《內(nèi)燃機(jī)學(xué) 第5版》 課件 2.3 機(jī)械效率與機(jī)械損失

第三節(jié)機(jī)械效率與機(jī)械損失機(jī)械效率機(jī)械損失低摩擦技術(shù)EngineFrictionandMechanicalEfficiency主要學(xué)習(xí)內(nèi)容IMPORTANCEBRAKEMEASUREScylinderpressureCrankshaftTorqueTtqINDICATEDMEASURESmechanicalefficiency機(jī)械效率MechanicalEfficiency內(nèi)燃機(jī)機(jī)械效率大致范圍非增壓柴油機(jī)0.78～0.85增壓柴油機(jī)0.80～0.92汽油機(jī)0.80～0.90機(jī)械損失MechanicalLosses活塞和活塞環(huán)的摩擦損失 45%~65%整個(gè)活塞連桿曲軸機(jī)構(gòu)中的摩擦損失60%~70%氣門(mén)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)損失2%~3%附屬機(jī)械的驅(qū)動(dòng)損失10%~20%泵氣損失10%~20%1.缸套與活塞及環(huán)組的摩擦損失活塞裙部及環(huán)岸與氣缸套之間的摩擦損失活塞環(huán)組與氣缸套之間的摩擦損失影響因素：活塞運(yùn)動(dòng)速度：Cm潤(rùn)滑狀態(tài)：液體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑、干摩擦缸內(nèi)壓力：活塞側(cè)推力、環(huán)間壓力活塞形狀及表面特性潤(rùn)滑油2.軸承的摩擦損失主軸承連桿軸承活塞銷(xiāo)凸輪軸軸承其他各種軸承影響因素：流體潤(rùn)滑狀態(tài)軸徑圓周速度軸心軌跡3.流體摩擦損失連桿等往復(fù)運(yùn)動(dòng)件與空氣、油霧等之間的摩擦損失。曲軸等旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件與空氣、油霧等之間的摩擦損失。特點(diǎn):

數(shù)值較小。4.驅(qū)動(dòng)附件機(jī)構(gòu)的功率消耗氣門(mén)及配氣機(jī)構(gòu)冷卻水泵、機(jī)油泵、燃油泵噴油泵、調(diào)速器正時(shí)齒輪發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)冷卻風(fēng)扇5.驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失掃氣泵功耗：二行程發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失隨轉(zhuǎn)速的變化a－泵氣損失

b－活塞及環(huán)組摩擦損失

c－氣門(mén)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－凸輪軸承摩擦損失泵氣損失四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣和排氣過(guò)程氣體流動(dòng)阻力所造成的功的損失。泵氣損失歸于機(jī)械損失。機(jī)械損失的測(cè)定MeasurementofMechanicalLosses示功圖法倒拖法油耗線法滅缸法1.示功圖法儀器測(cè)錄發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的壓力示功圖，從中計(jì)算Pi值測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率Pe

計(jì)算Pm=Pi+Pe，計(jì)算機(jī)械效率誤差：活塞上止點(diǎn)、多缸不均勻性設(shè)備：發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)備、示功圖測(cè)量設(shè)備等適應(yīng)性：任何發(fā)動(dòng)機(jī)2.倒拖法（Mortoring）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至正常試驗(yàn)狀態(tài)，倒拖轉(zhuǎn)換測(cè)量給定轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的倒拖功率：機(jī)械損失功率誤差：缸內(nèi)壓力下降，摩擦損失減少；包含了泵氣損失；傳熱損失。實(shí)際結(jié)果偏高。設(shè)備：電力測(cè)功器適應(yīng)性：低壓縮比汽油機(jī)3.滅缸法(Morsetest)穩(wěn)態(tài)工況，測(cè)量有效功率Pe；滅缸并恢復(fù)轉(zhuǎn)速，測(cè)量有效功率Pe’；重復(fù)；計(jì)算

誤差：同倒拖，但誤差較倒拖小。設(shè)備：多缸機(jī)，測(cè)功機(jī)適應(yīng)性：非增壓柴油機(jī)4.油耗線法(Willansline)中低負(fù)荷下的負(fù)荷特性試驗(yàn)作圖（燃油流量與負(fù)荷的關(guān)系）直線外延至橫坐標(biāo)，交點(diǎn)值即為平均機(jī)械損失功率或壓力誤差：基于ηit不變，誤差較小。設(shè)備：一般適應(yīng)性：不適用于節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)功率的汽油機(jī)5.測(cè)量方法比較Comparison倒拖法只能用于配有電力測(cè)功器的情況，不適用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，而較適用于測(cè)定壓縮比不高的汽油機(jī)的機(jī)械損失。對(duì)于非增壓或排氣渦輪增壓柴油機(jī)(pb<0.15MPa)，只能用示功圖法、油耗線法來(lái)測(cè)定機(jī)械損失。對(duì)于排氣渦輪中增壓、高增壓的柴油機(jī)(pb≥0.15MPa)，除示功圖外，尚無(wú)其他適用的方法。對(duì)于4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，除示功圖法外，其他測(cè)量方法尚無(wú)法排除泵氣功。內(nèi)燃機(jī)低摩擦技術(shù)MeasurementofMechanicalLosses低摩擦活塞組技術(shù)

活塞裙部非對(duì)稱(chēng)主副推力面、橢圓形狀、二道環(huán)密封結(jié)構(gòu)及活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、缸套及活塞的熱變形控制、表面涂層技術(shù)等。低摩擦軸承技術(shù)

優(yōu)化連桿大頭和小頭及主軸承