汽车发动机原理课件：发动机动力性和经济性评定-有效指标

一、发动机动力性指标１.有效功率Ｐｅ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,这些损失包括以下方面。(１)发动机内部运动零件的摩擦损失。如活塞、活塞环对缸壁的摩擦，曲柄连杆机构轴承的摩擦，气阀机构的摩擦等。这部分损失所占比例最大。(２)驱动附属机构消耗的能量，如驱动水泵、机油泵、喷油泵、风扇、发电机等。(３)泵气损失，指进排气过程所消耗的功，如图1-8中的rb′ar′r，在实际测定时，常将泵气损失与其他损失一起测得。上述各种损失所消耗的功率称为机械损失功率Ｐｍ，指示功率减去机械损失功率，才是发动机对外输出的功率，称为有效功率Ｐｅ(kw)，所以:Pe=Pi-Pm发动机有效功率Pe可由试验测得。２.有效转矩Ttq发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩称为有效转矩Ttq。发动机的有效功率Pe(kW)可以利用各种形式的测功器和转速计分别测出发动机在某一工况下曲轴的输出转矩Ttq及在同一工况下的发动机转速ｎ,按以下公式求得:式中:Ｔtp——发动机转矩(N·m)。ｎ——发动机转速(r/min)。３.平均有效压力Pme平均有效压力Pme(MPa)是发动机单位汽缸工作容积输出的有效功。与平均指示压力相似，平均有效压力可看作是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程曲轴所输出的功，平均有效压力是衡量发动机动力性能的一个重要参数。它与有效功率Pe(kw)之间的关系是:四冲程发动机为:二冲程发动机为:由式(1-21)得:将式(1-20)代入上式得:因此,对于汽缸总工作容积一定的发动机,平均有效压力Pme的大小反映了发动机输出转矩Ｔtq的大小,即

Pme∝Ｔtq也就是说,Pme反映了发动机单位汽缸工作容积输出转矩的大小,Pme值越大。说明单位汽缸工作容积对外输出的转矩越大，做功能力越强。

Pme的一般范围是:汽油机:0.7~1.3MPa。柴油机:0.6~1.0MPa。增压柴油机:0.9~2.2MPa。４.转速ｎ和活塞平均速度Cm提高发动机转速，即增加单位时间的做功次数，从而使发动机体积小、质量轻和功率大。转速ｎ增加，活塞平均速度Cm也增加，n(r/min)与Cm(ｍ/s)的关系为:Cm=Ｓn/30

(1-25)式中:Ｓ——活塞行程，ｍ。为了提高转速又不使Cm过大，由式(1-25)知，可以减小行程Ｓ，即对于高速发动机，在结构上采用较小的行程缸径比(S/D)值，但S/D值小也会造成燃烧室高度减小，燃烧室表面积与容积的比(A/D)值增大，混合气形成条件变差，不利于燃烧，当S/D<1时，常称为短行程。ｎ、Cm、S/D值的大致范围见表1-12。二、发动机经济性指标１.有效热效率ηet有效热效率ηet是发动机的有效功We(J)与所消耗燃料热量Q1之比值，即

ηet=We/Q12.有效燃油消耗率bebe＼[g/(kw·h)]是单位有效功的耗油量(简称有效比油耗)，通常以每千瓦时的耗油量表示，即be=B/Pe×103式中:Ｂ———每小时的耗油量,ｋｇ/ｈ。

Pe———有效功率,ｋＷ。与前述ηit推导方式相同，ηet可以表示为:

ηet、be表征发动机经济性，be是根据实测的Pe和Ｂ计算而得，更有实用意义，而ηet与be成反比，知道其中一值后，可求出另一值。ηet和be的大致范围见表1-13。三、发动机强化指标１.升功率ＰＬ升功率ＰＬ(ｋＷ/Ｌ)是发动机每升工作容积所发出的有效功率，其计算公式为:可见，升功率PL是从发动机有效功率的角度对其汽缸工作容积的利用率做出的总评价,它与Pme和n的乘积成正比,PL值越大,发动机的强化程度越高,发出一定有效功率的发动机尺寸越小,因此,不断提高Pme和n的水平以获得更强化、更轻巧和紧凑的发动机,一直是发动机工作者的奋斗目标,因而PL是评定一台发动机整机动力性能和强化程度的重要指标之一。２.比质量me比质量me(kg/kＷ)是发动机的干质量ｍ与所给出的标定功率之比,即:me＝ｍ/Pe

(1-28)它表征质量利用程度和结构紧凑性。PL和me的大致范围见表1-14。３.强化系数PmeCm平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数，