第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能

1、第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)動(dòng)機(jī)的性能Engine Performance第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)第二節(jié)第二節(jié) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的指示性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的指示性能指標(biāo)第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo)第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失和機(jī)械效率機(jī)械損失和機(jī)械效率第六節(jié)第六節(jié) 熱平衡熱平衡作業(yè)題及復(fù)習(xí)題作業(yè)題及復(fù)習(xí)題第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)將非常復(fù)雜的實(shí)際工作過程加以抽象簡(jiǎn)化，忽略一些次要影響因素，并對(duì)其中變化復(fù)雜、難于進(jìn)行細(xì)致分析的物理、化學(xué)過程如可燃混合氣的準(zhǔn)備與燃燒過程等進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，得到便于進(jìn)行定量分

2、析的循環(huán)，稱發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)。p1一、三種基本理論循環(huán)一、三種基本理論循環(huán): p1 p61、研究理論循環(huán)的目的、研究理論循環(huán)的目的: p11)確定循環(huán)熱效率的理論極限確定循環(huán)熱效率的理論極限，以判斷實(shí)際發(fā)，以判斷實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和工作過程進(jìn)行的完善程度以及動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和工作過程進(jìn)行的完善程度以及改進(jìn)潛力。改進(jìn)潛力。2)分析比較發(fā)動(dòng)機(jī)分析比較發(fā)動(dòng)機(jī)不同熱力循環(huán)方式不同熱力循環(huán)方式的經(jīng)濟(jì)性的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。和動(dòng)力性。3) 確定提高確定提高以理論以理論循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率為代表的經(jīng)濟(jì)性為代表的經(jīng)濟(jì)性和和以以平均壓力平均壓力為代表的動(dòng)力性為代表的動(dòng)力性的基本途徑。的基本途徑。1 假定工質(zhì)為定比熱容的理想

3、氣體理想氣體；2 不計(jì)吸氣和排氣過程，假設(shè)工質(zhì)是在閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng)中作封閉循環(huán)；3 壓縮、膨脹過程簡(jiǎn)化為絕熱等熵過程絕熱等熵過程；4 把燃燒過程看作是外界對(duì)工質(zhì)的加熱過程，簡(jiǎn)化為等等容加熱過程容加熱過程或或等壓加熱過程等壓加熱過程；5 排氣中的實(shí)際放熱過程簡(jiǎn)化為等容放熱等容放熱過程；6 忽略過程損失，把循環(huán)的每一過程都假定為可逆過程可逆過程，即假設(shè)循環(huán)過程為可逆循環(huán)可逆循環(huán)。簡(jiǎn)化原則為簡(jiǎn)化原則為: : p1理解！3、發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)：、發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)： 發(fā)動(dòng)機(jī)理論循環(huán)的三種形式：a) c)高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 汽油機(jī)汽油機(jī) 高增壓和低速大型柴油高增壓和低速大型柴油機(jī)機(jī)補(bǔ)充：補(bǔ)充： 熵的定義：

4、熵是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，其定義為：其中：dq表示1千克工質(zhì)在可逆過程中自外界吸入的熱量。二、二、循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率：p2p41、循環(huán)熱效率、循環(huán)熱效率(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱熱效率熱效率) ：p21212111QQQQQQWt式中：式中： 工質(zhì)所做工質(zhì)所做循環(huán)功（循環(huán)功（J） 循環(huán)加熱量（循環(huán)加熱量（J） 工質(zhì)在工質(zhì)在循環(huán)中放出的熱（循環(huán)中放出的熱（J）tW1Q2Q評(píng)定循環(huán)評(píng)定循環(huán)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性理論循環(huán)是用循環(huán)熱效率和循環(huán)平均壓理論循環(huán)是用循環(huán)熱效率和循環(huán)平均壓力來評(píng)定。力來評(píng)定。 ) 1() 1(111001ppkpkctk111kct) 1(111001kkkct 101p tc) 1 (t0)2(tp)3(

5、分析條件：分析條件：循環(huán)總加熱量不變。循環(huán)總加熱量不變。tc) 1 (t0)2(tc) 1 (t) 1 ( 從理論循環(huán)的分析可知，提高壓縮比從理論循環(huán)的分析可知，提高壓縮比c和和壓力升高比壓力升高比p對(duì)提高循環(huán)熱效率對(duì)提高循環(huán)熱效率t起著有利的起著有利的作用，但發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件作用，但發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件約束和限制約束和限制循循環(huán)熱效率提高。環(huán)熱效率提高。、發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作條件對(duì)循環(huán)熱效率提高的約束和限制約束和限制： p341)零件的強(qiáng)度和可靠性的限制零件的強(qiáng)度和可靠性的限制 2)機(jī)械效率的限制機(jī)械效率的限制3)燃燒方面的限制燃燒方面的限制 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和壓力升高比見發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和壓力升高比

6、見p4。1、循環(huán)平均壓力循環(huán)平均壓力 ： p4stVWp tp評(píng)定循環(huán)的動(dòng)力性(kPa)式中： 循環(huán)所做的功（J） 氣缸工作容積（L）WsV三、循環(huán)三、循環(huán)平均壓力平均壓力：p41）混合加熱循環(huán)平均壓力公式）混合加熱循環(huán)平均壓力公式tPPdeckctkkpp)1() 1(110）等容加熱循環(huán)平均壓力公式）等容加熱循環(huán)平均壓力公式1）混合加熱循環(huán)平均壓力公式）混合加熱循環(huán)平均壓力公式tPdeckctkpp) 1(11 混合加熱循環(huán)的平均壓力隨進(jìn)氣終點(diǎn)壓力、壓縮比、壓力升高比、預(yù)脹比、絕熱指數(shù)和循環(huán)熱效率的增大而增大。p4dep：進(jìn)氣終點(diǎn)的壓力 (kPa)tPdeckctkkpp) 1(110四、

7、三種基本循環(huán)的比較：四、三種基本循環(huán)的比較：p4p6111ct) 1(111001ct) 1() 1(111001pppct 循環(huán)名循環(huán)名稱稱循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率循環(huán)特點(diǎn)循環(huán)特點(diǎn)等容加等容加熱循環(huán)熱循環(huán) 加熱過程在等容條件下很快完成，加熱過程在等容條件下很快完成，熱效率僅與壓縮比有關(guān)熱效率僅與壓縮比有關(guān)等壓加等壓加熱循環(huán)熱循環(huán) 加熱過程在等壓條件下緩慢完成，加熱過程在等壓條件下緩慢完成，負(fù)荷的增加使得熱效率下降負(fù)荷的增加使得熱效率下降混合加混合加熱循環(huán)熱循環(huán)介于上述兩者之間介于上述兩者之間表表11 三種理論循環(huán)的比較三種理論循環(huán)的比較1、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比較、壓縮比及加熱量分別相同時(shí)比

8、較 p5c壓縮比壓縮比 相同相同加熱量加熱量 相同相同初態(tài)初態(tài)1 1相同相同tptmtv 等容加熱循環(huán)熱效率最高，而等壓加熱循環(huán)的等容加熱循環(huán)熱效率最高，而等壓加熱循環(huán)的均最低。欲提高混合加熱循環(huán)的熱效率均最低。欲提高混合加熱循環(huán)的熱效率 ，應(yīng)增加混，應(yīng)增加混合加熱循環(huán)的等容部分。合加熱循環(huán)的等容部分。1Q2 2、加熱量及、加熱量及循環(huán)的最高壓力分別相同循環(huán)的最高壓力分別相同時(shí)比較時(shí)比較加熱量加熱量 相同相同初態(tài)初態(tài)1 1相同相同循環(huán)的最高壓力相同循環(huán)的最高壓力相同tptmtv1QvmpTTT 對(duì)于高增壓柴油機(jī)，為了得到較高的熱效率，對(duì)于高增壓柴油機(jī)，為了得到較高的熱效率，宜按等壓加熱循環(huán)工作

9、。宜按等壓加熱循環(huán)工作。3、汽、柴油機(jī)負(fù)荷變化、汽、柴油機(jī)負(fù)荷變化(不同加熱量不同加熱量)時(shí)的對(duì)比：時(shí)的對(duì)比： 柴油機(jī)柴油機(jī)：由于噴霧壓燃后邊噴油邊燃燒,當(dāng)負(fù)荷下降時(shí)負(fù)荷下降時(shí)，噴油時(shí)間縮短，但初期相當(dāng)于等容燃燒的部分變化不大。這相當(dāng)于p基本不變而 減小，則t提高提高。0汽油機(jī)汽油機(jī)：點(diǎn)火后傳播燃燒且無論負(fù)荷大小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x不變。當(dāng)負(fù)荷下降時(shí)當(dāng)負(fù)荷下降時(shí)，燃燒速度降低，燃燒時(shí)間加長(zhǎng)。這相當(dāng)于p下降而 上升，則t降低降低。0第二節(jié)第二節(jié) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí) 際循環(huán)際循環(huán)1、進(jìn)氣過程、進(jìn)氣過程 圖圖a）2、壓縮過程、壓縮過程 圖圖b）3、燃燒

10、過程、燃燒過程 圖圖c）4、膨脹過程、膨脹過程 圖圖c）5、排氣過程、排氣過程 圖圖d）1、實(shí)際工質(zhì)的影響、實(shí)際工質(zhì)的影響 實(shí)際工質(zhì)影響引起的損失：實(shí)際工質(zhì)影響引起的損失：2、換氣損失、換氣損失 換氣損失：換氣損失：3、燃燒損失、燃燒損失 非瞬時(shí)燃燒損失非瞬時(shí)燃燒損失 和補(bǔ)燃損失：和補(bǔ)燃損失： 提前排氣損失：提前排氣損失：4、傳熱損失、傳熱損失 傳熱、流動(dòng)傳熱、流動(dòng) 損失：損失：5、缸內(nèi)流動(dòng)損失、缸內(nèi)流動(dòng)損失二、發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較二、發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較WbWrWkWzW圖圖112 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與理論循環(huán)的比較a) 柴油機(jī)柴油機(jī) b) 汽油

11、機(jī)汽油機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)的指示性能指標(biāo)是指的指標(biāo)，簡(jiǎn)稱指示指標(biāo)。 指示指標(biāo)表征工質(zhì)在汽缸內(nèi)部經(jīng)歷的循環(huán)的完善程度，以工質(zhì)在汽缸內(nèi)對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)由燃燒到熱功轉(zhuǎn)換工作循環(huán)評(píng)價(jià)由燃燒到熱功轉(zhuǎn)換工作循環(huán)進(jìn)行的質(zhì)量進(jìn)行的質(zhì)量。是從從示功圖示功圖測(cè)量計(jì)算得出測(cè)量計(jì)算得出的。 指示功指示功是指氣缸內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)所得到的有用功Wi。指示功的大小可以由pV圖中閉合曲線所占有的面積求得。610abFWii式中： Fi 示功圖面積，cm2；可以用求積儀或計(jì)算方法求得 a 示功圖縱坐標(biāo)比例尺，Pacm； b 示功圖橫坐標(biāo)比例尺，cm3cm。（J或Nm）21FFFi21FFFi 平均指示壓力平均指示壓力是指單位氣缸

12、容積是指單位氣缸容積一個(gè)循環(huán)所作的指示功一個(gè)循環(huán)所作的指示功(Pa) 。simiVWp式中， Wi 發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的指示功，J； Vs 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積，m3。 若Vs用L為單位，Wi用kJ為單位，則pmi (MPa) 42SDpVpWmismii式中， D和S分別為氣缸直徑和活塞行程 平均指示壓力平均指示壓力可以設(shè)想為一個(gè)恒定的壓力作用于活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)行程所作的功，即循環(huán)的指示功Wi 。 平均指示壓力平均指示壓力是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)動(dòng)力性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。圖圖115 指示功與平均指示壓力指示功與平均指示壓力 二二 、指示功率：指示功率： 指示功率指示功率Pi ：發(fā)動(dòng)機(jī)單位

13、時(shí)間內(nèi)所作的指示功。30n iVpPsmii若：一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)i，每缸的工作容積Vs (L) ，平均指示壓力為pmi (MPa ) ，轉(zhuǎn)速n(r/min)，沖程數(shù)。(kw )三、指示熱效率和指示燃油消耗率三、指示熱效率和指示燃油消耗率發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。1QWiit式中， Q1 得到指示功Wi所消耗的熱量( J) 。 對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，若測(cè)得其指示功率Pi (kW)、每小時(shí)燃油消耗量B(kg/h) ，則：BHuPiit3106 . 3式中，3.6l03 1kWh的熱當(dāng)量，kJ/(kWh)； B 每小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量，kg/h； Hu 所用燃料的低熱值，kJ/kg。 指示

14、燃油消耗率指示燃油消耗率g(kWh)：指單位指示功的耗油量。通常以單位指示千瓦小時(shí)的耗油量來表示：iiPBb1000 表示實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)it和bi之間存在著以下關(guān)系：uit iHb6106 . 3一般內(nèi)燃機(jī)的it和bi的統(tǒng)計(jì)范圍如下： it big(kWh) -1四沖程柴油機(jī) 0.4l0.48 210175二沖程柴油機(jī) 0.400.48 218177 四沖程汽油機(jī) 0.250.40 344218二沖程汽油機(jī) 0.190.27 435305 從統(tǒng)計(jì)范圍可以看出：柴油機(jī)的指示熱效率高于汽油機(jī)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo)以曲

15、軸輸出功為計(jì)算基礎(chǔ)以曲軸輸出功為計(jì)算基礎(chǔ)的性能指標(biāo)，稱為有效性能指標(biāo)，有效性能指標(biāo)，簡(jiǎn)稱有效指標(biāo)。有效指標(biāo)。 有效指標(biāo)被用來有效指標(biāo)被用來直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際直接評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作性能工作性能的優(yōu)劣。的優(yōu)劣。一、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)一、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)1、有效功和有效功率、有效功和有效功率 有效功有效功：發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)曲軸輸出的單缸功量 。eWmieWWW式中： Wi 循環(huán)凈指示功 Wm 循環(huán)實(shí)際機(jī)械損失功 有效功率有效功率miePPP式中：式中： Pi 指示功率指示功率 Pm 實(shí)際機(jī)械損失功率實(shí)際機(jī)械損失功率( kw ) 機(jī)械損失機(jī)械損失: 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦損失；發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦損失； 驅(qū)動(dòng)附件損耗；驅(qū)

16、動(dòng)附件損耗； 泵氣損失等。泵氣損失等。2、有效轉(zhuǎn)矩、有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由功率輸出軸輸出的轉(zhuǎn)矩稱發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由功率輸出軸輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，可由測(cè)功器測(cè)得。為有效轉(zhuǎn)矩，可由測(cè)功器測(cè)得。 (Nm) 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率Pe(kW)可以利用各種型式的測(cè)功器和可以利用各種型式的測(cè)功器和轉(zhuǎn)速計(jì)分別測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速計(jì)分別測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)在某一工況下曲軸的輸出轉(zhuǎn)矩工況下曲軸的輸出轉(zhuǎn)矩Ttq及在及在同一工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，按同一工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，按以下公式求得以下公式求得:9550nTPtpe3、平均有效壓力：、平均有效壓力： 發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積所輸出的有效功。 與平均指示壓力相 似；

17、是衡 量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能 的一個(gè)很重要的參數(shù)。30niVpPsmee9550nTtp Ttqpme pme 反映了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸反映了發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。工作容積輸出轉(zhuǎn)矩的大小。4、轉(zhuǎn)速n和活塞平均速度30SnCmmC（m s）式中式中， S為活塞行程為活塞行程(m) n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 二、發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)二、發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)是和。，即1QWeetueetBHP3106 . 3 有效燃油消耗率有效燃油消耗率g(kWh)是指單位有是指單位有效功所消耗的燃油量，用效功所消耗的燃油量，用be表示：表示： （ g/kwh ） 310

18、eeBbP63.6 10eetubH 可見，有效燃油消可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成反耗率與有效熱效率成反比，知道其中一值后，比，知道其中一值后，可求出另一值。可求出另一值。一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的be和和et值大致在以下范圍：值大致在以下范圍： beg (kWh)-1 et低速柴油機(jī)低速柴油機(jī) 190225 0.380.45中速柴油機(jī)中速柴油機(jī) 195240 0.360.43高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 215285 0.300.40(其中較低的其中較低的be值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī)值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī))四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī) 27441

19、0 0.300.20二沖程汽油機(jī)二沖程汽油機(jī) 410545 0.200.15三、發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)三、發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo) 升功率：升功率：在標(biāo)定工況下在標(biāo)定工況下(指標(biāo)定轉(zhuǎn)速、標(biāo)定功率指標(biāo)定轉(zhuǎn)速、標(biāo)定功率)，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。30meLp nP式中，式中，pme為標(biāo)定工況下的平均有效壓力，為標(biāo)定工況下的平均有效壓力，MPa； n為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，為標(biāo)定轉(zhuǎn)速，rmin。(kWL)seLV iPP 比質(zhì)量：比質(zhì)量：是發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量與所給出的標(biāo)定是發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量與所給出的標(biāo)定功率之比功率之比:eePmm (kgkW) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)要求質(zhì)量小、功率大，所以汽車發(fā)動(dòng)

20、機(jī)要求質(zhì)量小、功率大，所以其升功率大、比質(zhì)量小。其升功率大、比質(zhì)量小。汽油機(jī)的強(qiáng)化程度汽油機(jī)的強(qiáng)化程度要比柴油機(jī)的高要比柴油機(jī)的高. . 強(qiáng)化系數(shù)強(qiáng)化系數(shù)mmeCp平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)。強(qiáng)化系數(shù)。與活塞單位面積的功率成正比。其值愈與活塞單位面積的功率成正比。其值愈大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷愈高。大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷愈高。 mmeCp發(fā)動(dòng)機(jī)的類型發(fā)動(dòng)機(jī)的類型強(qiáng)化系數(shù)強(qiáng)化系數(shù)汽油機(jī)汽油機(jī) （817）MPams小型高速柴油機(jī)小型高速柴油機(jī)（6ll）MPams重型汽車柴油機(jī)重型汽車柴油機(jī)（915）MPams表表116 強(qiáng)化系數(shù)范圍強(qiáng)

21、化系數(shù)范圍 第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)械損失和機(jī)械效率機(jī)械損失和機(jī)械效率一、機(jī)械效率一、機(jī)械效率 平均機(jī)械損失壓力平均機(jī)械損失壓力pmm 發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積一個(gè)循環(huán)所損失的發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積一個(gè)循環(huán)所損失的功。功。inVPpsmmm30式中， Pm為機(jī)械損失功率(kW)； Vs為工作容積(L)； n為轉(zhuǎn)速(rmin)； i為氣缸數(shù)目。 機(jī)械效率：機(jī)械效率： 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率與指示功率之比。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率與指示功率之比。iemPPmimmimmimemppPPpp11mitet機(jī)械效率的影響因素機(jī)械效率的影響因素二、機(jī)械損失的測(cè)定二、機(jī)械損失的測(cè)定1、示功圖法、示功圖法2、倒拖法、倒拖法3、滅缸

22、法、滅缸法4、油耗線法、油耗線法1、示功圖法、示功圖法:運(yùn)用各種示功器錄取氣缸的示功圖，從中算出運(yùn)用各種示功器錄取氣缸的示功圖，從中算出Pi值，值， 從測(cè)功器和轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)中測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率從測(cè)功器和轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)中測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率Pe，從而可以算出從而可以算出Pm，m及及pmm值。值。示功圖法一般用于當(dāng)上止點(diǎn)位置能得到精確校正時(shí)示功圖法一般用于當(dāng)上止點(diǎn)位置能得到精確校正時(shí)才能取得較滿意的結(jié)果。才能取得較滿意的結(jié)果。決定于示功圖測(cè)錄的正確程度：決定于示功圖測(cè)錄的正確程度： a.最大的誤差來源于最大的誤差來源于p圖或圖或pV圖上圖上； b.2、倒拖法只能在電力測(cè)功機(jī)上試驗(yàn) 試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與試驗(yàn)

23、時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測(cè)功器電力測(cè)功器相連，當(dāng)相連，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以給定工況穩(wěn)定運(yùn)行，冷卻水、機(jī)油發(fā)動(dòng)機(jī)以給定工況穩(wěn)定運(yùn)行，冷卻水、機(jī)油溫度到達(dá)正常數(shù)值時(shí)，切斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油，溫度到達(dá)正常數(shù)值時(shí)，切斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油，同時(shí)將電力測(cè)功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)同時(shí)將電力測(cè)功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)速倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并且維持冷卻水和機(jī)油溫度速倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并且維持冷卻水和機(jī)油溫度不變，這樣測(cè)得的倒拖功率即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該不變，這樣測(cè)得的倒拖功率即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。工況下的機(jī)械損失功率。3. 滅缸法滅缸法（熄火法、斷缸法（熄火法、斷缸法）僅適用于多缸機(jī)多缸機(jī) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到以給定工況穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，先測(cè)出整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的

24、有效功率。之后，在柴油機(jī)油門拉桿或齒條位置、或汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動(dòng)的情況下，停止向某一汽缸供油或點(diǎn)火。調(diào)整測(cè)功機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速，重新測(cè)定有效功率（其余五個(gè)汽缸的有效功率），必然小于（一缸熄火），兩者之差即為滅掉缸的指示功率。逐次滅缸，則整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率為，各缸相加。 如果滅缸后其他各缸的工作情況和發(fā)動(dòng)機(jī)如果滅缸后其他各缸的工作情況和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失沒有變化，則被熄滅的氣缸原來機(jī)械損失沒有變化，則被熄滅的氣缸原來所發(fā)出的指示功率所發(fā)出的指示功率(Pi)x：( )()ixeexPPP依次將各缸滅火，最后可以從各缸指示功依次將各缸滅火，最后可以從各缸指示功率的總和中求得整臺(tái)發(fā)功機(jī)的

25、指示功率率的總和中求得整臺(tái)發(fā)功機(jī)的指示功率Pi：1()iieexxPPP4. 油耗線法油耗線法333003.6 103.6 10 ()3.6 10PBBuitiemituitmemmemmmmmBHPPPB HPPppPp該方法理論基礎(chǔ) 當(dāng)柴油機(jī)空轉(zhuǎn)（無負(fù)荷），若不隨負(fù)荷增減而變化時(shí)，兩式相除，得： 柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的情柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的情況下進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，求況下進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，求出發(fā)動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下，每出發(fā)動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下，每小時(shí)燃油消耗量與平均有效小時(shí)燃油消耗量與平均有效壓力的關(guān)系曲線。壓力的關(guān)系曲線。 把燃油消耗量曲線延長(zhǎng)并求出其與橫坐標(biāo)軸的把燃油消耗量曲線延長(zhǎng)并求出其與橫坐標(biāo)軸的

26、交點(diǎn)，就可以求得交點(diǎn)，就可以求得pmm值。值。 當(dāng)測(cè)得其當(dāng)測(cè)得其pmm值后，其機(jī)械效率可近似地用下值后，其機(jī)械效率可近似地用下式估算式中，式估算式中，011memmmmemmmemmppBppppB B可取某一常用工況的數(shù)值?？扇∧骋怀Ｓ霉r的數(shù)值。圖圖117 用油耗線法求用油耗線法求 值示意圖值示意圖 mmp一般內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率大致在以下范圍：一般內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率大致在以下范圍： m非增壓柴油機(jī)非增壓柴油機(jī) 0.780.85增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) 0.800.92汽油機(jī)汽油機(jī) 0.800.90第六節(jié)第六節(jié) 熱平衡熱平衡 熱平衡表示熱量的分配情況。熱平衡表示熱量的分配情況。 按照熱能表現(xiàn)為有效功

27、和各種損失的數(shù)量分配按照熱能表現(xiàn)為有效功和各種損失的數(shù)量分配來研究燃料中總熱量的利用情況。來研究燃料中總熱量的利用情況。 燃料的總熱量大體按以下六部分，由試驗(yàn)確定：燃料的總熱量大體按以下六部分，由試驗(yàn)確定：一、發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量一、發(fā)動(dòng)機(jī)所耗燃油的熱量 kJ/h kJ/h ：TQBHQT二、轉(zhuǎn)換為有用功的熱量二、轉(zhuǎn)換為有用功的熱量EQeEPQ3106 . 3三、傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量sQ)(12ttcGQssS四、廢氣帶走的熱量四、廢氣帶走的熱量RQ)(12tctcGBQpkprKR五、燃料不完全燃燒熱損失五、燃料不完全燃燒熱損失 ：BQ)1 (rTBQQ六、其它熱量損失六、其它熱量損失LQ)

28、(BRSETLQQQQQQ圖圖118 118 發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡圖發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡圖aa從殘余廢氣和排氣中回收的熱量從殘余廢氣和排氣中回收的熱量 bb由氣缸壁傳給進(jìn)氣的熱量由氣缸壁傳給進(jìn)氣的熱量 cc排出廢氣傳給冷卻水的熱量排出廢氣傳給冷卻水的熱量 dd在摩擦中傳給冷卻水的部分熱量在摩擦中傳給冷卻水的部分熱量 ee從排氣系統(tǒng)輻射的熱量從排氣系統(tǒng)輻射的熱量 ff從冷卻水和水套壁輻射的熱量從冷卻水和水套壁輻射的熱量 gg從曲軸箱壁和其它不冷卻部分輻射的熱量從曲軸箱壁和其它不冷卻部分輻射的熱量在燃料的總熱量中，僅有在燃料的總熱量中，僅有2540的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч?，的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч?，其余其?075都損失掉了。其中，主要由廢氣帶走，其次傳都損失掉了。其