油機熱力循環(huán)和工作原理二、四沖程柴油機工作原理進氣行程壓縮行程燃燒和膨脹行程排氣行程進氣閥一般在活塞到達上止點前打開，下止點后延遲關(guān)閉，進氣持續(xù)角220－2500（CA)自排氣閥在膨脹行程末提前打開，到上止點后關(guān)閉為止，持續(xù)約230－1600（CA)自上止點附近開始燃燒，只到活塞到下止點前結(jié)束，壓力最高升到15MPa，溫度最高升到1800℃自進氣閥關(guān)閉開始壓縮，到上止點為止，壓力增高到3－6MPa，溫度升高到600－700℃，持續(xù)140－1600（CA)柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理總結(jié)：四沖程柴油機每完成一個工作循環(huán)，曲軸要回轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，每個工作循環(huán)中只有膨脹行程是對外做功的；四沖程柴油機的進、排氣閥的啟閉都不正好在上下止點，而是在上、下止點前后某一時刻，開啟持續(xù)角都大于1800（CA）；提前開啟和滯后關(guān)閉都是為了排氣干凈并增加空氣吸氣量，減少排氣耗功；在上止點附近，進氣閥和排氣閥同時開啟，叫做氣閥重疊角。柴油機熱力循環(huán)和工作原理特別要求：會看懂氣閥正時圓圖；理解氣閥重疊角和燃燒室掃氣的意義；知道增壓柴油機和非增壓柴油機氣閥重疊角的比較。

柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理三、二沖程柴油機工作原理（二沖程柴油機都采用廢氣渦輪增壓的方法提高進氣壓力）排、掃氣過程壓縮和燃燒膨脹過程活塞下行，排氣口打開，一段時間后，進氣口打開，直到活塞到BDC后又上行，之后進氣口先關(guān)閉，排氣口再關(guān)閉。自排氣口關(guān)閉后直到上止點為壓縮過程，上止點附近燃燒完畢。燃燒后直到活塞下行至排氣閥打開為膨脹過程。柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理總結(jié)：二沖程柴油機每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)；進氣過程在下死點附近完成，壓縮行程小于1800（CA)，膨脹過程小于900（CA)，排氣過程大于90小于1800（CA)；進氣過程包含在排氣過程中，進氣的同時還可幫助排氣，此稱為掃氣。柴油機熱力循環(huán)和工作原理特別要求：一定要理解為什么二沖程柴油機一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)；會分析二沖程柴油機的定時圓圖；思考二沖程柴油機的壓縮比與四沖程柴油機有何不同？柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)和工作原理二沖程柴油機與四沖程柴油機的比較功率比較相同尺寸和轉(zhuǎn)速時，二沖程功率為四沖程1.6－1.8倍；回轉(zhuǎn)均勻性二沖程柴油機較均勻均勻維修保養(yǎng)二沖程柴油機較簡單換氣質(zhì)量二沖程柴油機較差熱負荷二沖程柴油機較高各自優(yōu)越性提高功率方面，二沖程機優(yōu)越；提高強化程度方面，四沖程機優(yōu)越柴油機熱力循環(huán)和工作原理四、二沖程柴油機的換氣形式換氣形式特點簡單橫流掃氣進排氣口為與氣缸中心線的兩側(cè)回流式掃氣進排氣口在氣缸下部同一側(cè)且排氣口在進氣口的上方半回流掃氣進氣口布置在排氣口的下方及兩側(cè)，氣流在氣缸內(nèi)兼有橫流與回流的特點直流式掃氣氣缸下部均布一圈進氣口，在氣缸蓋上有排氣閥柴油機熱力循環(huán)和工作原理柴油機熱力循環(huán)