内燃机的工作指标

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1、第二章内燃机的工作指标Wednesday,July21,2021主要学习内容2.3机械损失与机械效率2.1示功图与指示性能指标2.2有效性能指标2.5提高内燃机动力性与经济性的途径2.4排放指标动力性能指标(功率、转矩、转速)、经济性能指标(燃料与润滑油消耗率)、运转性能指标(冷起动性能、噪声和排气品质)耐久可靠性指标(大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力)。本章主要研究表征动力性能指标和经济性能指标的各种参数及其相互关系。运转性能指标(如冷起动性能等)和耐久可靠性指标对内燃机来说有其不可忽视的重要性，它们将在本书的其他各章中

2、分析讨论。内燃机的工作指标很多，主要有:动力性指标：1.转矩Ttq2.标定功率Pen1)十五分钟功率2）一小时功率3）十二小时功率4）持续功率3.标定转速nn经济性能指标：1.燃油消耗率beg/kw∙h2.机油消耗率bog/kw∙hbo=0.1～0.3，0.4～3g/kw∙h3.单位功率价格（比价格）价/kw排放性指标：1.污染物种类：1）汽油机（CO、HC、NOX）2）柴油机（CO、HC、NOX、PM）2.排放标准限制第一节示功图与指示性能指标一、示功图二、指示性能指标一、示功图定义：气缸内压力随工作容积或曲轴转角变化的坐标图，称为示功图。

3、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，所得的结果即为p-V示功图或p-φ示功图。内燃机缸内压力数据采集系统示功图是研究内燃机工作过程的重要试验数据。上止点气缸压力进气行程压缩行程燃烧膨胀行程排气行程下止点上止点下止点p-φ示功图曲轴转角/(º)CA0180360540720p-V示功图p-V图或p-φ图两者可以互相转换。示功图的作用：1.最高燃烧压力2.压力升高率3.指示功4.燃烧的始点、终点5.反求放热规律二、指示性能指标内燃机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为基础的指标。

4、指示性能指标只考虑了气缸内因燃烧不完全和传热等方面所引起的热量损失，而没有考虑各运动副间所存在的摩擦损失、泵气损失和辅助机械损失等。指示性能指标主要包括：1.指示功Wi2.平均指示压力pmi3.指示功率Pi4.指示热效率ηi5.指示燃油消耗率bi1.指示功指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi。指示功的大小可以由p-V图中闭合曲线所占有的面积求得，图2-3中示出了四冲程非增压和增压发动机以及二冲程发动机的示功图。图2-3a中四冲程非增压发动机的指示功面积Fi是由相当于压缩、燃烧、膨胀行程中所得到的有用功面积Fl和相当于进气、排气行

5、程中消耗的功的面积F2(即泵气损失)相减而成，即Fi＝Fl－F2。在四冲程增压发动机中(图2-3b)，由于进气压力高于排气压力，在换气过程中，工质是对外做功的，因此，换气功的面积F2应与面积Fl叠加起来，即Fi＝F1＋F2。在二冲程发动机中(图2-3c)，只有一块示功图面积Fi，它表示了指示功的大小。指示功的求得：Fi可以用求积仪或计算方法求得，然后用下式计算Wi(N·m或J)值Fi为示功图面积，cm2；a为示功图纵坐标比例尺，Pa／cm；b为示功图横坐标比例尺，cm3／cm。指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量，指

6、示功表示热功转换的有效程度。它除了和循环中热功转换的有效程度有关外，还和气缸容积的大小有关。为了能更清楚地对不同工作容积发动机工作循环的热功转换有效程度作比较，引出了平均指示压力(用pmi表示)的概念。2.平均指示压力平均指示压力不仅表示热功转换程度，还表示气缸容积的利用程度。平均指示压力，是指单位气缸容积一个循环所做的指示功(Pa)概念一pmi=Wi/Vs式中，Wi为发动机一个工作循环的指示功（J）Vs为发动机气缸工作容积（m3）pmi=Wi/Vs若Vs用L为单位，Wi用kJ为单位，则pmi为(MPa)Wi＝pmi·Vs＝pmi(πD2/4

7、)S，其中，D和S分别为气缸直径和活塞行程，由此可以引出平均指示压力的第二个概念，即平均指示压力是一个假想的平均不变的压力，作用在活塞顶上，使活塞移动一个冲程S所做的功，即为循环的指示功Wi。平均指示压力是从实际循环的角度评价发动机气缸工作容积利用率高低的一个参数。pmi越高，同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功，气缸工作容积的利用程度越佳。平均指示压力是衡量发动机实际循环动力性能的一个很重要的指标。指示功与平均指示压力的关系一般内燃机在标定工况下的pmi值在下列范围内：柴油机：四冲程非增压柴油机0.6～0.95MPa四冲程增压柴油机0.8

8、5～2.6MPa二冲程柴油机0.35～1.3MPa汽油机：四冲程摩托车用汽油机0.9～1.43MPa四冲程小客车用汽油机0.65～1.25MPa四冲程载货车用汽油机