第二章 内燃机的工作指标.doc

第二章内燃机的工作指标
内燃机的工作指标主要有动力性能指标(功率、转矩、转速)、经济性能指标(燃油与润滑油消耗率)、运转性能指标(冷起动性能、振动、噪声和排气品质)和耐久可靠性指标(大修或更换零件的最长运行时间与无故障长期工作能力)。
意义:改善发动机的性能。
讨论:选择买车时,考虑哪些方面?
第一节示功图与指示性能指标
一、示功图
1、工作过程:进气、压缩、膨胀、排气
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
定义: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:
式中,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。
四冲程自然吸气柴油机:~
四冲程增压柴油机: ~
四冲程小客车用汽油机:~
(二)指示功率
指示功率Pi:内燃机单位时间内所作的指示功称为指示功率(单位为W)。
公式推导:,根据定义:
式中,i为气缸数,τ为冲程数。
在实际应用中,注意单位不同,一般采用,,,,因此推出:。对四冲程=4,二冲程=2。
(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。计算公式:,为所用燃料的低热值(),为每小时燃油消耗量()。
定义:指示燃油消耗率是指单位功的耗油量,通常用单位千瓦小时指示功的耗油量来表示,单位:。
计算公式:
指示热效率和指示燃油消耗率之间的关系:
有关数据:
四冲程柴油机=~,=170~210
四冲程汽油机=~,=215~340
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:运动件的摩擦功率以及驱动风扇、机油泵、燃油泵、发电机等附件所消耗的功率。
机械效率:有效功率和指示功率之比,即
有效功率的测算:测功器、转速计分别测出转矩和转速,计算公式:
二、平均有效压力、有效功率和升功率
平均有效压力(理解):看作是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上,使活塞移动一个升程所做的功等于每循环的有效功。
计算:由以及联立得到
意义:对于一定气缸总工作容积的发动机,平均有效压力值反映了发动机输出转矩的大小,所以在表示发动机负荷时,可以采用平均有效压力。
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。
表示:,单位:
对发动机的制造提出要求:紧凑。适应轿车发展的需要(体积小、加速性好等)。参考教材22页表2-1,2-2。
三、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所消耗的热量的比值,
公式:,
与指示热效率的关系:。
有效燃油消耗率:单位有效功的耗油量,常用单位千瓦小时有效功所消耗的燃油克数表示。单位