第6讲__发动机工作循环与性能(二)

第6讲发动机工作循环与性能 二 第3节发动机的两类指标第4节机械损失与热平衡 返回 第3节发动机的两类指标一 指示指标实际循环工质对活塞所做的有用功称为指示功 用Wi kJ 表示 指示功可以通过发动机示功图获得 指示指标以工质对活塞做功 即指示功 为基础 用于评价发动机实际循环的好坏 循环的动力性 做功能力 平均指示压力pmi指示功率Pi循环的经济性 指示热效率 i指示燃料消耗率bi1 平均指示压力pmi平均指示压力pmi MPa 是发动机单位气缸工作容积的指示功 评价不同容积发动机的做功能力 单位 功 kJ 体积 L 长度 cm Pmi范围 MPa 汽油机0 8 1 5 柴油机0 7 1 1 增压柴油机1 2 5 第3节发动机的两类指标2 指示功率 kW 3 指示热效率4 指示燃油消耗率g kW h 发动机单位时间内所做的指示功 发动机单位指示功的耗油量 每小时耗油量B kg h 燃料低热值h kJ kg 发动机转速n r min 冲程数 汽油机0 3 0 4205 320柴油机0 4 0 5170 205 第3节发动机的两类指标二 有效指标以曲轴对外输出的功率为基础 代表了发动机整机的性能 整机的动力性 有效功率Pe有效转矩Ttq平均有效压力pme发动机的强化程度 做功能力 发动机转速n和活塞平均速度Cm升功率PL和比质量me强化系数pmeCm整机的经济性 有效热效率 e有效燃料消耗率be1 整机的动力性 1 有效功率Pe和有效转矩Ttq指示功率Pi减去机械损失功率Pm 包括摩擦损失 驱动附件损失和泵气损失 后的对外输出功率为有效功率Pe 2 平均有效压力pme负荷 pme Ttq和油门开度 第3节发动机的两类指标二 有效指标2 发动机的强化程度 1 发动机转速n和活塞平均速度Cm发动机转速n指最高转速 转速高则单位时间做功次数多 轿车汽油机的最高转速高 可达6000 7000rpm Cm大 活塞组的热负荷和曲轴连杆机构的惯性力大 磨损加剧 寿命下降 一般汽油机不超过18m s 柴油机不超过13m s 2 升功率PL和比质量me 提高升功率的主要措施是提高pme和n一般汽油机的升功率要高于柴油机 柴油机增压中冷后接近汽油机水平 第3节发动机的两类指标二 有效指标比质量me kg kW 表征质量利用程度和结构紧凑性 柴油机笨重 3 强化系数pmeCm强化系数越大 一般发动机的热负荷和机械负荷也越大 技术发展趋势是强化程度不断提高 3 发动机的经济性 1 有效热效率 2 有效燃油消耗率g kW h BSFC 第3节发动机的两类指标三 两类指标的测量 1 发动机示功图的测量 2 发动机转矩和转速的测量 3 发动机油耗的测量 体积法和质量法 第4节机械损失与热平衡发动机中的能量转换与传递二 机械损失机械损失是指示功在传递环节损失的部分 机械损失功率Pm平均机械损失压力Pmm机械效率 m m范围 汽油机0 7 0 9 柴油机0 7 0 85 第4节机械损失与热平衡二 机械损失的组成1 摩擦损失占机械损失的2 3 份额最大 包括活塞 活塞环与气缸套间的摩擦损失 以及滑动轴承 主轴承 连杆轴承等 处的摩擦损失 此外还有小部分流体摩擦损失 降低摩擦损失的主要措施 1 减小相对运动副的接触面积 如减小活塞环厚度 滑动轴承宽度等 2 减小运动件的质量 从而减小惯性力和接触面的压力 3 材料与加工技术 4 改善润滑 2 驱动附件损失占机械损失的10 20 配气机构 冷却水泵 润滑油泵和燃油泵 3 泵气损失占机械损失的10 20 实际测量的1 5L的四冲程汽油机在4000r min时各部分机械损失 表2 1机械损失的组成 第4节机械损失与热平衡三 机械损失随工况的变化1 转速n转速n增加 1 各摩擦副的相对速度增大 摩擦损失增加 2 惯性力加大 活塞侧压力和轴承负荷增高 摩擦损失增加 3 泵气损失增加 4 附件功耗增加 2 负荷机械效率随负荷减小而减小 在柴油机中 机械损失功率基本不随负荷变化 而在汽油机中 随负荷减小节气门使泵气损失增加 机械损失功率增加 3 润滑油油品和冷却水温度 冷却水温度关系到燃烧过程和传热损失 同时影响润滑油温度 提高水温 对发动机性能有益 三 机械损失随工况的变化四 机械损失的测定1 倒拖法我国汽车发动机试验标准中规定 应优先采用此法测量机械损失功率 2 停缸法灭第一缸灭第二缸不能用于废气涡轮增压发动机及单缸机 三 机械损失随工况的变化四 机械损失的测定3 油耗线法由指示效率的定义可导出当发动机空转 无负荷 若不随负荷增减而变化时 应有两式相除 得不适合测定汽油机 五 发动机热平衡QT