第一章性能指标与影响因素

1、3 3、汽油机采用电喷的优点？柴油机采用共轨的优点？、汽油机采用电喷的优点？柴油机采用共轨的优点？多学科的综合应用多学科的综合应用 热力学、传热学、燃烧学、流体力学、化学反应动力学、机械学热力学、传热学、燃烧学、流体力学、化学反应动力学、机械学形散而意不散形散而意不散（围绕三个目标，三个环节）（围绕三个目标，三个环节）： 强动力降能耗减排放强动力降能耗减排放燃料燃烧排放燃料燃烧排放能量加入的能量加入的“量量”和能量转化的和能量转化的“质质” 燃料能量转换的效率燃料能量转换的效率动力性经济性指标的表达式动力性经济性指标的表达式多因素、多参数的综合分析：多因素、多参数的综合分析： 一因多果和一果多

2、因一因多果和一果多因优化、折衷、合理匹配的辨证观念优化、折衷、合理匹配的辨证观念发展观点发展观点: 关注新能源关注新能源 新技术新技术 动力的获取和输出；动力的获取和输出；能量的消耗和利用能量的消耗和利用 燃料能量转换的燃料能量转换的“质质”环节；加入整机能量环节；加入整机能量总量的总量的“量量”环节环节第一章第一章 性能指标与影响因素性能指标与影响因素示功图（四冲程）示功图（四冲程）：压缩与燃烧膨：压缩与燃烧膨胀冲程所作功之代数和胀冲程所作功之代数和：进气与排气冲：进气与排气冲程所作功之代数和程所作功之代数和动力过程功理论泵气功动力过程功理论泵气功(不考虑泵气损失不考虑泵气损失)动力过程功泵

3、气过程功动力过程功泵气过程功(考虑泵气损失考虑泵气损失)忽略流动阻力忽略流动阻力, 进、排气冲程压力进、排气冲程压力所作功之代数和。自然吸气发动所作功之代数和。自然吸气发动机进、排气压力相同（等于大气机进、排气压力相同（等于大气压力），即理论泵气功为零压力），即理论泵气功为零由于流动存在阻力，进气压力低由于流动存在阻力，进气压力低于大气压，排气压力高于大气压于大气压，排气压力高于大气压力，造成进气和排气流动损失功，力，造成进气和排气流动损失功，两者之和为实际泵气功两者之和为实际泵气功 W2+W3 负功负功 （实际泵气功（实际泵气功 理论理论泵气功）泵气功） W2+W3 负功负功自然吸气发动机作

4、功分析：自然吸气发动机作功分析：忽略流动阻力忽略流动阻力, 进、排气冲程压力进、排气冲程压力所作功之代数和。自然吸气发动所作功之代数和。自然吸气发动机进、排气压力相同（等于大气机进、排气压力相同（等于大气压力），即理论泵气功为零压力），即理论泵气功为零由于流动存在阻力，进气压力低由于流动存在阻力，进气压力低于大气压，排气压力高于大气压于大气压，排气压力高于大气压力，造成进气和排气流动损失功，力，造成进气和排气流动损失功，两者之和为实际泵气功两者之和为实际泵气功 W2+W3 负功负功 （实际泵气功（实际泵气功 理论理论泵气功）泵气功） W2+W3 负功负功W1+W3(W1+W3)-(W2+W3)

5、=W1-W2n 理论泵气功理论泵气功n 实际泵气功实际泵气功 W2 正功正功n 泵气损失功泵气损失功 W2- 阴影面积阴影面积 负功负功n (总总)指示功指示功 W1(pb-pk) Vsn 净指示功净指示功 W1+W2功率功率(Power), 转矩转矩(Torque), 转速转速(Revolution/Speed)有效平均压力有效平均压力(Brake Mean Effective Pressure, BMEP)有效燃料消耗率有效燃料消耗率(Brake Specific Fuel Consumption, BSFC)机机油消耗率油消耗率(Oil/Lubricant Consumption)碳氢碳

6、氢(HC), 一氧化碳一氧化碳(CO), 氮氧化物氮氧化物(NOx),二氧化碳二氧化碳(CO2)颗粒物颗粒物(Particulate Matter, PM), 干碳烟干碳烟(Dry Soot, DS)噪声振动冲击噪声振动冲击 (Noise Vibration Harshness, NVH)可靠性或耐久性可靠性或耐久性(Robust/Reliability, Durability)检测检测/维护维护(Inspection/Maintenance, I/M) meiWWWmemfmWWWpmemfmWWWW21iWWWmeiWWW31iWWW：单位气缸工作容积所作的循环指示功单位气缸工作容积所作的

7、循环指示功n 循环指示功可以认为是循环指示功可以认为是p pmimi作用在活塞上，使活塞移动一个冲程所作功作用在活塞上，使活塞移动一个冲程所作功n 指示平均压力反映发动机作功能力的大小和强指示平均压力反映发动机作功能力的大小和强化程度。化程度。32104SDpVpWmiSmii30260niVPinWPsmiii60niVPPsmii120niVPPsmii310iiPBbubiiHgW：单位气缸工作容积所作的有效功。单位气缸工作容积所作的有效功。ubeeHgW310eePBb指示指标与有效指标的比较：指示指标与有效指标的比较：1. 以工质对活塞作功为计算基准的指标称为以工质对活塞作功为计算基

8、准的指标称为n 基于示功图算出，直接反映基于示功图算出，直接反映燃烧和热力循环组织的好坏燃烧和热力循环组织的好坏n 用于理论分析和科研用于理论分析和科研2. 以曲轴输出功为计算基准的指标称为以曲轴输出功为计算基准的指标称为n 由试验测出，直接反映产品由试验测出，直接反映产品最终最终性能性能n 用于产品开发、生产和使用当中用于产品开发、生产和使用当中 PL单位发动机排量发单位发动机排量发出的功率出的功率 ( (评价气缸容积利用程度和紧凑性评价气缸容积利用程度和紧凑性) ) PL= Pe / Vs (kW/L)n me单位有效功率所占发动机质量单位有效功率所占发动机质量 ( (评价轻量化和紧凑性评

9、价轻量化和紧凑性) ) me= m / Pe (kg/kW) Ve单位有效功率所占发动机的体积单位有效功率所占发动机的体积 ( (评价紧凑性评价紧凑性) ) Ve= V / Pe (m3/kW)nsV2m 2mMVn 发动机转速与活发动机转速与活塞速度不完全是一个塞速度不完全是一个概念！概念！n 活塞平均速度越活塞平均速度越高，说明发动机强化高，说明发动机强化度越高度越高 ubeeHgW(kW)ueteHBP(kW)ummeteHGP0理论1kg实际供给1kglla空气量燃料完全燃烧需要的的空气量燃料燃烧）（国外用0a)(lFAl混合气中燃料质量混合气中空气质量或)(110alAFssacVm

10、每缸每循环每缸每循环实际吸入实际吸入缸内的新鲜空气量缸内的新鲜空气量与与按进气系按进气系统前状态计算而得的统前状态计算而得的理论理论充气量充气量之比之比(75%-90%)ub1cHgQ 1itQW iemWW ubemitmtcetHgW)2)()(ssssc0aumtcummeteinTRpVlHHGPuetumitumtce111HHHb动力过程功：动力过程功：压缩与燃烧膨胀冲压缩与燃烧膨胀冲程所作功之代数和程所作功之代数和泵气过程功：泵气过程功：进气与排气冲程所进气与排气冲程所作功之代数和作功之代数和忽略流动阻力忽略流动阻力, 进、排气冲程压力进、排气冲程压力所作功之代数和。自然吸气发动

11、所作功之代数和。自然吸气发动机进、排气压力相同（等于大气机进、排气压力相同（等于大气压力），即理论泵气功为零压力），即理论泵气功为零由于流动存在阻力，进气压力低由于流动存在阻力，进气压力低于大气压，排气压力高于大气压于大气压，排气压力高于大气压力，造成进气和排气流动损失功，力，造成进气和排气流动损失功，两者之和为实际泵气功两者之和为实际泵气功 W2+W3 负功负功 （实际泵气功（实际泵气功 理论理论泵气功）泵气功） W2+W3 负功负功W1+W3(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2要求掌握：要求掌握：1. 1. 基本概念基本概念各种功；平均压力；空燃比各种功；平均压力；空燃比/ /过量空气系数过量空气系数/