第5章-發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與評(píng)價(jià)指標(biāo)

發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)與評(píng)價(jià)指標(biāo)一、示功圖圖2-1四沖程內(nèi)燃機(jī)的p-φ?qǐng)D一、示功圖圖2-2四沖程壓燃式和點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)p-V圖正負(fù)功確定原則：壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向一致，工質(zhì)對(duì)活塞作正功壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反，工質(zhì)對(duì)活塞作負(fù)功工質(zhì)對(duì)活塞所作功Compression壓縮過(guò)程W<0Power作功過(guò)程W>0Intake進(jìn)氣過(guò)程W>0Exhaust排氣過(guò)程W<0WpdV=ò循環(huán)功：動(dòng)力過(guò)程功：壓縮與燃燒膨脹沖程所作功之代數(shù)和泵氣過(guò)程功：進(jìn)氣與排氣沖程所作功之代數(shù)和(總)指示功＝動(dòng)力過(guò)程功＋理論泵氣功(不考慮泵氣損失)凈指示功＝動(dòng)力過(guò)程功＋泵氣過(guò)程功(考慮泵氣損失)進(jìn)氣壓力pd大氣壓力p0排氣壓力pe

大氣壓力p0與泵氣有關(guān)的功：

理論泵氣功忽略流動(dòng)阻力,進(jìn)、排氣沖程壓力所作功之代數(shù)和。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣壓力相同（等于大氣壓力），即理論泵氣功為零

實(shí)際泵氣功(泵氣過(guò)程功)由于流動(dòng)存在阻力，進(jìn)氣壓力低于大氣壓，排氣壓力高于大氣壓力，造成進(jìn)氣和排氣流動(dòng)損失功，兩者之和為實(shí)際泵氣功

W2+W3

負(fù)功泵氣損失(Pumpingloss)

（實(shí)際泵氣功理論泵氣功）

W2+W3

負(fù)功自然吸氣(NaturalAspirated)發(fā)動(dòng)機(jī)作功分析(總)指示功＝W1+W3凈指示功＝(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2進(jìn)氣壓力pd大氣壓力p0排氣壓力pe

大氣壓力p0自然吸氣(NaturalAspirated)發(fā)動(dòng)機(jī)作功分析與泵氣有關(guān)的功：

理論泵氣功忽略流動(dòng)阻力,進(jìn)、排氣沖程壓力所作功之代數(shù)和。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣壓力相同（等于大氣壓力），即理論泵氣功為零

實(shí)際泵氣功(泵氣過(guò)程功)由于流動(dòng)存在阻力，進(jìn)氣壓力低于大氣壓，排氣壓力高于大氣壓力，造成進(jìn)氣和排氣流動(dòng)損失功，兩者之和為實(shí)際泵氣功

W2+W3

負(fù)功泵氣損失(Pumpingloss)

（實(shí)際泵氣功理論泵氣功）

W2+W3

負(fù)功

理論泵氣功

(pb–pk)Vs

正功

實(shí)際泵氣功

W2

正功

泵氣損失功

W2-(pb–pk)Vs

陰影面積負(fù)功

(總)指示功

W1＋(pb-pk)Vs

凈指示功

W1+W2渦輪增壓(Turbocharging)發(fā)動(dòng)機(jī)作功分析實(shí)際進(jìn)氣壓力pd＞實(shí)際排氣壓力pe＞大氣壓力p0記?。豪碚摫脷夤蛯?shí)際泵氣功可正、可負(fù)，但泵氣損失功永遠(yuǎn)為負(fù)！理論循環(huán)分析的指導(dǎo)意義1）指出了改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的基本原則和方向在允許的條件下,盡可能提高壓縮比

,尤其是汽油機(jī)合理組織燃燒,提高循環(huán)加熱等容度（減少預(yù)膨脹比、合理選擇燃燒始點(diǎn)、壓燃同時(shí)著火）保證工質(zhì)具有較高的等熵指數(shù)

（稀燃）2）提供了發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)比的理論依據(jù)同一機(jī)型不同加熱模式的對(duì)比、及q1不變：等容循環(huán)t>混合循環(huán)t>等壓循環(huán)t不同機(jī)型(汽、柴油機(jī))的對(duì)比pmax及q1相同：等壓循環(huán)t>混合循環(huán)t>等容循環(huán)t理論循環(huán)分析的指導(dǎo)意義

汽、柴油機(jī)負(fù)荷變化(q1不同)時(shí)的對(duì)比

部分負(fù)荷柴油機(jī):缸內(nèi)噴射擴(kuò)散燃燒,噴油時(shí)間縮短,初期等容放熱變化不大,即基本不變而減小,t提高

部分負(fù)荷汽油機(jī):預(yù)混燃燒,燃燒速度下降,燃燒時(shí)間加長(zhǎng),即

下降而上升,t下降結(jié)果：中、低負(fù)荷工況,柴油機(jī)使用油耗較汽油機(jī)低30％～50％。理想循環(huán)假設(shè)：1)保持理論循環(huán)中關(guān)于循環(huán)的假設(shè)(簡(jiǎn)化)2)工質(zhì)特性按真實(shí)情況考慮：循環(huán)過(guò)程中成分是變化的工質(zhì)的熱力參數(shù)隨溫度、分子結(jié)構(gòu)及混合氣濃度等變化研究理想循環(huán)的目的：1)工質(zhì)特性對(duì)熱效率的影響(與理論循環(huán)相比)2)理想循環(huán)代表了人類努力所能達(dá)到的水平(與真實(shí)循環(huán)相比)相對(duì)熱效率：真實(shí)循環(huán)的指示效率與理想循環(huán)熱效率之比。反映了實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)指示效率接近理想水平的程度。壓縮過(guò)程:空氣+燃料蒸氣+殘余廢氣膨脹過(guò)程:廢氣+空氣真實(shí)工質(zhì)對(duì)熱效率的影響1)比熱容

cv,cp=f（T,分子結(jié)構(gòu)）

ΔQv=cv×ΔT，ΔQp=cp×ΔT

T↑c(diǎn)v和cp↑

↓ΔT↓t↓

多原子分子↑c(diǎn)v和cp↑

↓ΔT↓t↓

即：真實(shí)工質(zhì)

＜理想工質(zhì)

真實(shí)工質(zhì)t↓

例如：柴油機(jī)汽油機(jī)；稀薄燃燒化學(xué)計(jì)量比燃燒2)高溫?zé)岱纸飧邷貢r(shí)，原子間的結(jié)合力減弱，產(chǎn)生熱分解（吸熱過(guò)程）。

CO2→CO+O2H2O→H2+O2

低溫膨脹及排氣時(shí)，反向燃燒放熱。因此，燃燒放熱時(shí)間拉長(zhǎng)等容度↓

t↓。

*T越高，p越小熱分解越嚴(yán)重，因此，汽油機(jī)熱分解＞柴油機(jī)熱分解。真實(shí)工質(zhì)對(duì)熱效率的影響1.401.351.301.251.204006008001000K溫度Temperaturek=cp/cvAira=2.0a=1.25a=0.83a=0.67a=1.0w/oexhaustgasresidual3)工質(zhì)分子變化系數(shù)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后，>1，p和t↑

氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后，1，p和t↓（氣體燃料分子計(jì)入燃前分子總數(shù)）總的來(lái)說(shuō)，

的影響不大4)過(guò)量空氣系數(shù)

a1，未燃碳?xì)洹嘣印黅↑

↓

t↓

a>1，空氣↑單雙原子↑T↓

t汽油機(jī)與柴油機(jī)理想循環(huán)熱效率的比較1)高負(fù)荷柴油機(jī)a>汽油機(jī)a柴油機(jī)t>汽油機(jī)

t

汽油機(jī)混合氣濃且等容度高，Tmax↑，殘余廢氣↑

↓，熱分解↑汽油機(jī)t

↓

汽油機(jī)>柴油機(jī)，但影響不大2)低負(fù)荷汽油機(jī)a更小，而柴油機(jī)a更大汽油機(jī)t

↓↓

汽油機(jī)r↑，柴油機(jī)r不變，汽油機(jī)

↓，燃燒速度↓汽油機(jī)

t↓

汽油機(jī)高、低負(fù)荷溫差小，Tmax↑

↓汽油機(jī)t↓考慮真實(shí)工質(zhì)特性后，汽、柴油機(jī)熱效率差距加大：真實(shí)循環(huán)1)傳熱損失(總加熱量的6％)真實(shí)循環(huán)并非絕熱過(guò)程,通過(guò)氣缸壁面、缸蓋底面、活塞頂面向外散熱。散熱量Qw=∫αFw（T-Tw）dτ式中，α—傳熱系數(shù)

Fw—散熱面積,Fw=f（）

T—缸內(nèi)工質(zhì)溫度,T=f（）

Tw—燃燒室壁面溫度,可設(shè)為定值壓縮過(guò)程:前期吸熱,后期散熱,使壓縮線略下降(有利)。燃燒及膨脹過(guò)程:溫差大,散熱強(qiáng)烈,使pz和膨脹線下降(不利)。燃燒膨脹線的下降幅度遠(yuǎn)大于壓縮線,使動(dòng)力過(guò)程功減小。真實(shí)循環(huán)2)時(shí)間損失實(shí)際燃燒及向工質(zhì)加熱不可能瞬間完成：存在點(diǎn)火(噴油)提前，使有用功面積下降，t↓。pz出現(xiàn)在TDC后10CA，而非等容加熱，使有用功面積減小。3)換氣損失排氣門早開，造成膨脹功損失。泵氣損失功(W2＋W3)4)不完全燃燒損失正常燃燒時(shí)，也有c≠100%

不正常燃燒、a

＜1等，

t↓↓5)缸內(nèi)流動(dòng)損失流動(dòng)增強(qiáng)以及提高渦流與湍流程度，

t↓

因?yàn)椋涸斐赡芰繐p失、散熱損失例如：流動(dòng)損失，非直噴式柴油機(jī)＞直噴式柴油機(jī)6)工質(zhì)泄漏損失

真實(shí)循環(huán)與理論循環(huán)的比較總結(jié)：由于工質(zhì)和循環(huán)方面的差別，使得:

理論循環(huán)ηt-實(shí)際循環(huán)ηt=10~20百分點(diǎn)兩者之間的差別指出了改善內(nèi)燃機(jī)ηt的基本原則講課內(nèi)容5.2發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)1.動(dòng)力性能指標(biāo)功率(Power),轉(zhuǎn)矩(Torque),轉(zhuǎn)速(Revolution/Speed)有效平均壓力(BrakeMeanEffectivePressure,BMEP)2.經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)有效燃料消耗率(BrakeSpecificFuelConsumption,BSFC)機(jī)油消耗率(Oil/LubricantConsumption)3.環(huán)保性能指標(biāo)碳?xì)?HC),一氧化碳(CO),氮氧化物(NOx),二氧化碳(CO2)顆粒物(ParticulateMatter,PM),干碳煙(DrySoot,DS)噪聲振動(dòng)沖擊(NoiseVibrationHarshness,NVH)4.使用性能指標(biāo)可靠性或耐久性(Robust/Reliability,Durability)檢測(cè)/維護(hù)(Inspection/Maintenance,I/M)發(fā)動(dòng)機(jī)性能(Performance)指標(biāo)指示指標(biāo)與有效指標(biāo)1.以工質(zhì)對(duì)活塞作功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱為指示(Indicated)指標(biāo)基于示功圖算出，直接反映燃燒和熱力循環(huán)組織的好壞用于理論分析和科研2.以曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱為有效(Brake/Effective)指標(biāo)由試驗(yàn)測(cè)出，直接反映產(chǎn)品最終性能用于產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和使用當(dāng)中只有與作功有關(guān)的指標(biāo)，如功、功率、油耗、平均壓力、熱效率等才有“有效”與“指示”之分一、指示功、有效功和機(jī)械損失功

指示功：發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，缸內(nèi)工質(zhì)在無(wú)泵氣損失條件下對(duì)活塞所做的功。用Wi表示。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：Wi=W1+W3四沖程增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：Wi=W1+（pb-pk）Vs一、指示功、有效功和機(jī)械損失功指示性能指標(biāo)只能評(píng)定工作循環(huán)進(jìn)行的好壞，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的指示功率需扣除運(yùn)動(dòng)件的摩擦功率以及驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、機(jī)油泵、燃油泵、發(fā)電機(jī)等附件所消耗的功率后才能變?yōu)榍S的有效輸出，所有這些消耗功的總和稱為機(jī)械損失功Wm，從而有效功為We=Wi-Wm有效功與指示功之比稱為機(jī)械效率機(jī)械損失功Wm=Wf+We+WpWf:機(jī)械摩擦損失功We：附件消耗功Wp：泵氣損失功動(dòng)力性能指標(biāo)pWVmiis=[]p.

VpdVWp1bar10Nm10Nmm0.1kJdmmisimi52533o====ò注意：這里的壓力事實(shí)上就是物理上所說(shuō)的壓強(qiáng)，N/m2指示平均壓力(IndicatedMeanEffectivePressure,IMEP)定義：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e所作的循環(huán)指示功循環(huán)指示功可以認(rèn)為是一個(gè)假想不變的壓力pmi作用在活塞上，使活塞移動(dòng)一個(gè)沖程所作功指示平均壓力反映發(fā)動(dòng)機(jī)作功能力的大小(單位體積作功量大小J/m3)和強(qiáng)化程度。使不同發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性具有可比性有效平均壓力有效平均壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e所致的有效功?？煽醋魇且粋€(gè)假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)行程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功。用pme表示機(jī)械損失平均壓力：pmm

pmm:機(jī)械損失平均壓力，Vs：氣缸排量；Wm：機(jī)械損失功不同發(fā)動(dòng)機(jī)有效平均壓力pme范圍摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)（四沖程）賽車發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣）

賽車發(fā)動(dòng)機(jī)（渦輪增壓）轎車汽油機(jī)（自然吸氣）轎車汽油機(jī)（渦輪增壓）轎車柴油機(jī)（渦輪增壓）卡車柴油機(jī)（渦輪增壓）大型柴油機(jī)中型高速柴油機(jī)十字頭二沖程柴油機(jī)pme[

bar]1216.656914.114201221.21123.51529.415251518.23.指示效率、有效效率和機(jī)械效率

指示熱效率：燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為指示功Wi的能量轉(zhuǎn)換效率，即

式中，為指示熱效率；為所用燃料的低熱值（kJ/kg）單缸每循環(huán)燃油消耗量gb（kg）有效熱效率：燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為曲軸輸出功We的能量轉(zhuǎn)換效率式中，為有效熱效率；為所用燃料的低熱值（kJ/kg）單缸每循環(huán)燃油消耗量gb（kg）機(jī)械效率：指示功Wi，在支付機(jī)械損失功Wm后，變?yōu)榍S有效輸出功We的能量轉(zhuǎn)換效率。4.指示燃料消耗與有效燃料消耗指示燃油消耗率：?jiǎn)挝恢甘竟Φ暮挠土?，通常用單位千瓦小時(shí)指示功的耗油量克數(shù)[g/(kW·h)]來(lái)表示。

B整機(jī)燃料消耗率，kg/h;Pi為指示功率，kW4.指示燃料消耗率與有效燃料消耗率有效燃料消耗率：B整機(jī)燃料消耗率，kg/h;Pe為有效功率，kW因?yàn)橛晒εc功率的關(guān)系求功We轉(zhuǎn)矩(N.m)角速度(rad/s)

動(dòng)力性指標(biāo)之間的關(guān)系由轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率功率的關(guān)系求功率Pe對(duì)于某一發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)矩和有效平均壓力都反映負(fù)荷（load）的大小循環(huán)時(shí)間動(dòng)力性指標(biāo)之間的關(guān)系有效效率：EffectiveefficiencyFuelmassflow燃料流量(kg/s)Lowheatvalue

低熱值(kJ/kg)Indicatedefficiency經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)有效燃料消耗率：BSFC指示效率：指示燃料消耗率：ISFCE.g.求油耗：比功率(升功率,powerdensity)

PL—單位發(fā)動(dòng)機(jī)排量發(fā)出的功率(評(píng)價(jià)氣缸容積利用程度和緊湊性)

PL=Pe/Vs*i(kW/L)

比質(zhì)量

me—單位有效功率所占發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量(評(píng)價(jià)輕量化和緊湊性)

me=m/Pe(kg/kW)

比容積

Ve—單位有效功率所占發(fā)動(dòng)機(jī)的體積(評(píng)價(jià)緊湊性)

Ve=V/Pe(m3/kW)功率密度評(píng)價(jià)指標(biāo)轎車汽油機(jī)自吸式:35～65轎車汽油機(jī)增壓式:50～100轎車柴油機(jī)增壓式:30～40轎車汽油機(jī):3～1轎車柴油機(jī):5～2發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與活塞平均速度主要影響：慣性力引起的機(jī)械應(yīng)力摩擦(磨損)熱負(fù)荷充氣效率噪聲活塞平均速度：(強(qiáng)化指標(biāo)之一)注意：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與活塞速度不完全是一個(gè)概念！活塞平均速度越高，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化度越高單位：活塞平均速度VmVm2221.7279.519.812.314.78.113.17.8[m/s]7.0125.39.55.7摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)（四沖程）賽車發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣）

賽車發(fā)動(dòng)機(jī)（渦輪增壓）轎車汽油機(jī)（自然吸氣）轎車柴油機(jī)卡車柴油機(jī)（渦輪增壓）大型柴油機(jī)中速柴油機(jī)十字頭二沖程柴油機(jī)決定動(dòng)力輸出的三大環(huán)節(jié)

設(shè)單位時(shí)間加入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料總質(zhì)量為B(kg/s)，燃料低熱值(lowheatvalue)為Hu(kJ/kg)，燃料能量轉(zhuǎn)換的總效率為et

，則有效功率Pe可表示為：

設(shè)單位時(shí)間進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣總量為Gm(kg/s)，混合氣低熱值為Hum(kJ/kg)，則有效功率Pe也可表示為：提高功率的三大環(huán)節(jié)：可燃混合氣或燃料的能量密度混合氣熱值Hum或燃料熱值Hu

單位時(shí)間實(shí)際吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣總量Gm或燃料總量B

可燃混合氣能量或燃料能量轉(zhuǎn)換為有效輸出功的多少工作過(guò)程各環(huán)節(jié)效率或總效率et與燃料熱值和混合氣濃度直接相關(guān)“質(zhì)”的環(huán)節(jié)“量”的環(huán)節(jié)油/氣混合比(濃度)是影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要參數(shù)：1)過(guò)量空氣系數(shù)

a（Excessairratio/Relativeair-fuelratio）設(shè)單位質(zhì)量燃料完全燃燒所需理論空氣量為l0，而實(shí)際供給的空氣量為l，則a定義為：a

>1,稀(lean)混合氣a

<1,濃(rich)混合氣a

=1,化學(xué)計(jì)量比（stoichiometricratio），過(guò)去稱理論空燃比可燃混合氣濃度與熱值燃空當(dāng)量比(equivalentratio)

＝1/a，歐美國(guó)家常用2)空燃比(Air/Fuelratio,A/F)3)燃空比(Fuel/Airratio,F/A)4)可燃混合氣熱值Hum(Mixturelowheatvalue)定義:單位質(zhì)量或單位體積可燃混合氣發(fā)出的熱量(kJ/kg或kJ/m3)Hu表示燃料的能量密度，越高越便于攜帶；Hum代表混合氣的能量密度，越高則相同工作容積時(shí)發(fā)出功率越高(pme也越高)或可燃混合氣濃度與熱值能量轉(zhuǎn)換效率1)燃燒效率2)循環(huán)熱效率3)機(jī)械效率4)有效效率每缸每循環(huán)燃燒時(shí)發(fā)出的熱量(kJ)單缸循環(huán)油量(kg)指示效率正常燃燒：汽油機(jī)c=95%~98%柴油機(jī)c=98%~99%CombustionEfficiencyThermalEfficiencyMechanicalEfficiencyEffectiveEfficiency曲軸輸出功總指示功混合氣(進(jìn)氣)充量充量系數(shù)(容積效率)Volumetricefficiency定義：每缸每循環(huán)吸入缸內(nèi)的新鮮空氣量與按進(jìn)氣系統(tǒng)前狀態(tài)計(jì)算而得的理論充氣量之比(75%-90%)可燃混合氣流量：

大氣密度(自然吸氣機(jī)型)

增壓后空氣密度(增壓機(jī)型)新鮮空氣量燃油量功率和油耗的表達(dá)式(課程總綱)燃燒效率循環(huán)熱效率(第5章)機(jī)械效率(第3章)進(jìn)氣充量(第6章)混合氣熱值(第2章)例題一臺(tái)4缸四沖程火花塞點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)（缸徑D=80mm，沖程S=76.5mm）節(jié)氣門全開時(shí)在臺(tái)架上的測(cè)量結(jié)果如下：轉(zhuǎn)速n=5900r/min，有效轉(zhuǎn)矩Ttq=107.1N?m，指示平均壓力pmi=1.19MPa，計(jì)算1)指示功Wi2）指示功率Pi和有效功率Pe3）有效平均壓力pme4)機(jī)械效率ηm5）機(jī)械損失功率Pm和機(jī)械損失平均壓力pmm例2內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)為什么要分為指示指標(biāo)和有效指標(biāo)兩大類？表示動(dòng)力性能的指標(biāo)有哪些？它們的物理意義是什么？它們之間的關(guān)系是什么？表示經(jīng)濟(jì)性能的指標(biāo)有哪些？它們的物理意義是什么？它們之間的關(guān)系是什么？答：（1）指示性能指標(biāo)是以工質(zhì)對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)的指標(biāo)。能評(píng)定工作循環(huán)進(jìn)行的好壞。有效性能指標(biāo)是以曲軸的有效輸出為基礎(chǔ)的指標(biāo)，能表示曲軸的有效輸出。（2）動(dòng)力性能指標(biāo)：功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、平均有效壓力、升功率。（3）功率：內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間內(nèi)做的有效功。轉(zhuǎn)矩：力與力臂之積。轉(zhuǎn)速：內(nèi)燃機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。Pe=Ttq.n/9550（4）經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：有效熱效率，有效燃油消耗率be。（5）有效熱效率:實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量之比值。ηet=We/Q1*nc有效燃油消耗率：?jiǎn)挝挥行ЧΦ暮挠土俊ｊP(guān)系：be=3.6*10^6/ηet.Hu機(jī)械損失與機(jī)械效率1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素機(jī)械損失與機(jī)械效率(1)機(jī)械摩擦損失(50％～80％)活塞組件、軸承、氣門機(jī)構(gòu)等(2)附件驅(qū)動(dòng)消耗(～10％)水泵、機(jī)油泵、燃油泵、點(diǎn)火裝置等運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的輔助機(jī)構(gòu)(3)泵氣損失(5％～40％)1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素

為什么泵氣損失包含在機(jī)械損失中？一、機(jī)械損失的組成部分1.活塞與活塞環(huán)的摩擦損失

2.軸承與氣門機(jī)構(gòu)的摩擦損失

3.驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率損失

4.風(fēng)阻損失

5.驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失1.活塞與活塞環(huán)的摩擦損失活塞與活塞環(huán)的摩擦損失占整個(gè)摩擦損失的主要部分。這是由于它的滑動(dòng)面積大、相對(duì)速度高、潤(rùn)滑不充分等原因造成的。這種摩擦與活塞的長(zhǎng)度、活塞間隙以及活塞環(huán)的數(shù)目和環(huán)的張力等結(jié)構(gòu)因素有關(guān)。此外，在構(gòu)造相同的情況下，它隨氣缸壓力、活塞速度以及潤(rùn)滑油粘度的升高而增加。2.軸承與氣門機(jī)構(gòu)的摩擦損失軸承與氣門機(jī)構(gòu)的摩擦損失包括所有主軸承、連桿軸承和凸輪軸軸承等的摩擦損失。在這些軸承里，由于潤(rùn)滑充分，純液力摩擦因數(shù)很低，不過(guò)隨著軸承直徑的增大和轉(zhuǎn)速的提高，軸頸圓周速度的增大，運(yùn)動(dòng)件慣性力增大，這部分損失也將增加，但它對(duì)氣缸中壓力的變化不太敏感。至于消耗在氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的損耗，在額定功率工況下所占比例是很微小的，在低速小負(fù)荷時(shí)，它的比例將增大。3.驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率損失所謂的附屬機(jī)構(gòu)，主要是指為保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所必不可少的部件或總成，如冷卻水泵總成(風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)中則是冷卻風(fēng)扇)、機(jī)油泵、噴油泵、調(diào)速器等；而一些不是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所必要的總成，如發(fā)電機(jī)、汽車制動(dòng)用的空氣壓縮機(jī)、真空助力泵等，除非加以說(shuō)明，一般不包括在內(nèi)。有時(shí)散熱器、冷卻風(fēng)扇也不包括在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失之內(nèi)。這些附屬機(jī)構(gòu)消耗的功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和潤(rùn)滑油粘度的增加而增大，但與氣缸壓力無(wú)關(guān)，它僅占機(jī)械損失中的一小部分。4.風(fēng)阻損失活塞、連桿、曲軸等零件在曲軸箱內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為克服油霧、空氣阻力及曲軸箱通風(fēng)等將消耗一部分功，但其數(shù)值是很微小的。5.驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失在二沖程或機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，還要加上對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行壓縮而帶來(lái)的損失。上述諸損失中，可將前四項(xiàng)損失之和視作發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部摩擦損失，并以Pf表示其損耗的功率，掃氣泵或增壓器所消耗的功率為PB圖2-4自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)中機(jī)械損失各組

成部分隨活塞平均速度的變化

a—泵氣損失b—活塞與活塞環(huán)的摩擦損失

c—?dú)忾T機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)損失d—附屬機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)損失

e—連桿軸承摩擦損失f—凸輪軸承摩擦損失機(jī)械損失與機(jī)械效率1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素?zé)o凸輪軸（Camless）發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量機(jī)械損失時(shí)可以剔除泵氣損失嗎？(1)機(jī)械摩擦損失(50％～80％)活塞組件、軸承、氣門機(jī)構(gòu)等(2)附件驅(qū)動(dòng)消耗(～10％)水泵、機(jī)油泵、燃油泵、點(diǎn)火裝置等運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的輔助機(jī)構(gòu)(3)泵氣損失(5％～40％)電控氣門機(jī)械損失與機(jī)械效率標(biāo)定工況：自吸式汽油機(jī):m=0.8~0.9

自吸式柴油機(jī):m=0.78~0.85

渦輪增壓式柴油機(jī):m=0.80~0.921)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素

在相同排量和標(biāo)定工況條件下，比較渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率，哪個(gè)大？哪個(gè)小？(1)機(jī)械摩擦損失(50％～80％)活塞組件、軸承、氣門機(jī)構(gòu)等(2)附件驅(qū)動(dòng)消耗(～10％)水泵、機(jī)油泵、燃油泵、點(diǎn)火裝置等運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的輔助機(jī)構(gòu)(3)泵氣損失(5％～40％)機(jī)械損失與機(jī)械效率(1)示功圖法由總指示功Wi，減去臺(tái)架上測(cè)得的有效功We只適用研發(fā)：(a)上止點(diǎn)難以精確測(cè)量：偏差1CA，誤差10～15％(b)各缸不均勻，需要同時(shí)測(cè)量1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素機(jī)械損失與機(jī)械效率(2)倒拖法發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后。斷油或斷火，用電機(jī)反拖發(fā)動(dòng)機(jī)，測(cè)得的反拖功率誤差：(a)無(wú)燃燒，缸內(nèi)壓力低，活塞與缸套間隙加大摩擦損失減小；潤(rùn)滑油粘度加大，摩擦損失增大(b)排氣阻力加大，泵氣損失增大(c)壓縮、膨脹線不重合，增大pmm汽油機(jī)壓縮比小，所以誤差小1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素2.倒拖法圖2-6發(fā)動(dòng)機(jī)在倒拖時(shí)的p-V圖機(jī)械損失與機(jī)械效率(3)滅缸法用于多缸機(jī)本質(zhì)上也是倒拖法（N-1缸拖1缸），但更接近真實(shí)狀態(tài)新問(wèn)題：滅缸后進(jìn)排氣波動(dòng)效應(yīng)的影響兩大數(shù)相減得到小數(shù)，誤差加大1)機(jī)械效率的定義2)機(jī)械損失的組成與份額3)機(jī)械損失的測(cè)量4)機(jī)械效率的影響因素此法僅適用于自然吸氣式多缸柴油機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作后，先測(cè)出其有效功率Pe，保持發(fā)