柴油机的工作指标6-1.ppt

第一节 主要工作指标 一、指示指标 二、有效指标 柴油机的性能通常可以从动力性、经济性、运转性(冷车起动、排放性、加速性与加载性等)、可靠性和耐久性等方面加以衡量。本节着重分析动力性和经济性指标。 动力性和经济性指标可以分成指示指标和有效指标两类。 指示指标是以气缸内示功图所表示的工作循环指示功为基础的，它只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，没有考虑各运动副间所存在的摩擦损失，主要用来评定缸内工作循环的完善程度。 有效指标是以在柴油机输出轴上所得到的有效功为基础的；它既考虑热损失也考虑机械损失，它是评定柴油机工作性能的最终指标。 一、指示指标 1、平均指示压力 pi 2、指示功率 Ni 3、指示耗油率 gi 4、指示效率 hi 1.平均指示压力 pi 平均指示压力：假定一个数值不变的压力pi作用在活塞上，在一个膨胀行程内所作的功与一个工作循环的指示功Wi相等(如图6-1)，这个假想的压力pi就称为平均指示压力。 平均指示压力pi也就是一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。它的数值与气缸容积无关，因此可以用pi来比较不同类型和不同气缸尺寸的柴油机气缸工作容积的利用程度。 pi值大，说明其单位气缸工作容积的作功能力大，其工作循环比较完善。所以pi 是评定柴油机工作循环动力性的重要指标 pi = Wi／Vs （Pa）= Wi／Vs×10-6 （MPa） 式中： Wi---柴油机某缸实际循环所作的功（J） Vs---气缸工作容积（m3） 1.平均指示压力 pi 在船舶实践中， pi由测取的p-V示功图经计算得到。 pi 的影响因素主要是循环供油量或负荷大小，其次是燃烧质量。可分述如下: (1)循环供油量(负荷)大，则pi提高，增压度提高， pi提高。 (2)过量空气系数 a （在 a≤2之前)增大，缸内燃烧质量提高，pi提高。但当 a 过高时，因油气浓度过低而使pi下降。 (3)工质混合完善程度提高，pi相应提高。 (4)换气质量提高，pi提高。 (5)燃烧质量提高， pi提高。 由此可知:增压机的pi 高于非增压机，四冲程机pi 高于二冲程机，直流扫气的pi高于弯流扫气。 在标定工况下船用柴油机的平均指示压力pi的数值范围如表1-2所示。 2·指示功率Ni 指示功率是指柴油机气缸内的工质在单位时间内所作的指示功(kW)。 柴油机的每个气缸每个工作循环工质所作的指示功为 Wi=piVs (J) 柴油机一个气缸的指示功率为 Ni′=piVsnm／60 (W)= piVsnm／60000（kW） 式中：pi—平均指示压力，Pa（N／m2） Vs—气缸容积，m3 n—柴油机转速，r／min m—每转工作行程数，四冲程m=1／2；二冲程m=1 整台柴油机指示功率的一般式为 Ni = piVsn m i／60000（kW） 式中： i ---气缸数（如各缸负荷不均匀，则可各缸功率相加） 对既定柴油机Vs和m为定值，为简化计算，令： C = Vs m／60000（C 称为气缸常数，具体计算见P102） ∴ Ni = C pi n i（kW） 3.指示耗油率 gi 指示耗油率 gi：表示每一千瓦小时指示功所消耗的燃油量，单位为kg／kW.h gi=GT／Ni kg／kW.h 式中： Ni—在一定负荷下的指示功率，kW GT—在该负荷下测得的每小时的耗油量，kg／h 指示耗油率是柴油机的经济指标，gi值低表示柴油机耗油量低，经济性好。 目前船用柴油机的gi 统计数据 4.指示效率 hi 根据实测示功图求得每个工作循环工质对活塞所作的指示功 wi 和指示功率 Pi。按照效率定义，柴油机的指示热效率为指示功的热当量与相应消耗的燃料热量之比值，即 hi =wi/Q吸入 式中:Wi--指示功，J； Q吸入--- 为得到指示功Wi而加入气缸内的总热量，J。 ∵ 一千瓦小时功的相当热量为：1000（W）×3600（h）=3600000J=3600kJ ∴ hi=3600／ gi.Hu 式中：燃油的低发热值，通常取Hu =42700 kJ／kg hi 的统计数据 二、有效指标 1、有效功率 Ne和机械效率 hm 2、平均有效压力 pe 3、有效耗油率 ge 4、有效效率 he 有效功：从柴油机曲轴飞轮端测得的功称为有效功，用We表示。也可以说指示功Wi减去机械损失功Wm所剩的功称为有效功，即We=Wi-Wm 有效指标：以曲轴飞轮 所得有效功We为基础的指标称为有效指标。 有效指标真正标志柴油机的作功能力和经济性。