发动机原理课件2剖析.ppt

3. 比质量 发动机的净质量与它所发出的有效功率的比值称为比质量，用me表示。 （kg/kW） 式中：m——发动机的净质量（kg）。 me表示发动机质量的利用程度和结构的紧凑性，它的大致范围是： 汽油机　1.5～4.0（kg/kW） 柴油机　3.5～8.5（kg/kW） 2.3 机械损失与机械效率 机械损失的组成： 机械摩擦损失：发动机内部运动件的机械摩擦、搅油及空气动力损失。 辅助设备（附件）驱动功率的消耗 泵气损失 1．机械摩擦损失 （1）活塞组件的摩擦 主要由活塞环面、活塞裙面及活塞销三部分的摩擦损失组成。 活塞环的环面受环的自身张力以及环背面气体压力的作用而紧压在缸壁上，与缸壁形成滑动摩擦，而且在活塞运行至上止点附近时由于处于边界润滑状态，摩擦尤甚。 活塞裙面在缸内运动中摩擦损失也较大，但由于其润滑相对比环面充分，与缸壁接触面上的单位面积压力也相对较小。 1．机械摩擦损失 （2）轴承摩擦 主要包括曲轴主轴承、凸轮轴轴承、连杆轴承与各自对应的轴颈之间以及前后主轴承密封装置的摩擦。 其数值受缸内压力影响较小，主要取决于润滑条件、轴颈直径、转速和材质。 1．机械摩擦损失 （3）气门机构摩擦 主要包括凸轮与挺柱、摇臂与气门杆、摇臂轴承等部位的摩擦。其中凸轮与挺柱、摇臂与气门杆等处的接触面由于载荷高、面积小，摩擦损失较大。 另外，该损失随转速有较大变化，尤以低速时为甚。 1．机械摩擦损失 （4）其它损失 主要包括齿轮、链轮、皮带轮传动损失，连杆大头搅机油的损失以及曲轴箱内空气压缩、通风和各机件运动的空气动力损失等。 2．辅助设备（附件）驱动功率的消耗 主要指发动机运转时必不可少的辅助机构，如水泵、风扇、机油泵、喷油泵、调速器、点火装置等所需的驱动功率。这些附件消耗的功率主要随转速及润滑油粘度的上升而加大，与负荷关系较小。 近年来汽车大多增加了空调机、动力转向器等多种装置和设备，从而加大了附属机械功率的消耗。 3．泵气损失 进、排气两个过程中由于工质流动时节流和摩擦等因素造成的能量损失。 机件（如曲柄连杆机构和配气机构）的摩擦损失占有最大的份额，其次为驱动附件设备的功率损失，再次为泵气损失。 柴油机机械损失所占比例一般均较汽油机大。 机械损失分配情况 机械损失名称 占Pm百分比 占Pi百分比 摩擦损失 其中 活塞及活塞环 连杆、曲轴轴环 配气机构 62～75 45～60 15～20 2～3 8～20 驱动各种附件损失 其中 水泵 风扇 机油泵 电器设备 带动机械增压器损失 10～20 2～3 6～8 1～2 1～2 6～10 1～5 泵气损失 10～20 2～4 总功率损失 10～30 机械损失的测定方法 倒拖法 灭缸法 示功图法 发动机的机械效率 机械效率：有效功率与指示功率的比值，用ηm表示，即 机械效率是衡量发动机机械损失的重要指标，研究机械损失的目的是为了寻求提高机械效率的有效途径。 一般机械效率的大致范围是： 汽油机　ηm=0.7～0.9 柴油机　ηm=0.75～0.85 影响机械效率的主要因素 1．转速（活塞平均速度）的影响 机械效率ηm随发动机转速n或活塞平均速度Cm的上升而下降，这是因为当负荷不变而转速上升时： （1）各摩擦副由于相对速度增加而导致摩擦阻力加大； （2）曲柄连杆机构等运动件的惯性力增大，活塞的侧压力和轴承负荷上升而导致摩擦阻力加大； （3）泵气损失、驱动附件消耗的功随之增加，所以机械效率下降。 上述各项因素都使ηm随n的上升而呈下降趋势。以提高转速为手段来强化发动机输出功率时，ηm的降低将成为主要障碍之一。 柴油机ηm值一般比汽油机稍低，这是因为柴油机压缩比较高，运动件质量大，以致缸内压力和惯性力都偏高之故。 发动机转速对机械效率的影响 2．负荷的影响 根据机械效率的定义可知，负荷Pe愈小、ηm愈低。 低负荷时ηm很低，城市用汽车（如公交车）的发动机，因大部分时间处于中、低负荷状态下运行，故降低其机械损失具有十分重要的意义。 发动机负荷对机械效率的影响 3．润滑油温和冷却水温的影响 润滑油温度升高，其粘度将下降，因此，粘性阻力减小，机械损失Pm或pm也减小。 润滑油温取决于冷却水温，水温高则油温高，所以提高水温会使Pm或pm下降。 在冷车起动时，水温、油温均较低，故Pm大。在热稳定状态下，则Pm小。 Pm随油温T的增加而降低，到达一个最低点，超过这一温度，Pm即重新上升。这一最低点略大于润滑油容许温度。 3．润滑油温和冷却水温的影响 因此在发动机使用过程中，应严格保持一定的水