第5发动机实际循环与评价指标(2003)

1、l决定发动机动力输出大小的两个因素： 1）燃料能量的转换效率质的环节 2）单位时间内加入整机的能量总量燃料或可燃混合气储能总量量的环节 本篇主要是在热力学基本定律基础上本篇主要是在热力学基本定律基础上的内燃机能量转换及循环充量的原理与的内燃机能量转换及循环充量的原理与规律规律“发动机实际循环与评价指标发动机实际循环与评价指标”： 分析发动机性能和指标的导论和纲领；分分析发动机性能和指标的导论和纲领；分析最重要的是内燃机热机循环的转换析最重要的是内燃机热机循环的转换热效率热效率。 “换气过程与循环充量换气过程与循环充量”： 论述决定动力输出的循环充气（油）量论述决定动力输出的循环充气（油）量“发

2、动机废气涡轮增压发动机废气涡轮增压”： 是有效地利用废气能量、提高发动机循环是有效地利用废气能量、提高发动机循环 充量进而提高功率有效的方法充量进而提高功率有效的方法 要求结合四冲程发动机要求结合四冲程发动机示功图示功图，分析，分析发动机发动机与与的区别及影响的区别及影响发动机工作效率的因素；掌握发动机的发动机工作效率的因素；掌握发动机的指指示指标示指标和和有效指标有效指标；了解；了解机械效率机械效率的概念的概念和影响机械效率的因素；了解发动机和影响机械效率的因素；了解发动机热平热平衡衡分析的内容及意义。分析的内容及意义。 四冲程发动机的实际循环四冲程发动机的实际循环 5.1 发动机的指示指标

3、发动机的指示指标5.2 机械损失与机械效率机械损失与机械效率5.4 发动机的有效指标发动机的有效指标5.3 发动机的发动机的冲程冲程即为即为行程行程，发动机的工作，发动机的工作过程就是实际循环不断重复进行的过程。过程就是实际循环不断重复进行的过程。发动机的实际循环由发动机的实际循环由进气进气、压缩压缩、燃烧燃烧做功做功和和排气排气过程组成。过程组成。四冲程汽油机的循环过程 实际循环过程分析 图5.1l作用：作用： 吸入新鲜混合气吸入新鲜混合气l活塞运动活塞运动: 从上止点向下止点从上止点向下止点l曲轴转角曲轴转角: 0o180 ol气门状态气门状态（汽油机）（汽油机） 进气门打开排气门关闭进气

4、门打开排气门关闭l终了压力终了压力: 0.0800.092 MPa l终了温度终了温度: 340380 K1. 1.进气过程进气过程l作用：作用： 压缩混合气，为燃烧创造条压缩混合气，为燃烧创造条件件l活塞运动活塞运动: 从下止点向上止点从下止点向上止点l曲轴转角曲轴转角: 180o360 ol气门状态气门状态（汽油机）（汽油机） 进、排气门均关闭进、排气门均关闭l终了压力终了压力: O.8O.82.0 MPa2.0 MPal终了温度终了温度: : 60600 075750 0 K Kl作用：作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功燃烧高温高压气体膨胀做功l活塞运动活塞运动: : 从上止点向下止点从上

5、止点向下止点l曲轴转角曲轴转角: : 360360o o540540 o ol气门状态气门状态: : 进气门、排气门均关闭进气门、排气门均关闭l最高压力最高压力: : 3.03.08.0 8.0 MPaMPa l终了压力终了压力: : MPa0.6 MPa l终了温度终了温度: : 120012001500K1500K3 3、做功过程、做功过程l作用：作用：l活塞运动活塞运动: : 排出膨胀做功后的废气排出膨胀做功后的废气 从下止点向上止点从下止点向上止点l曲轴转角曲轴转角: : 540540o o720720 o ol气门状态气门状态: : 进气门关闭、排气门打开进气门关

6、闭、排气门打开l终了压力终了压力: : 0.1050.1050.1250.125MPaMPal终了温度终了温度: : 90090011001100K K4 4、排气过程、排气过程l1.1.实际工质的影响实际工质的影响 l2.2.换气损失换气损失 l3.3.燃烧损失燃烧损失l4.4.传热损失传热损失 l5.5.缸内流动损失缸内流动损失l6.6.其他几项损失其他几项损失 （a a） 柴油机柴油机 （b b） 汽油机汽油机实际工质的影响实际工质的影响传热、流动损失传热、流动损失燃烧损失燃烧损失提前排气损失提前排气损失换气损失换气损失图5.5 理论循环中假设工质比热容是定值，而理论循环中假设工质比热容

7、是定值，而实际实际气体气体的的比热容是随温度上升而增大的比热容是随温度上升而增大的，且燃烧后，且燃烧后生成的生成的COCO2 2、H H2 2O O等气体，比热容大于空气，这等气体，比热容大于空气，这些原因导致些原因导致循环的最高温度降低循环的最高温度降低，此外，实际循，此外，实际循环存在泄漏，工质数量减少。环存在泄漏，工质数量减少。 换气损失定义换气损失定义泵气损失泵气损失提前排气损失提前排气损失 换气损失定义换气损失定义 在实际循环中，为了使在实际循环中，为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功称为消耗的功称为换气损失换气损失，用，用WrWr表示。

8、表示。l泵气损失泵气损失 因工质流动时需要克服进、排因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，称为气系统阻力所消耗的功，称为泵气损失泵气损失。l提前排气损失提前排气损失 在实际循环中，为了使排气在实际循环中，为了使排气充分，排气门要提前开启。由于排气门提充分，排气门要提前开启。由于排气门提前开启而使膨胀后期有用功减少的损失，前开启而使膨胀后期有用功减少的损失，称为称为提前排气损失提前排气损失。 燃烧损失燃烧损失非瞬时燃烧损失和补燃损失非瞬时燃烧损失和补燃损失不完全燃烧损失不完全燃烧损失高温热分解损失高温热分解损失3.3.燃烧损失燃烧损失非瞬时燃烧损失和补燃损失非瞬时燃烧损失和补燃损失理想

9、循环：理想循环：只有在定容或定压下进行加热，只有在定容或定压下进行加热，不考虑燃烧及所需的时间。不考虑燃烧及所需的时间。实际循环：实际循环：燃烧不可能在到达上止点一瞬间燃烧不可能在到达上止点一瞬间完成，需要一定的喷油提前角和点火提前角，完成，需要一定的喷油提前角和点火提前角，有一部分燃料在膨胀过程初期燃烧，即所谓有一部分燃料在膨胀过程初期燃烧，即所谓后燃后燃，造成，造成非瞬时燃烧损失非瞬时燃烧损失和和补燃损失补燃损失。不完全燃烧损失不完全燃烧损失 理想循环中，燃料完全燃烧，而在理想循环中，燃料完全燃烧，而在实际循环中会有部分燃料、空气混合实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产

10、生不完全不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。燃烧损失。高温热分解损失高温热分解损失 二版二版P P115115各式各式向右的反应向右的反应为为高温热分解高温热分解，需要需要。但在膨胀后期及排气的。但在膨胀后期及排气的较低较低温度温度下，各式下，各式，同时，同时。那。那么，么，燃烧放热的总时间就拉长燃烧放热的总时间就拉长，导致，导致。 理论循环假设汽缸壁和工质之间无热交理论循环假设汽缸壁和工质之间无热交换。但在实际循环中，汽缸壁（包括汽缸盖、换。但在实际循环中，汽缸壁（包括汽缸盖、汽缸套、活塞、活塞环、气门、喷油器等）汽缸套、活塞、活塞环、气门、喷油器等）和工质间存在着热交换，使压缩、膨胀

11、线均和工质间存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线，造成损脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线，造成损失，用失，用表示。表示。 指压缩、燃烧和膨胀过程中，由于缸内指压缩、燃烧和膨胀过程中，由于缸内气流气流与与所形成的损失。所形成的损失。 体现在压缩过程中，体现在压缩过程中，多消耗压缩功多消耗压缩功；燃；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的阻力，使作用于活塞上做功的压力减少压力减少。6. 6.其他几项损失其他几项损失涡流损失涡流损失 活塞高速运动使工质在气缸内产生涡活塞高速运动使工质在气缸内产生涡流，造成流，造成压力

12、损失压力损失。泄漏损失泄漏损失 气门处的泄漏可以防止，但活塞环处气门处的泄漏可以防止，但活塞环处的泄漏无法避免。的泄漏无法避免。 在实际循环的各种损失中，工质影响造成在实际循环的各种损失中，工质影响造成的损失是人们无法改变的。的损失是人们无法改变的。其余各项损失中以汽缸壁传热损失和燃烧其余各项损失中以汽缸壁传热损失和燃烧损失所占比重为大。损失所占比重为大。各种损失使热效率下降的热量分配表。各种损失使热效率下降的热量分配表。 表表5-15-1：第二版：第二版116116页页理论循环热效率理论循环热效率 指示热效率指示热效率汽油机汽油机 0.540.540.58 0.300.58 0.300.40

13、0.40柴油机柴油机 0.640.640.67 0.400.67 0.400.450.45tit 发动机的理论循环热效率和指示热发动机的理论循环热效率和指示热效率范围如下效率范围如下：指示性能指标指示性能指标： 以以的指标的指标称为称为指示性能指标指示性能指标。指示性能指标特点：指示性能指标特点： 指示性能指标不受动力输出过程中机械摩擦和指示性能指标不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等各种外来因素的影响，直接反应由燃附件消耗等各种外来因素的影响，直接反应由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏。烧到热功转换的工作循环进行的好坏。（概念上可以认为是理论指标）（概念上可以认为是理论指标）l5.2.1

14、5.2.1发动机的示功图发动机的示功图 ( (由测功器由测功器) )图 5.61.1.指示功和平均指示压力指示功和平均指示压力 指示功指示功是发动机一个汽缸的工质每一循环作是发动机一个汽缸的工质每一循环作用于活塞上的功，用用于活塞上的功，用WWi i 表示。可用表示。可用 P-VP-V图中封图中封闭曲线所占有的面积求得。闭曲线所占有的面积求得。(a) a) 四冲程非增压发动机四冲程非增压发动机 ( (b) b) 四冲程增压发动机四冲程增压发动机 6ii10abFW 图 5.7（5-5）是指每一个工作循环中，发动机单位是指每一个工作循环中，发动机单位汽缸容积汽缸容积VsVs所做的指示功所做的指示

15、功WiWi，用，用 p pmimi 表示。表示。simiVWp指示功指示功 42mismiiSDpVpW（5-6）（5-7）u 平均指示压力平均指示压力是从实际循环的角度评价发动机汽是从实际循环的角度评价发动机汽缸工作容积利用率高低的一个参数。缸工作容积利用率高低的一个参数。u p pmimi 越高，同样大小的汽缸容积可以发出更大的越高，同样大小的汽缸容积可以发出更大的指示功，汽缸工作容积的利用程度越佳。指示功，汽缸工作容积的利用程度越佳。u 平均指示压力是衡量发动机实际循环动力性能的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。一个很重要的指标。总结总结2.2.指示功率指示功率

16、 30smiiniVpP 发动机单位时间所做的指示功，称为发动机单位时间所做的指示功，称为指示功率指示功率，用用P Pi i 表示。表示。(5-8)l四冲程四冲程发动机的指示功率为：发动机的指示功率为：120smiiniVpP 二冲程二冲程发动机的指示功率为：发动机的指示功率为：60smiiniVpP (5-9)(5-10)3. 3.指示热效率和指示燃油消耗率指示热效率和指示燃油消耗率 1iitQWit 指示热效率指示热效率和和指示燃油消耗率指示燃油消耗率是评价发动机实是评价发动机实际工作循环际工作循环经济性能经济性能的重要指标。的重要指标。 发动机发动机实际循环指示功实际循环指示功与所与所消

17、耗的燃料热量消耗的燃料热量之之比，称为比，称为指示热效率指示热效率，用，用 表示：表示：(5-11)ui3it106 . 3BHPit 的范围一般是的范围一般是柴油机柴油机 0.430.430.500.50汽油机汽油机 00.40 式中：式中：3.63.610103 3为为1 1kW.hkW.h的热当量；的热当量；B B 为每小时为每小时发动机的耗油量，发动机的耗油量，H Hu u 为所用燃料的为所用燃料的低热值低热值。( (燃烧产物为燃烧产物为气态气态得到得到低热值低热值) )(5-12)指示热效率指示热效率 单位指示功的耗油量，称为单位指示功的耗油量，称为指示燃油消耗

18、率指示燃油消耗率，用用b bi i 表示。表示。3ii10PBbiu6it106 . 3bH 值得大致范围是值得大致范围是柴油机柴油机 170170200 200 g/(kWh)g/(kWh)汽油机汽油机 230230340 340 g/(kWh) g/(kWh) ib（5-13）（5-14） 作用在发动机上的指示功要经由活塞、作用在发动机上的指示功要经由活塞、连杆、曲轴传递到曲轴输出端的飞轮上，连杆、曲轴传递到曲轴输出端的飞轮上，才能把机械功传输出去作为输出功。以才能把机械功传输出去作为输出功。以, ,称为称为。有效指标有效指标动力性指标动力性指标经济性指标经济性指标 有效功率有效功率 有效

19、转矩有效转矩 平均有效压力平均有效压力 有效热效率有效热效率 燃油消耗率燃油消耗率1. 1.有效功和有效功率有效功和有效功率mieWWWmiePPPWWm m：机械损失功：机械损失功动力性指标动力性指标机械损失功机械损失功运转时传动件所消耗的摩擦损失功运转时传动件所消耗的摩擦损失功各种附件各种附件( (风扇、水泵等风扇、水泵等) )所消耗的所消耗的运转功运转功(5-15)(5-16)mP机械损失功率机械损失功率2. 2.有效扭矩有效扭矩 发动机工作时，由发动机工作时，由功率输出轴功率输出轴输出的扭矩输出的扭矩称为称为有效扭矩有效扭矩 tqT955010602tq3tqenTnTP(5-17)3

20、.3.平均有效压力平均有效压力 30smeeniVpP iVTpstqme955030 平均有效压力平均有效压力是指发动机单位汽缸容积所输是指发动机单位汽缸容积所输出的有效功，用出的有效功，用 p pme me 表示。表示。 平均有效压力是衡量发动机动力性能平均有效压力是衡量发动机动力性能的一个的一个重要的参数，它与重要的参数，它与有效功率有效功率之间的关系是：之间的关系是：(5-18)(5-19)(5-20)inVPpseme30iVTpstqme955030 由上可知，对于某特定的发动机，其冲程由上可知，对于某特定的发动机，其冲程数一定，气缸工作容积一定，数一定，气缸工作容积一定，平均有效

21、压力平均有效压力与与有效转矩有效转矩成成，即，即平均有效压力越大平均有效压力越大，对外，对外输出的功越多，转矩越大。输出的功越多，转矩越大。(5-20)4. 4.转速转速n n 和活塞平均速度和活塞平均速度C Cm m30SnCmDS/冲程缸径比冲程缸径比的讨论的讨论( (二版二版p121)p121) 转速升高意味着单位时间内做功的次数增多，转速升高意味着单位时间内做功的次数增多，在气缸尺寸相同的情况下发出的功率增大。在气缸尺寸相同的情况下发出的功率增大。 转速转速n n增加，活塞平均速度增加，活塞平均速度CmCm也增加。也增加。n n 和和CmCm的关系为：的关系为：（5-21）30SnCm

22、 Cm Cm 大，则活塞组的热负荷和曲柄连杆机构大，则活塞组的热负荷和曲柄连杆机构的惯性力均增大，磨损加剧，使用寿命下降。的惯性力均增大，磨损加剧，使用寿命下降。则则CmCm成为表征内燃机成为表征内燃机强化程度强化程度的参数。的参数。CmCm值值不易过大。不易过大。 为了提高转速又不使为了提高转速又不使CmCm过大，可以减少行过大，可以减少行程程S S。 （5-21）1. 1.有效热效率有效热效率 1eetQWue6et106 . 3BHP 有效热效率有效热效率是是实际循环的有效功实际循环的有效功与得到此与得到此有效功所有效功所消耗的热量消耗的热量的比值。的比值。经济性指标经济性指标（5-22

23、）（5-23）2 2. .有效燃油消耗率有效燃油消耗率 3ee10PBbuet6e106 . 3Hb 单位有效功的耗油量，称为单位有效功的耗油量，称为有效燃油消耗率有效燃油消耗率，用用b be e 表示。表示。经济性指标经济性指标(5-24)(5-25)强化指标强化指标 3030messmeseLnpiVinVpiVPP 在在标定工况标定工况下发动机下发动机每升工作容积每升工作容积所发所发出的出的有效功率有效功率，用，用P PL L 表示表示(5-26)标定工况标定工况：283： 指制造企业根据发动机的用途、寿指制造企业根据发动机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件等要求，命、可靠性、维修与使

24、用条件等要求，人为地规定该产品在标准大气条件下输人为地规定该产品在标准大气条件下输出的有效功率以及对应的转速，即标定出的有效功率以及对应的转速，即标定功率与标定转速。功率与标定转速。强化指标强化指标 2. 2.比质量比质量 eePmm 比质量比质量m me e 是发动机质量是发动机质量m m 与所给出与所给出的的标定功率标定功率之比之比(5-27)3. 3.强化系数强化系数 mCpme 平均有效压力平均有效压力p pme me 与与活塞平均速度活塞平均速度C Cm m 的乘的乘积称为积称为强化系数强化系数。其值愈大，发动机的热。其值愈大，发动机的热负荷和机械负荷愈高。负荷和机械负荷愈高。 发动

25、机的机械损失消耗了一部分指示功发动机的机械损失消耗了一部分指示功率，而使有效功率减少。降低机械损失，使实率，而使有效功率减少。降低机械损失，使实际循环得到的功尽可能转化为有效功，是提高际循环得到的功尽可能转化为有效功，是提高发动机性能的一个重要方面。发动机性能的一个重要方面。机械损失机械损失摩擦损失摩擦损失 （60%70%60%70%）泵气损失泵气损失（10%20%10%20%）驱动附属损失驱动附属损失 （10%20%10%20%）5.4 5.4 机械损失与机械效率机械损失与机械效率 摩擦损失摩擦损失油封处的摩擦油封处的摩擦活塞和活塞环与缸壁的摩擦活塞和活塞环与缸壁的摩擦各个轴承与轴颈之间的的

26、摩擦各个轴承与轴颈之间的的摩擦气门传动机构的摩擦气门传动机构的摩擦驱动附属损失驱动附属损失驱动配气机构驱动配气机构冷却水泵、风扇、机油泵冷却水泵、风扇、机油泵点火装置点火装置喷油泵喷油泵5.4.1 5.4.1 机械效率机械效率 inVPpsmmm30平均机械损失压力平均机械损失压力 发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功，用功，用p pmmmm 表示。表示。(5-28)机械效率机械效率 iemPPmimmimmimem11ppPPpp 机械效率机械效率是是有效功率有效功率与与指示功率指示功率的比的比值，即值，即(5-29)(5-30)指示热效率、有效热效

27、率指示热效率、有效热效率 、机械效率的关系、机械效率的关系mit1mi1eet/QWQW有效燃油消耗率和指示热效率与机械效率的有效燃油消耗率和指示热效率与机械效率的关系关系 ue6mit106 . 3HbmitHb1106 .3u6e(5-31)（5-32）mitHb1106 . 3u6e 结论：由上式可知，结论：由上式可知，有效燃油消耗率有效燃油消耗率和和指示指示效率效率与与机械效率的乘积机械效率的乘积成成反比反比。在提高发动机。在提高发动机性能指标时，尽可能减少机械损失，提高机械性能指标时，尽可能减少机械损失，提高机械效率。如果忽略这点，在改善发动机指示指标效率。如果忽略这点，在改善发动机

28、指示指标的同时，却不自觉地增加了机械损失，不能达的同时，却不自觉地增加了机械损失，不能达到预期效果。到预期效果。(5-32)5.4.2 5.4.2 机械损失的测定机械损失的测定 发动机机械损失的原因很复杂，无发动机机械损失的原因很复杂，无法用分析的方法求出准确的数值，就算法用分析的方法求出准确的数值，就算用一些经验公式来计算，也不可靠。目用一些经验公式来计算，也不可靠。目前机械损失大都通过发动机试验来测定，前机械损失大都通过发动机试验来测定，常用的测试方法有常用的测试方法有示功图法、倒拖法、示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法等。灭缸法、油耗线法等。l机械损失的测定机械损失的测定 机械损失的测定

29、机械损失的测定油耗法油耗法灭缸法灭缸法倒拖法倒拖法示功图法示功图法 运用各种运用各种示波器示波器录取汽缸的示功图，从中算录取汽缸的示功图，从中算出出指示功率指示功率P Pi i 值，从值，从测功器测功器和和转速计转速计读数中测读数中测出发动机的出发动机的有效功率有效功率，从而算出，从而算出P Pm m、 及及平均平均机械损失压力机械损失压力p pmm mm 值。值。m1. 1.示功图法示功图法 示功图法示功图法一般用于当上止点位置能得到精确一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。校正时才能取得较满意的结果。 电力测功机电力测功机利用电机测量各种动力机利用电机测量各种动力机械轴

30、上输出的转矩，并结合转速以确定械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。功率的设备。（电力测功器又称：（电力测功器又称：扭矩传感器扭矩传感器） 电力测功机电力测功机电力测功机2. 2.倒拖法倒拖法 实验时，先让内燃机在给定的工况下稳定运转，实验时，先让内燃机在给定的工况下稳定运转，假如要测转速假如要测转速n=2000r/minn=2000r/min时，那么就需要调节测时，那么就需要调节测功器，使内燃机在功器，使内燃机在n=2000r/minn=2000r/min下稳定运转，当冷下稳定运转，当冷却水和机油温度到达正常值时，立即切断供油却水和机油温度到达正常值时，立即切断供油（柴油机）或停止点

31、火（汽油机），同时将电力（柴油机）或停止点火（汽油机），同时将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖内燃机，测功器转换为电动机，以给定转速倒拖内燃机，并尽可能维持冷却水和机油温度不变，所以测定并尽可能维持冷却水和机油温度不变，所以测定时应尽量快，这时电力测功器所测得的时应尽量快，这时电力测功器所测得的倒拖功率倒拖功率即为内燃机在该工况下的即为内燃机在该工况下的机械损失功率机械损失功率。 3. 3.灭缸法灭缸法 对多缸内燃机进行实验。对多缸内燃机进行实验。设备：（水力，电力，电涡流）测功器，转速表等。设备：（水力，电力，电涡流）测功器，转速表等。 首先将内燃机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功

32、首先将内燃机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功率，然后停止向一个气缸（例如第一缸）供油，并调整测率，然后停止向一个气缸（例如第一缸）供油，并调整测功器的阻力矩，使内燃机恢复到原来的转速，再测定内燃功器的阻力矩，使内燃机恢复到原来的转速，再测定内燃机的有效功率，由于有一个气缸不工作，第二次测得的有机的有效功率，由于有一个气缸不工作，第二次测得的有效功率比第一次测得的小，两者之差即为停油气缸的指示效功率比第一次测得的小，两者之差即为停油气缸的指示功率，然后恢复第一缸的工作，同法，依次使各缸熄火，功率，然后恢复第一缸的工作，同法，依次使各缸熄火，即可测得对应的有效功率即可测得对应的有效功率P Pi

33、1 i1、P Pi2 i2.于是可得各缸的指示功率为：于是可得各缸的指示功率为：e1e11 iPPPe2e22iPPP)(1ekekiikPPP灭第一缸 灭第二缸 )() 1(e2e1emPPPiP（5-33）4. 4.油耗线法（负荷特性法）油耗线法（负荷特性法） 保证内燃机保证内燃机转速不变转速不变，逐渐改变柴油机供油齿，逐渐改变柴油机供油齿条的位置，测出条的位置，测出每小时耗油量每小时耗油量B B随随负荷负荷p pmeme或或P Pe e的的变化的关系，绘制成曲线，这个曲线称为变化的关系，绘制成曲线，这个曲线称为负荷特负荷特性曲线性曲线，在曲线中找出接近直线的线条，并顺此，在曲线中找出接近

34、直线的线条，并顺此线条作延长线，直到与横坐标相交，则交点到坐线条作延长线，直到与横坐标相交，则交点到坐标原点的长度即该机的标原点的长度即该机的平均机械损失压力平均机械损失压力p pmmmm的值。的值。由由指示效率指示效率的定义可导出的定义可导出 )(106 . 3106 . 3me3i3ituPPPBH当发动机空转当发动机空转( (无负荷无负荷) )，若，若 不随负荷增减不随负荷增减而变化时，应有而变化时，应有 itm3itu0106 .3PHB两式相除，得两式相除，得 mmmmmemme0pppPPPBB(5-12)(5-34) 负荷特性曲线负荷特性曲线保证发动机保证发动机转速不变转速不变，

35、逐渐改，逐渐改变发动机节气门（或供油齿条）的位置，测出每小变发动机节气门（或供油齿条）的位置，测出每小时耗油量随负荷变化的关系，绘制成曲线时耗油量随负荷变化的关系，绘制成曲线 图5.10根据以上的分析，得到图中根据以上的分析，得到图中A A、B B两工况的关系式为两工况的关系式为 )(106 . 3106 . 3me3i3ituAPPPHBm3ituB106 . 3PHBmmmmmemmeBApppPPPBBABmmmemmmmmemem11BBpppppp当测得其值后，其机械效率可近似地用下式估算当测得其值后，其机械效率可近似地用下式估算 (5-36)（5-35）l倒拖法倒拖法只能用于配有电

36、力测功器的情况，因而只能用于配有电力测功器的情况，因而不适不适用于大功率发动机用于大功率发动机，而较适用于测定压缩比不高的，而较适用于测定压缩比不高的汽油机的机械损失。汽油机的机械损失。l对于对于废气涡轮增压柴油机废气涡轮增压柴油机，由于倒拖法和灭缸法破，由于倒拖法和灭缸法破坏了增压系统的正常工作，因而只能用坏了增压系统的正常工作，因而只能用示功图法示功图法、油耗线法油耗线法来测定机械损失。来测定机械损失。l对于废气涡轮中增压、高增压的柴油机，除对于废气涡轮中增压、高增压的柴油机，除示功图示功图外，尚无其他适用的方法可取代。外，尚无其他适用的方法可取代。 5.4.2 5.4.2 机械损失的测定

37、方法小结机械损失的测定方法小结 1.1.气缸内的最高燃烧压力气缸内的最高燃烧压力 2.2.发动机转速或活塞平均速度发动机转速或活塞平均速度 3.3.发动机负荷发动机负荷 4.4.润滑油品质和冷却水温度润滑油品质和冷却水温度 5.5.发动机的技术状况发动机的技术状况 1.1.气缸内的最高燃烧压力气缸内的最高燃烧压力 气缸的气缸的最高燃烧压力最高燃烧压力的大小决定了整个燃烧膨的大小决定了整个燃烧膨胀过程的压力水平。压力升高，轴承负荷增大，胀过程的压力水平。压力升高，轴承负荷增大，活塞环与活塞的磨擦损失增大，运动零件的惯性活塞环与活塞的磨擦损失增大，运动零件的惯性力增大，最终导致力增大，最终导致摩擦

38、损失的增大摩擦损失的增大。 总结：总结：1 1、凡是导致、凡是导致最高燃烧压力上升最高燃烧压力上升的因素都将的因素都将加大摩擦损失加大摩擦损失。2 2、发动机、发动机压缩比压缩比不宜过高、汽油机不宜过高、汽油机的的点火提前角点火提前角、柴油机的、柴油机的供油提前角供油提前角也也不宜过大不宜过大。2. 2.发动机转速或活塞平均速度发动机转速或活塞平均速度n摩擦损失摩擦损失（摩擦副间的相对速度（摩擦副间的相对速度） 惯性力惯性力活塞侧压活塞侧压力、轴承负荷力、轴承负荷摩擦损失摩擦损失泵气损失泵气损失驱动附件消耗的功驱动附件消耗的功P Pm m m3.3.发动机负荷发动机负荷4. 4.润滑油品质和冷却水温度润滑油品质和冷却水温度 润滑油粘度大，机油稠，机油内摩擦力大，润滑油粘度大，机油稠，机油内摩擦力大，流动性差，摩擦损失增加，但它的承载能力强，流动性差，摩擦损失增加，但它的承载