第1章_性能指标与影响因素修改.ppt

一、指示功、有效功和机械损失功 指示功：发动机在一个工作循环内，缸内工质在无泵气损失条件下对活塞所做的功。用Wi表示。 四冲程发动机：Wi=W1+W3 四冲程增压发动机：Wi=W1+（pb-pk）Vs 机械损失功Wm=Wf+We+Wp Wf:机械摩擦损失功 We：附件消耗功 Wp：泵气损失功 有效平均压力 有效平均压力：单位气缸工作容积所致的有效功。 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所做的功等于每循环所做的有效功 。用pme表示 机械损失平均压力：pmm pmm :机械损失平均压力，Vs：气缸排量；Wm：机械损失功 3.指示效率、有效效率和机械效率 指示热效率：燃料化学能转换为指示功Wi的能量转换效率，即 式中， 为指示热效率； 为所用燃料的低热值（kJ/kg） 单缸每循环燃油消耗量gb（kg） 有效效率：燃料化学能转换为曲轴输出功We的能量转换效率 式中， 为指示热效率； 为所用燃料的低热值（kJ/kg） 单缸每循环燃油消耗量gb（kg） 机械效率：指示功Wi，在支付机械损失功Wm后，变为曲轴有效输出功We的能量转换效率。 4.指示燃料消耗与有效燃料消耗 指示燃油消耗率：单位指示功的耗油量，通常用单位千瓦小时指示功的耗油量克数[g/(kW·h)]来表示。 B整机燃料消耗率，kg/h;Pi为指示功率，kW 4.指示燃料消耗率与有效燃料消耗率 有效燃料消耗率： B整机燃料消耗率，kg/h;Pe为有效功率，kW 因为 动力性指标之间的关系 燃料及可燃混合气的热值 1.燃料低热值：单位质量燃料在标准状态（T：298K,P：101.3kPa）下，定压或定容完全燃烧所能放出的热量，即反应热。燃料燃烧时，燃烧产物H2O以气态排出，其气化潜热未能释放时的热量叫低热值，用Hu表示。 2.可燃混合气热值：单位质量或单位体积的可燃混合气在标准状态下定压或定容完全燃烧时的低热值。 例题 一台4缸四冲程火花塞点火发动机（缸径D=80mm，冲程S=76.5mm）节气门全开时在台架上的测量结果如下：转速n=5900r/min，有效转矩Ttq=107.1N?m，指示平均压力pmi=1.19MPa，计算 1)指示功Wi 2）指示功率Pi和有效功率Pe 3）有效平均压力pme 4)机械效率ηm 5）机械损失功率Pm和机械损失平均压力pmm 解：1)指示功Wi Vs=i?(πD2/4)?S=4x ?(π0.82/4)?0.765=1.5381(L) 2）指示功率Pi和有效功率Pe 3）有效平均压力pme 4)机械效率ηm 5)机械损失功率Pm和机械损失平均压力pmm 例2 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪 些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它 们之间的关系是什么？ 答：（1）指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性 能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标，能表示曲轴的有效输出。 （2）动力性能指标：功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。 （3）功率：内燃机单位时间内做的有效功。转矩：力与力臂之积。转速：内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550 （4）经济性能指标：有效热效率，有效燃油消耗率be。 （5）有效热效率:实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量之比值。 ηet=We/Q1 有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量。关系：be=3.6*106/ηet.Hu 由功与功率的关系求 功We 转矩 (N.m) 角速度(rad/s) 动力性指标之间的关系 由转速、转矩和功率功率的关系求功率Pe 对于某一发动机，转矩和有效平均压力都反映负荷（load）的大小 循环时间 有效效率： Effective efficiency Fuel mass flow 燃料流量 (kg/s) Low heat value 低热值 (kJ/kg) Indicated efficiency 经济性指标 有效燃料消耗率： BSFC 指示效率： 指示燃料消耗率： ISFC E.g. 求油耗： 比功率 (升功率, power density) PL—单位发动机排量发出的功率 (评价气缸容积利用程度和紧凑性) PL= Pe / Vs (kW/L) 比质量 me—单位有效功率所占发动机质量 (评价轻量化和