第三章第一节发动机性能指标

第三章第一节发动机性能指标第一页，共十八页，2022年，8月28日工作过程→发动机性能→汽车某些性能第二页，共十八页，2022年，8月28日第一节发动机性能指标

衡量发动机的性能指标有动力性、经济性、排放性能、可靠性、运行舒适性、寿命和维修保障等。一、指示指标

指示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影响，直接反映由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏。

主要有：指示功和平均指示压力、指示功率用来评定实际循环动力性的好坏；指示热效率和指示燃油消耗率用来评定循环的经济性。第三页，共十八页，2022年，8月28日一、指示功和平均指示压力pmi1.指示功Wi:一个实际循环工质对活塞所做的有用功。Wi=Aix

axb

（N•m或J)Ai—示功图面积（cm2）a—示功图纵坐标比例尺（KPa/cm）b—示功图横坐标比例尺（dm3/cm）2.平均指示压力pi

：发动机单位气缸工作容积一个循环所做的指示功。相当于一个假想的平均不变的压力，以这个压力作用在活塞上，使活塞移动一个冲程s，做功Wi。从实际循环角度来评价发动机汽缸工作容积利用率高低的一个参数，pi越高，气缸工作容积利用率越高。

第四页，共十八页，2022年，8月28日第五页，共十八页，2022年，8月28日由此，可以更加清楚地对不同发动机的工作循环的热功率转换有效程度进行比较。（排除尺寸影响）pi=Wi/VsWi:指示功，J；Vs:每缸工作容积，L以下是各种发动机的指示压力范围

汽油机0.8~1.5MPa

柴油机

0.7~1.1MPa

增压柴油机1~2.5MPa第六页，共十八页，2022年，8月28日2、指示功率Ni

1.定义：内燃机单位时间所做的指示功。

2.公式：Ni=Wi(2n/(60τ))i

=

piVsni/30τ(kW)

式中：Wi–每缸每循环工质所做的指示功(kJ)；

pi–平均指示压力(MPa)；

n—转速(r/min)；

τ—冲程数；

i—气缸数；

Vs—每缸工作容积(L)。第七页，共十八页，2022年，8月28日3、指示燃油消耗率gi和指示热效率ηi1.指示燃油消耗率gi

定义：单位指示功的耗油量（g/kW·h）

公式：

gi=(GT/Ni)×103

式中：GT—每小时燃油消耗量（kg/h）；

Ni—指示功率（kW）

2.指示热效率ηi定义：实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。

公式：ηi=Wi/Q式中：Q—得到指示功Wi所消耗的热量（kJ）。第八页，共十八页，2022年，8月28日按热功当量得，1kW·h=3.6103kJ

,而1kW·h的功需要消耗的热量是（gihn/1000）（kJ），则：

ηi=3.6×106/gihn

式中：hn—所用燃料的低热值（kJ/kg），

gi—单位指示功的耗油量（g/kW·h）。

gi、ηi是评定发动机实际循环经济性的重要指标。第九页，共十八页，2022年，8月28日二、有效指标

（一）动力性指标1.有效功率和机械损失功率物理意义：以曲轴对外输出功为基础，代表内燃机的整机性能。有效功率Ne--从发动机曲轴上输出的净功率

Ne=Ni－NmNm：机械损失功率，它包括：①摩擦损失（50~60%）如连杆和曲轴轴承、配气机构、活塞及活塞环等之间的摩擦损失。第十页，共十八页，2022年，8月28日②驱动气门机构、风扇、机油泵、发电机等附件所消耗的功率。（10~20%）③泵气损失（10~20%）指进排气过程消耗的功。2.机械效率机械效率ηm是有效功率Ne与指示功率Ni之比。 ηm=Ne/Ni3.有效转矩Me（N·m）—由功率输出轴输出的转矩。它代表了发动机克服负荷的能力。Ne=Me.2πn/60×10-3(kW)Me=30Ne/πn×103(Nm)式中：n—发动机转速（r/min）。第十一页，共十八页，2022年，8月28日3.平均有效压力pe—发动机单位气缸工作容积输出的有效功（MPa）。

平均有效压力pe

pe值大，说明单位工作容积输出的功多，做功能力强。输出转矩变大。它是评定发动机动力性的重要指标。Pe的一般范围是：汽油机0.7~1.3MPa柴油机0.6~1.0MPa增压柴油机0.9~2.2MPa第十二页，共十八页，2022年，8月28日4.转速n和活塞平均速度Cm

提高n，可增加单位时间的做功次数，使发动机体积小、重量轻和功率大。Cm大，则活塞组的热负荷和曲轴连杆机构的惯性力均增大，磨损加剧，寿命下降。Cm已成为表征发动机强化程度的参数。一般汽油机不超过18m/s，柴油机不超过13m/s。为了提高n又不使Cm过大，可减小活塞行程S。

第十三页，共十八页，2022年，8月28日二、经济性指标1.有效燃油消耗率ge定义：单位有效功的耗油量[g/(kW·h)]公式：

ge=(GT/Ne)×103(g/Kw.h)GT——每小时耗油量，kg/hNe——有效功率，Kw.2.有效热效率ηe定义：实际循环的有效功We与相应消耗的热量Q1之比值。公式：ηe=We/Q1机械效率：ηe=3.6/gehn×106第十四页，共十八页，2022年，8月28日（三）强化指标1.发动机的强化系数发动机的强化系数是平均有效压力与活塞平均速度的乘积。它与活塞单位面积的功率成正比。其值越大，发动机的热负荷与机械负荷愈高。第十五页，共十八页，2022年，8月28日2.升功率和比质量①升功率NL定义：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。公式：NL=Ne/Vsi=peVsi

n/(30τVsi)×10-3=pen/30τ×10-3(Kw/L)升功率NL是从发动机有效功率的角度对其气缸工作容积的利用率作总的评价，也是评定一台发动机整机动力性能和强化程度的重要指标之一。第十六页，共十八页，2022年，8月28日②比质量me：是发动机的净质量与所给出的标定功率之比。它表征质量利用程度和结构紧凑性。ηe和be的大致范围是：ηebe[g/(kW•h)]汽油机0.25~0.3270~325柴油机