第二章 内燃机工作指标.ppt

第二章 内燃机的工作指标 概述： 动力性能指标（功率、转矩、转速） 经济性能指标（燃料、润滑油消耗） 运转性能指标（冷起动、噪声、排气） 耐久可靠性指标（大修、更换零件） 第一节 示功图与指示性能指标 一、示功图 1、工作过程 2、示功图：利用不同形式的示功器或内燃机数据采集系统来观察或记录相对于不同活塞位置或曲轴转角时气缸内工质压力的变化，所得结果即为p-V或p-φ示功图。（画图） 二、指示性能指标 特征：以工质对活塞做功为基础 （一）指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内内完成一个工作循环所得到的有用功Wi ,大小可由示功图中闭合曲线所占有的面积求出。 平均指示压力 ，是指单位气缸容积一个循环所做的指示功，单位为Pa。 为发动机气缸工作容积，单位 计算： D和S分别为气缸直径和活塞行程。 理解：平均指示压力是一个假想的平均不变的压力，以这个压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程S所做的功，即为循环的指示功。 有关数据 （二）指示功率 指示功率 :内燃机单位时间内所作的指示功称为指示功率。 公式推导： 在实际应用中，注意单位不同， 推导出，对四冲程发动机： 对二冲程发动机： （三）指示热效率和指示燃油消耗率 定义：指示热效率是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 式中， 为指示功率 ， 为每小时燃油消耗量 ， 为所用燃料的低热值 。 指示燃油消耗率是指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来表示。单位： 指示热效率和指示燃油消耗率的关系： 第二节 有效性能指标 一、机械效率和有效功率 机械损失功率：摩擦功率、附件消耗 有效功率： 机械效率： 有效功率计算： 二、平均有效压力、有效功率和升功率 1、平均有效压力的理解 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作的功等于每循环所做的有效功。 2、关系式： 推导， 平均有效压力值可以反映出发动机输出转矩的大小。 3、升功率 在标定工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 4、国外十佳发动机 （1）BMW AG 3L （2）Daimler Chrysler AG 5.7L （3）General Motors Corps 4.2L （4）Ford Motor Co 6L （5）Honda Motor Co 2L 三、充量系数、过量空气系数 （一）充量系数 若把每循环吸入气缸的空气量换算成进气管状态 的体积 ，其值一般要比活塞排量 小，两者的比值定义为充量系数。 意义：表征实际换气过程完善程度的重要参数 （二）过量空气系数 定义：燃烧1kg燃料的实际空气量与理论空气量之比。 计算： 为单位质量燃料完全燃烧所需的理论空气质量。 对柴油机来说， 总是大于1。 四、有效热效率和有效燃油消耗率 有效热效率是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值 有效燃油消耗率是指单位有效功的耗油量，通常用单位千瓦小时有效功所消耗的燃料克数来表示 。 第三节 机械损失与机械效率 一、机械损失的组成部分 1、活塞与活塞环的摩擦损失 2、轴承与气门机构的摩擦损失 3、驱动附属机构的功率损耗 4、风阻损失 5、驱动扫气泵及增压器的损失 二、机械损失的测定 1、示功图法 2、倒拖法 3、灭缸法 4、油耗线法 第四节 排放指标 一、排放物的浓度 是指排放物在总排气量中所占的比例，常用体积分数来表示。 排放测试仪器 二、质量排放量 单位时间或按某排放标准测定，进行一次测试，在试验期内测出的污染物质量，称为质量排放量。 三、比排放量 内燃机针对单机进行排放测量时，每单位功排出的污染物质量，单位g/(kWh)。 四、排放率 定义为燃烧单位质量的燃料所排放的污染物质量。 第五节 提高内燃机动力性能与经济性能的途径 一、采用增压技术 柴油机：排气涡轮增压器 二、合理组织燃烧过程，提高循环指示效率 三、改善换气过程，提高气缸的充量系数 四、提高发动机的转速 五、提高发动机的机械效率 六、采用二冲程提高升功率 * * *