汽车发动机原理课件：实际循环的评定-指示指标

一、指示功Ｗi和平均指示压力Pmi指示功是指汽缸内完成一个工作循环所得到的有用功Ｗi,指示功的大小可以由p-V图中闭合曲线所占有的面积求得,图1-12中示出了四冲程非增压和增压发动机以及二冲程发动机的示功图。图1-12ａ)中四冲程非增压发动机的指示功面积Fi,它是由相当于压缩、燃烧、膨胀行程中所得到的有用功面积F1和相当于进气、排气行程中消耗的功的面积F2(即泵气损失)相减而成,即Fi=F1-F2,在四冲程增压发动机中(图1-12ｂ),由于进气压力高于排气压力,在换气过程中,工质是对外做功的,因此,换气功的面积F2应与面积F1叠加起来,即Fi=F1+F2,在二冲程发动机中(图1-12ｃ),只有一块示功图面积Fi,它表示了指示功的大小。

Fi可用燃烧分析仪通过采集汽缸压力随曲轴转角的变化得到的发动机示功图计算求得，然后用下式计算Wi(Ｎ·ｍ或Ｊ)值。式中:Fi——示功图面积(cm2)；ａ——示功图纵坐标比例尺(Pa/cm)；ｂ——示功图横坐标比例尺(cm3/cm)。

指示功Wi反映了发动机汽缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量，它除了和循环中热功转换的完善程度有关外，还和汽缸容积的大小有关。为了比较不同大小汽缸的做功能力，需要排除尺寸的影响，而引入平均指示压力pmi的概念，平均指示压力pmi(MPa)是发动机单位汽缸工作容积一个循环所做的指示功。即pmi=Wi/VS式中:Wi——指示功(KJ)；

VS——汽缸工作容积(L)。循环指示功可以写为式中:Ｄ——活塞直径(cm)；Ｓ——活塞行程(cm)。由式(1-14)可以引出:假如以一个假想的、大小不变的压力pmi作用在活塞上，使活塞移动一个行程，其所做的功等于循环的指示功，则此假想的压力即为平均指示压力，如图1-13所示。平均指示压力是从实际循环的角度评价发动机汽缸工作容积利用率高低的一个参数，pmi越高,同样大小的汽缸容积可以发出更大的指示功,汽缸工作容积的利用程度越佳。pmi的一般范围见表1-9。２.指示功率Pi发动机单位时间所做的指示功，称为指示功率Pi。设发动机的汽缸数为ｉ，缸径为Ｄ(cm)，行程为Ｓ(cm)，每缸工作容积为VS(L)，转速为ｎ(r/min)，平均指示压力为Pmi(MPa),

则每缸、每循环工质所做的指示功(kJ)为:发动机指示功率(kW)(每秒所做指示功)为:式中:τ—行程数(四冲程τ=4,二冲程τ=2)。四冲程发动机为:二冲程发动机为:三、指示热效率ηit和指示燃油消耗率bｉ指示热效率ηit是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值，即ηit=Wi/Q1式中:Q1—得到指示功Wi(kj)所消耗燃料的热量(kj)指示燃油消耗率bi(简称指示比油耗)是指单位指示功的耗油量，通常以每千瓦时的耗油量表示，当试验测得发动机指示功率Pi(kw)以及每小时耗油量Ｂ(kg/h)后，则指示燃料消耗率bi＼[g/(kw·h)]为

bi=B/Pi×103按热功当量得,1kw·h=3.6×103kj，而1kw·h的功需要消耗的热量是(biHu/1000)(kJ)，其中Hu为燃料的低热值(kJ/kg)，则按ηit的定义