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1、发动机的性能指标,发动机性能,发动机性能指标包括:经济性、动力性、可靠耐久性、使用维修性、排放噪声性以及加工工艺性等各个方面 工质:能实现热能和机械能相互转换的媒介物质,对车用内燃机来说通常指汽缸内的可燃混合气。如:燃烧前:空气、可燃混合气 燃烧后:CO2和水蒸气工质的功:工质推动活塞移动,称工质对外做功;压缩工质时,外界对工质做功。,气体的膨胀功 W,设在图a所示的气缸中装有 1 kg 气体,气体的体积为 V ,压力为 P ,活塞截面积为 A 。若气体压力大于大气压:气体推动活塞右移,称为气体对活塞做功若推动活塞对气体做功,活塞左移,气体体积缩小,示功图,气体做功量的计算,若气缸中气体的质量
2、为 m ,其总容积为V=mv ,膨胀功为:,第一节,实际循环的评定指示指标,两类指标的比较,指示指标(i)以工质在气缸内对活塞做功为基础,评定实际循环质量的好坏。有效指标(e)以曲轴对外输出的功率为基础,代表整机的性能。,指示指标指示功Wi,定义:在气缸内完成一个循环工质对活塞所做的有用功。,指示指标平均指示压力 pi,Wi :一个实际循环工质对活塞所做的有用功,称为指示功(KJ)Vs :气缸工作容积(L),指示指标平均指示压力 pi,以一个假想的、大小不变的压力作用在活塞上,使活塞移动一个行程,其所做的功等于循环功,则此假想的压力即为平均指示压力 pipi 的物理意义是单位气缸工作容积的指示
3、功,代表了单位气缸工作容积的工作能力,是发动机性能的一个重要评价指标。汽油机 0.7 - 1.3 MPa 柴油机 0.65 - 1.1 MPa 增压柴油机 1.1 - 1.6 MPa,指示指标指示功率 Pi,循环指示功 Wi(J)可以写成:发动机指示功率 Pi(kW):指示功率:发动机单位时间内的指示 功,指示指标指示热效率 i,指示热效率iQi-为得到指示功Wi所消耗燃料的热量指示热效率i 的范围 汽油机 0.25 - 0.4 柴油机 0.43 - 0.5,指示指标指示油耗率 gi( bi ),指示燃料消耗率(简称指示比油耗)是指单位指示功的耗油量单位【g / (kW h)】,指示燃油消耗率
4、 指示热效率 汽油机 205-320 0.25-0.40柴油机 170-200 0.43-0.50指示热效率和指示燃油消耗率的关系:,第二节 发动机的有效指标,有效指标(e)以曲轴对外输出的功率为基础,代表整机的性能。,发动机经济性和动力性有效指标,发动机的指示功率Pi 并不能完全对外输出功在发动机内部的传递过程中,不可避免有损失Pm ,这些损失包括: 运动零件的摩擦损失 驱动附属机构的损失 泵气损失,动力性指标有效功率 Pe(Ne),Pe = Pi Pm Pm 机械损失功率 Pe 有效功率,可由试验求得,动力性有效指标有效转矩 Te,由功率输出轴输出的转矩称为有效转矩Te。它与有效功率Pe(
5、kW)之间的关系是 :,动力性指标平均有效压力( pme ),发动机单位气缸工作容积输出的有效功。与有效功率Pe 之间的关系是:pme值大,说明单位气缸工作容积对外输出的功多,做功能力强,经济性指标有效燃油消耗率ge,有效燃料消耗率(简称油耗)是指单位有效功的耗油量单位【g / (kW h)】汽油机 280360柴油机 220290与指示燃料消耗率的比较,经济性指标有效热效率e,有效热效率e有效热效率e 的范围 汽油机 0.2 - 0.3 柴油机 0.3 - 0.4,动力性指标转速n和活塞平均速度vcm,提高发动机转速(n),即增加单位时间的做功次数,从而使发动机体积小、重量轻和功率大。活塞平
6、均速度vcm:vcm与曲柄连杆机构的惯性力、磨损、寿命相关。一般汽油机不超过18m/s,柴油机 不超过13m/s。,动力性指标转速n和活塞平均速度vcm,n、vcm、S/D值的大致范围是: n(r/min) Cm(m/s) S/D 小客车汽油机 5000-8000 12-15 0.7 - 1.0载货车汽油机 3600-4500 10-13 0.8 - 1.2 增压柴油机 1500-4000 8-12.5 0.9 - 1.3,发动机强化指标,升功率PL (kWL)比质量me (kgkW)强化系数pme Cm (MPa m/s) PL me pmeCm汽油机 30-70 1.1-4.0 8-17汽车柴油机 18-30 2.5-9.0 6-11拖拉机柴油机 9-15 5.5-16 9-15,提高发动机性能的途径,增压技术合理组织燃烧,提高循环指示功率改善换气过程,提高充气效率提高发动机转速提高发动机机械效率,