第三章第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)

第三章第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)第一頁，共十八頁，2022年，8月28日工作過程→發(fā)動(dòng)機(jī)性能→汽車某些性能第二頁，共十八頁，2022年，8月28日第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)

衡量發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)有動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性能、可靠性、運(yùn)行舒適性、壽命和維修保障等。一、指示指標(biāo)

指示指標(biāo)不受動(dòng)力輸出過程中機(jī)械摩擦和附件消耗等各種外來因素影響，直接反映由燃燒到熱功轉(zhuǎn)換的工作循環(huán)進(jìn)行的好壞。

主要有：指示功和平均指示壓力、指示功率用來評定實(shí)際循環(huán)動(dòng)力性的好壞；指示熱效率和指示燃油消耗率用來評定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。第三頁，共十八頁，2022年，8月28日一、指示功和平均指示壓力pmi1.指示功Wi:一個(gè)實(shí)際循環(huán)工質(zhì)對活塞所做的有用功。Wi=Aix

axb

（N?m或J)Ai—示功圖面積（cm2）a—示功圖縱坐標(biāo)比例尺（KPa/cm）b—示功圖橫坐標(biāo)比例尺（dm3/cm）2.平均指示壓力pi

：發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積一個(gè)循環(huán)所做的指示功。相當(dāng)于一個(gè)假想的平均不變的壓力，以這個(gè)壓力作用在活塞上，使活塞移動(dòng)一個(gè)沖程s，做功Wi。從實(shí)際循環(huán)角度來評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸工作容積利用率高低的一個(gè)參數(shù)，pi越高，氣缸工作容積利用率越高。

第四頁，共十八頁，2022年，8月28日第五頁，共十八頁，2022年，8月28日由此，可以更加清楚地對不同發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)的熱功率轉(zhuǎn)換有效程度進(jìn)行比較。（排除尺寸影響）pi=Wi/VsWi:指示功，J；Vs:每缸工作容積，L以下是各種發(fā)動(dòng)機(jī)的指示壓力范圍

汽油機(jī)0.8~1.5MPa

柴油機(jī)

0.7~1.1MPa

增壓柴油機(jī)1~2.5MPa第六頁，共十八頁，2022年，8月28日2、指示功率Ni

1.定義：內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間所做的指示功。

2.公式：Ni=Wi(2n/(60τ))i

=

piVsni/30τ(kW)

式中：Wi–每缸每循環(huán)工質(zhì)所做的指示功(kJ)；

pi–平均指示壓力(MPa)；

n—轉(zhuǎn)速(r/min)；

τ—沖程數(shù)；

i—?dú)飧讛?shù)；

Vs—每缸工作容積(L)。第七頁，共十八頁，2022年，8月28日3、指示燃油消耗率gi和指示熱效率ηi1.指示燃油消耗率gi

定義：單位指示功的耗油量（g/kW·h）

公式：

gi=(GT/Ni)×103

式中：GT—每小時(shí)燃油消耗量（kg/h）；

Ni—指示功率（kW）

2.指示熱效率ηi定義：實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量的比值。

公式：ηi=Wi/Q式中：Q—得到指示功Wi所消耗的熱量（kJ）。第八頁，共十八頁，2022年，8月28日按熱功當(dāng)量得，1kW·h=3.6103kJ

,而1kW·h的功需要消耗的熱量是（gihn/1000）（kJ），則：

ηi=3.6×106/gihn

式中：hn—所用燃料的低熱值（kJ/kg），

gi—單位指示功的耗油量（g/kW·h）。

gi、ηi是評定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。第九頁，共十八頁，2022年，8月28日二、有效指標(biāo)

（一）動(dòng)力性指標(biāo)1.有效功率和機(jī)械損失功率物理意義：以曲軸對外輸出功為基礎(chǔ)，代表內(nèi)燃機(jī)的整機(jī)性能。有效功率Ne--從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上輸出的凈功率

Ne=Ni－NmNm：機(jī)械損失功率，它包括：①摩擦損失（50~60%）如連桿和曲軸軸承、配氣機(jī)構(gòu)、活塞及活塞環(huán)等之間的摩擦損失。第十頁，共十八頁，2022年，8月28日②驅(qū)動(dòng)氣門機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇、機(jī)油泵、發(fā)電機(jī)等附件所消耗的功率。（10~20%）③泵氣損失（10~20%）指進(jìn)排氣過程消耗的功。2.機(jī)械效率機(jī)械效率ηm是有效功率Ne與指示功率Ni之比。 ηm=Ne/Ni3.有效轉(zhuǎn)矩Me（N·m）—由功率輸出軸輸出的轉(zhuǎn)矩。它代表了發(fā)動(dòng)機(jī)克服負(fù)荷的能力。Ne=Me.2πn/60×10-3(kW)Me=30Ne/πn×103(Nm)式中：n—發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。第十一頁，共十八頁，2022年，8月28日3.平均有效壓力pe—發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出的有效功（MPa）。

平均有效壓力pe

pe值大，說明單位工作容積輸出的功多，做功能力強(qiáng)。輸出轉(zhuǎn)矩變大。它是評定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的重要指標(biāo)。Pe的一般范圍是：汽油機(jī)0.7~1.3MPa柴油機(jī)0.6~1.0MPa增壓柴油機(jī)0.9~2.2MPa第十二頁，共十八頁，2022年，8月28日4.轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度Cm

提高n，可增加單位時(shí)間的做功次數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、重量輕和功率大。Cm大，則活塞組的熱負(fù)荷和曲軸連桿機(jī)構(gòu)的慣性力均增大，磨損加劇，壽命下降。Cm已成為表征發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度的參數(shù)。一般汽油機(jī)不超過18m/s，柴油機(jī)不超過13m/s。為了提高n又不使Cm過大，可減小活塞行程S。

第十三頁，共十八頁，2022年，8月28日二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1.有效燃油消耗率ge定義：單位有效功的耗油量[g/(kW·h)]公式：

ge=(GT/Ne)×103(g/Kw.h)GT——每小時(shí)耗油量，kg/hNe——有效功率，Kw.2.有效熱效率ηe定義：實(shí)際循環(huán)的有效功We與相應(yīng)消耗的熱量Q1之比值。公式：ηe=We/Q1機(jī)械效率：ηe=3.6/gehn×106第十四頁，共十八頁，2022年，8月28日（三）強(qiáng)化指標(biāo)1.發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化系數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化系數(shù)是平均有效壓力與活塞平均速度的乘積。它與活塞單位面積的功率成正比。其值越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷愈高。第十五頁，共十八頁，2022年，8月28日2.升功率和比質(zhì)量①升功率NL定義：在標(biāo)定工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。公式：NL=Ne/Vsi=peVsi

n/(30τVsi)×10-3=pen/30τ×10-3(Kw/L)升功率NL是從發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的角度對其氣缸工作容積的利用率作總的評價(jià)，也是評定一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力性能和強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)之一。第十六頁，共十八頁，2022年，8月28日②比質(zhì)量me：是發(fā)動(dòng)機(jī)的凈質(zhì)量與所給出的標(biāo)定功率之比。它表征質(zhì)量利用程度和結(jié)構(gòu)緊湊性。ηe和be的大致范圍是：ηebe[g/(kW?h)]汽油機(jī)0.25~0.3270~325柴油機(jī)