第01章 发动机的性能.ppt

而1kW·h的功需要消耗的热量为： Hu为燃料的低热值（kJ/kg），则 第四节 发动机经济性和动力性的评定 发动机经济性和动力性指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表了发动机整机的性能，称之为有效指标。 一、发动机动力性能指标 1、有效功率Pe（kW）—指示功率减去机械损失功率，才是发动机对外输出的功率。 Pe=Pi-Pm 机械损失功率Pm包括： 1）发动机内部运动零件的摩擦损失； 2）驱动附属机构的损失； 3）进排气过程的泵气损失。 2、有效扭矩Ttq（N·m）—发动机曲轴输出的扭矩，直接由发动机台架试验测得。 有效功率Pe间接得出： 式中，n—发动机转速（r/min） 3、平均有效压力pme（MPa）—发动机单位气缸工作容积输出的有效功 4、转速n和活塞平均速度Cm 活塞平均速度Cm与转速n的关系为： 发动机曲轴旋转一周，活塞往复移动两个行程，所用时间T为频率n/60的倒数。 n愈高，单位时间作功次数愈多，功率愈大； Cm大，则活塞组的热负荷和曲柄连杆机构的惯性力增大，磨损加剧，容易拉缸，因而受到限制。可用降低活塞行程S的办法提高发动机转速n。 (m/s) 二、发动机经济性能 1、有效热效率?e—发动机的有效功We （kJ）与所消耗燃料热量Q1之比值 2、有效燃料消耗率be—单位有效功率每小时内的耗油量 式中，B—每小时的耗油量（kg/h） Pe—有效功率（kW） 同理，得?e与be关系： 三、发动机强化指标 1、升功率PL和比质量me： 升功率PL （kW/L）是发动机每公升气缸工作容积所发出的有效功率。 比质量me（kg/kW）是发动机的干质量m与所给的标定功率之比。 4、强化系数 平均有效压力pme与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数。它与单位活塞面积的功率成正比。其值愈大，发动机的热负荷和机械负荷愈高。 第五节 发动机的环境指标 发动机的环境指标主要指排气品质和噪声。 一、排放性能 1、排除的主要有害气体 一氧化碳（CO）、各种碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）。 2、排气微粒 指排气中除水以外的、单个颗粒直径大于0.002?m的任何液体或固体微粒。其中。碳为主要成分的固体颗粒形成碳烟，是排气微粒中最主要的成分。 二、噪声 轿车整车噪声规定小于84分贝，发动机噪声较高。 第六节 机械损失 机械损失所消耗的功率占指示功率的10%~30%，各部分机械损失分配情况见表1-1。 一、机械效率—发动机有效功率与指示功率的比。 汽油机0.7~0.9，柴油机0.7~0.85（压缩比高，爆发压力高，机械损失大） 二、机械损失的测定 1、倒拖法 发动机与平衡式电力测功器相连。首先使发动机着火并在给定工况下稳定运转，水温、机油温度正常，即发动机达到热平衡状态，立即断油（柴油机）或断电（汽油机），同时将电力测功器由发动机改为电动机倒拖发动机仍以该转速工况运转，注意尽量保持冷却水和机油温度不变。 电力测功器所测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。 由于倒拖时气缸内压力、温度与着火时不符，因此测量结果往往偏大（活塞、连杆、曲轴等的摩擦损失减少，但工质密度加大，进、排气过程的泵气损失增大，而且倒拖时膨胀过程中工质向气缸壁散热，导致膨胀线与压缩线不重合，处于下方，增加了负功。总的结果仍是机械损失减少），多用于汽油机。 2、灭缸法 仅适用于多缸柴油机。首先将发动机调整到给定工况下稳定工作，测出有效功率，然后，停止向一缸供油，并调整测功器，使发动机转速恢复，再测出有效功率Pe(1)， 两者之差即为停油气缸应发出的指示功率（假设转速不变时，如果冷却水温、机油温度不变，机械损失功率不变）。同法，依次使各缸停油，测出对应的有效功率，可得各缸的指示功率为： 将上列各式相加，得整机指示功率为： 因此，整机的机械损失功率为： 多缸柴油机使用灭缸法的测量误差在较好情况下可以达到5%，但对汽油机，因停缸会使进气情况改变，误差较大，因此汽油机常使用倒拖法。灭缸法也不能用于废气涡轮增压柴油机，因为停缸会引起其它各缸排气情况的改变。 3、油耗线法（又称负荷特性法） 发动机调整至给定转速，逐渐改变油门大小，测出每小时耗油量B随负荷pme变化的关系曲线。 在曲线中找出接近直线的线段，作延长线，直至与横坐标相交，交点与坐标原点的长度即为该转速下的机械损失压力pmm的数值。 此方法假设发动机转速不变时，机械损失和指示热效率都不随发动机负荷增减而变化。机械损失不随发动机转速改变是符合实际的，但对汽油机而言，节气门开度变化极大地影响了气缸内的充气效率，因而影响了指示热效率，所以油耗线法不适用于汽油机，只适用于柴油机，尤其是单缸农用柴油机（不