《发动机原理1发动机的性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机原理1发动机的性能（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车发动机原理汽车发动机原理17221722年年 英国英国 纽科门纽科门 研制第一台蒸汽机研制第一台蒸汽机17661766年年 英国发明家瓦特改进了蒸汽机，拉开了第一次英国发明家瓦特改进了蒸汽机，拉开了第一次 工业革命的序幕。工业革命的序幕。17671767年年 法国军官库尼奥研制第一辆蒸汽机三轮车法国军官库尼奥研制第一辆蒸汽机三轮车18731873年年 英国人戴维逊发明铅电池英国人戴维逊发明铅电池19001900年年 英国人哈特制造了电动汽车英国人哈特制造了电动汽车18601860年年 法国法国 勒努瓦勒努瓦 内燃机，煤气作为原料的单缸内燃机，煤气作为原料的单缸2 2 冲程内燃机冲程内燃机1
2、8761876年年 德国工程师奥托德国工程师奥托OttoOtto研制成功世界上第一台往研制成功世界上第一台往 复活塞式四冲程煤气发动机。复活塞式四冲程煤气发动机。1892年德国人狄塞尔年德国人狄塞尔Diesel展出第一台柴油发动机。展出第一台柴油发动机。18831883年年 戴姆勒戴姆勒 化油器化油器1886年年1月月29日，德国专利局批准卡尔日，德国专利局批准卡尔本茨为其在本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请专利，这天被称为现年研制成功的三轮汽车申请专利，这天被称为现代汽车诞生日。代汽车诞生日。 并成立了世界上第一家汽车制造公司并成立了世界上第一家汽车制造公司奔驰汽车公司奔驰汽车公司1
3、8861886年年 德国人哥德里普德国人哥德里普. .戴姆勒戴姆勒 第一辆四轮汽车，单第一辆四轮汽车，单缸水冷，缸水冷，19261926年年 戴姆勒和本茨的公司合并，戴姆勒戴姆勒和本茨的公司合并，戴姆勒- -奔驰汽车奔驰汽车公司，汽车之父公司，汽车之父19081908年年 美国人福特美国人福特 第一次流水线生产了丁型四轮汽第一次流水线生产了丁型四轮汽车，甲壳虫车，甲壳虫汽车发动机原理汽车发动机原理1956年中国第一汽车制造厂成立，年中国第一汽车制造厂成立，“解放解放”牌汽车问世。牌汽车问世。 汽车发动机原理汽车发动机原理数据数据1：自世界能源危机，汽车百公里油耗下降：自世界能源危机，汽车百公里
4、油耗下降50%，废气排放减少，废气排放减少90%。 代用燃料也取得巨大进步，混合动力汽车、电动汽车、燃料电池代用燃料也取得巨大进步，混合动力汽车、电动汽车、燃料电池 电动汽车已处于一定规模。电动汽车已处于一定规模。数据数据2：经过百年努力，安全性、舒适性和环保性等：经过百年努力，安全性、舒适性和环保性等各方面均有极大的发展各方面均有极大的发展， 近几年，出现有眼、有耳、有鼻、有触觉、有声音、有脑、能思维近几年，出现有眼、有耳、有鼻、有触觉、有声音、有脑、能思维 可防卫的汽车。可防卫的汽车。汽车发动机原理汽车发动机原理一、课程的任务一、课程的任务 研究工作循环与整机特性，研究工作循环与整机特性，
5、揭示影响性能的因素揭示影响性能的因素及提高性能的措施。及提高性能的措施。二、课程研究的内容二、课程研究的内容 理想循环理想循环实际循环实际循环换气过程换气过程燃烧过程燃烧过程汽油机燃烧过程汽油机燃烧过程柴油机燃烧过程柴油机燃烧过程发动机循环发动机循环发动机工作过程发动机工作过程发动机特性发动机特性速度特性速度特性负荷特性负荷特性万有特性万有特性调速特性调速特性指示指标指示指标用于评价用于评价有效指标有效指标用于评价用于评价三、研究方法三、研究方法理论研究理论研究试验研究试验研究第一章第一章 发动机的性能发动机的性能发动机构造演示发动机构造演示发动机构造演示发动机构造演示1 发动机理论循环发动机
6、理论循环空气标准循环的简化条件：空气标准循环的简化条件：工质是理想气体，其比热为定值；工质是理想气体，其比热为定值；工质作封闭循环；工质作封闭循环；压缩和膨胀是绝热等熵过程；压缩和膨胀是绝热等熵过程；燃烧是定容或定压加热；燃烧是定容或定压加热；三种基本空气标准循环：三种基本空气标准循环：定容加热循环：汽油机定容加热循环：汽油机定压加热循环：高增压和低速大定压加热循环：高增压和低速大型柴油机型柴油机混合加热循环：高速柴油机混合加热循环：高速柴油机第一章第一章 发动机的性能发动机的性能一、三种基本循环一、三种基本循环汽油机汽油机 混合气燃烧迅速，气缸内温度压力增长很快，可以认为其燃烧过程混合气燃烧
7、迅速，气缸内温度压力增长很快，可以认为其燃烧过程基本是在容积不变的条件下进行的，即可简化为定容加热循环。基本是在容积不变的条件下进行的，即可简化为定容加热循环。高增压和低速大型高增压和低速大型柴油机柴油机高速柴油机高速柴油机混合加热循环（萨巴特循环）混合加热循环（萨巴特循环）定压加热循环（定压加热循环（Diesel循环）循环）定容加热循环定容加热循环(奥托循环）奥托循环） 由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料是在上死点以后燃烧，燃由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料是在上死点以后燃烧，燃烧时气缸压力变化不显著，是在压力基本上一定的情况下进行，即可简烧时气缸压力变化不显著，是在压力基本上一定的情
8、况下进行，即可简化为等压加热循环。化为等压加热循环。 介于两者之间，其燃烧过程可认为是先定容加热后定压加热的组合，介于两者之间，其燃烧过程可认为是先定容加热后定压加热的组合，即可简化为混合加热循环。即可简化为混合加热循环。第一章第一章 发动机的性能发动机的性能加热循环的热效率加热循环的热效率8、32、46混合加热循环热效率混合加热循环热效率tm: 其中其中为为压力升高比压力升高比Pz/Pc; Pz/Pc; 为预膨胀比为预膨胀比 =Vz/Vz=Vz/Vz=/=/ , , 压缩比压缩比 为后膨胀比为后膨胀比Vb/Vz Vb/Vz ；K K为绝热指数，空气的为绝热指数，空气的K K1.41.4 定容
9、加热循环（定容加热循环（1 1） 定压加热循环（定压加热循环（1 1）第一章第一章 发动机的性能发动机的性能理想循环影响因素的分析理想循环影响因素的分析1压缩比压缩比 2绝热指数绝热指数 3压力升高比压力升高比 4预膨胀比预膨胀比 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能评定理论循环的两个指标评定理论循环的两个指标1、循环热效率：评定循环的经济性，是工质所做循环功、循环热效率：评定循环的经济性，是工质所做循环功W与循环热量与循环热量Q1之比。之比。 影响循环热效率的主要因素：影响循环热效率的主要因素：压缩比增大，热效率增大压缩比增大，热效率增大 但是对汽油机，压缩比为但是对汽油机，压缩比为611
10、，因为限制压缩比提高的因素有：，因为限制压缩比提高的因素有： （1）爆然辛烷值的限制）爆然辛烷值的限制 （2）Pmax 提高，汽油机愈笨重；提高，汽油机愈笨重； （3）排气净化的限制压缩比愈高，）排气净化的限制压缩比愈高，NOx愈高。愈高。绝热指数绝热指数K增大，热效率增大；增大，热效率增大；压力升高比压力升高比定容加热时，吸热、放热都增加，热效率不变；定容加热时，吸热、放热都增加，热效率不变；混合加热时（总加热量和压缩比不变），定容加热部分增加，热效率提高；混合加热时（总加热量和压缩比不变），定容加热部分增加，热效率提高；预膨胀比预膨胀比定压加热：当压缩比不变，加热量增加，热效率下降；定压加
11、热：当压缩比不变，加热量增加，热效率下降；混合加热：预膨胀比增大，等压加热部分增加，热效率下降；混合加热：预膨胀比增大，等压加热部分增加，热效率下降；第一章第一章 发动机的性能发动机的性能2、循环平均压力、循环平均压力评定循环的做功能力评定循环的做功能力单位气缸容积所作的循环功；单位气缸容积所作的循环功；加热量相同加热量相同压缩比相同时，定容、混合和定压加热的热效率依次减小；压缩比相同时，定容、混合和定压加热的热效率依次减小； Q2pQ2mQ2v， 则，则，tv tm tp最高压力相同时，定容、混合和最高压力相同时，定容、混合和定压加热的热效率依次增大；定压加热的热效率依次增大；Q2vQ2mQ
12、2p， 则则, tp tm tv第一章第一章 发动机的性能发动机的性能2 四行程发动机的实际循环四行程发动机的实际循环四冲程内燃机四冲程内燃机活塞上、下活塞上、下共四个行程，曲轴旋转二周共四个行程，曲轴旋转二周（720 ），完成一个工作循环的），完成一个工作循环的内燃机。内燃机。四冲程内燃机由下述四个冲四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个程组成一个工作循环工作循环1.进气冲程进气冲程2.压缩冲程压缩冲程3.作功冲程作功冲程4.排气冲程排气冲程第一章第一章 发动机的性能发动机的性能进气压缩燃烧膨胀排气工作过程： 行程：四冲程内燃机工作循环四冲程内燃机工作循环 可燃混合气可燃混合气(或新鲜空气或新鲜
13、空气)引入气缸；将其压缩，压缩接近终点时点燃可引入气缸；将其压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。气、压缩、作功、排气四个过程。 (1) 进气行程进气行程 (2) 压缩行程压缩行程 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能四冲程内燃机工作循环四冲程内燃机工作循环 可燃混合气可燃混合气(或新鲜空气或新鲜空气)引入气缸；将其压
14、缩，压缩接近终点时点燃可引入气缸；将其压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。气、压缩、作功、排气四个过程。 (3) 作功行程作功行程 (4) 排气行程排气行程 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K， 压力7590 kPa 大气大气压力力线PVra示功图上止点下止点示功示功图：
15、表示活塞在不同位置：表示活塞在不同位置时气缸内气体气缸内气体压力的力的变化情况。化情况。进气行程气行程第一章第一章 发动机的性能发动机的性能进气门关闭排气门关闭活塞压缩比： =Va/VcPVra示功图大气大气压力力线c上止点下止点温度600800K， 压力6001500 kPa 压缩行程行程第一章第一章 发动机的性能发动机的性能进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa 作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa 作功行程作功行程第一章第一章 发动机的性能发动机的性能进气门关闭排气门打开活塞P
16、Vr示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气排气行程排气行程第一章第一章 发动机的性能发动机的性能实际循环常用示功图、示功展开图来表示；实际循环常用示功图、示功展开图来表示；第一章第一章 发动机的性能发动机的性能第一章第一章 发动机的性能发动机的性能1、进气过程（、进气过程（ra）进气阻力的存在，进气阻力的存在， pa T0；2、压缩过程（、压缩过程（ac）最初，工质受缸壁加热，最初，工质受缸壁加热， n1 K;某一时刻，工质与缸壁温度相同，某一时刻，工质与缸壁温度相同， n1 =K；工质温度高于缸壁的，向缸壁传热，工质温度高于缸壁的，向
17、缸壁传热， n1 K；平均压缩多变指数平均压缩多变指数n1 ：以此计算得到的多变过程，始点、终点：以此计算得到的多变过程，始点、终点的工质状态与实际压缩过程的相符即可；的工质状态与实际压缩过程的相符即可；主要受工质与缸壁的热交换、工质的泄漏量影响；主要受工质与缸壁的热交换、工质的泄漏量影响；实际工作中，常以实际工作中，常以 实测的压缩压力来检查内燃机的技术状况，实测的压缩压力来检查内燃机的技术状况，当当Pc下降时，应检修。下降时，应检修。第一章第一章 发动机的性能发动机的性能3、燃烧过程（、燃烧过程（cz）汽油机：定容加热汽油机：定容加热;柴油机：先定容再定压加热；柴油机：先定容再定压加热；放
18、热越多，放热时越靠近上止点，热效率越高；放热越多，放热时越靠近上止点，热效率越高；第一章第一章 发动机的性能发动机的性能 4、膨胀过程（、膨胀过程（zb）初期，由于补燃，工质被加热，初期，由于补燃，工质被加热， n2 K；平均多变指数平均多变指数n2 ：主要受补燃的多少、工质：主要受补燃的多少、工质与缸壁的热交换及漏气情况的影响；与缸壁的热交换及漏气情况的影响；5、排气过程（、排气过程（br）排气阻力的存在，排气阻力的存在， pr p0；阻力越大，阻力越大， pr越大，残留在气缸中的废气越越大，残留在气缸中的废气越多；多；排气温度越低，说明做功效果越好；排气温度越低，说明做功效果越好；第一章第
19、一章 发动机的性能发动机的性能3 实际循环的评定指示指标实际循环的评定指示指标 以工质在气缸内对活塞做功为基础；以工质在气缸内对活塞做功为基础；1、指示功、指示功Wi: Ai 为阴影示功图的面积为阴影示功图的面积 (J),a.b分别为坐标的分别为坐标的比例尺。比例尺。 图a四冲程非增压发动机四冲程非增压发动机四冲程非增压发动机四冲程非增压发动机的指示功面积Fi：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、排气行程中消耗的功的面积F2(即泵损失)相减而成，即FiFlF2。四冲四冲四冲四冲程增压发动机程增压发动机程增压发动机程增压发动机(图b)，进气压力高于排气压力，在换气过
20、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FiF1F2 。二冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机(图c)，只有一块示功图面积Fi。 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能2、平均指示压力、平均指示压力Pmi 发动机单位气缸工作容积的指示功（一个实际循环工质对活塞发动机单位气缸工作容积的指示功（一个实际循环工质对活塞所作的有用功）；所作的有用功）； pmi=Wi / Vs3、指示功率、指示功率Pi ：发动机单位时间所做的指示功；与：发动机单位时间所做的指示功；与n有关。有关。4、指示热效率、指示热效率i it=Wi /Q1 实际循环指示功与所消耗的燃料热量之
21、比；实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比；5、指示燃料消耗率、指示燃料消耗率bi：单位指示功的耗油量，即比油耗（：单位指示功的耗油量，即比油耗（g/kw.h).如：可用如：可用它来比较两台发动机的经济性好坏。它来比较两台发动机的经济性好坏。 bi=(B/Pi)10bi=(B/Pi)103 3第一章第一章 发动机的性能发动机的性能通常：归纳归纳评定内燃机实际循环的动力性评定内燃机实际循环的动力性指示功率指示功率Pi平均指示压力平均指示压力Pmi评定内燃机实际循环的经济性评定内燃机实际循环的经济性指示燃油消耗率指示燃油消耗率bi指示热效率指示热效率i第一章第一章 发动机的性能发动机的性能一台四缸四
22、行程车用柴油机，DS=110115mm,Pi=80kW,Pm=20kW,n=2000r/min,B=12.5kg/h求：1.Pmi,Pe,Pme,be 2.m,PL. 3.Ttq,Cm4 发动机经济性和动力性的评定发动机经济性和动力性的评定有效指标有效指标以曲轴对外输出的功率为基础，代表发动机整机性能；以曲轴对外输出的功率为基础，代表发动机整机性能；一、发动机动力性能一、发动机动力性能1、有效功率、有效功率pe = pi pm ：指示功率减去机械损失功率：指示功率减去机械损失功率：发动机的指示功发动机的指示功Pi 并不能完全对外输出，功在发动机内部传递过程并不能完全对外输出，功在发动机内部传递
23、过程中的损失叫机械损失功率中的损失叫机械损失功率Pm，它由以下几部分组成：，它由以下几部分组成： （1）内部运动零件的摩擦损失：占）内部运动零件的摩擦损失：占Pm的的62-75，占，占Pi的的8-20。 （2）驱动附件的损失：占）驱动附件的损失：占Pm的的1020，占，占Pi的的15。 （3）泵气损失（进排气损失）泵气损失（进排气损失） 占占Pm的的1020，占，占Pi的的24。第一章第一章 发动机的性能发动机的性能2、有效扭矩、有效扭矩Ttq：曲轴输出的扭矩，（牛顿米）曲轴输出的扭矩，（牛顿米） 扭矩和功率的关系：扭矩和功率的关系： n为转为转/分分,或或rpm3、平均有效压力、平均有效压力
24、pme 发动机单位气缸工作容积输出的有效功发动机单位气缸工作容积输出的有效功,工作容积工作容积Vs一定时，一定时，对已知发动机，对已知发动机，Vs、i、一定，可用一定，可用Pe来表示扭矩及负荷的大小。来表示扭矩及负荷的大小。4、转速和活塞平均速度、转速和活塞平均速度Cm=sn/30（发动机强化程度）（发动机强化程度）转速增大，单位时间的做功次数增加；转速增大，单位时间的做功次数增加；活塞平均速度增大，磨损加剧；活塞平均速度增大，磨损加剧；所以值受到限制，一般：汽油机不超过18m/s， 柴油机不超过13m/s 。第一章第一章 发动机的性能发动机的性能二、发动机经济性能二、发动机经济性能有效热效率
25、有效热效率e 有效功与所消耗燃料热量之比。有效功与所消耗燃料热量之比。机械效率机械效率m: 有效燃料消耗率有效燃料消耗率be 单位有效功的耗油量单位有效功的耗油量三、发动机强化指标三、发动机强化指标升功率升功率pl 发动机每升工作容积所发出的有效功率发动机每升工作容积所发出的有效功率比质量比质量me 发动机的质量与所发出的有效功率之比发动机的质量与所发出的有效功率之比强化系数强化系数pme cm 平均有效压力与活塞平均速度的乘积平均有效压力与活塞平均速度的乘积第一章第一章 发动机的性能发动机的性能5 发动机的环境指标发动机的环境指标噪声噪声 84dB排放性能排放性能 排出有害气体（排出有害气体
26、（CO HC NOx） 、颗粒，其排出量有限制。、颗粒，其排出量有限制。排放标准各国不同，标准还随着发展，不断提高。排放标准各国不同，标准还随着发展，不断提高。2000新认证车型新认证车型 在生产车型在生产车型+ OBD (其他轻型车其他轻型车)+ OBD (M1类汽油车）类汽油车）国国1国国2国国3国国4国国1国国2国国3国国4+ OBD (其他轻型车其他轻型车)+ OBD (M1类汽油车）类汽油车）2013201220112010200920082007200620052004200320022001第一章第一章 发动机的性能发动机的性能国 II： 北京：2003.01； 全国：2004.
27、07国 III： 北京：2005.09 ；全国：2007.07国 IV： 北京：2008.01；全国：2010.07欧欧 I欧欧 0China Emission Regulation Roadmap北京北京Beijing国国 II国国 III北京北京北京北京国国 IV 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 GB 18352.3轻型车轻型车 3.5t第一章第一章 发动机的性能发动机的性能轻型汽车排放试验工况轻型汽车排放试验工况UDCUDCEUDCEUDC从点火开始起取样从点火开始起取样时间，s车速 （ km/h)第一章第一章
28、 发动机的性能发动机的性能重型柴油车排放试验工况（R49与ESC）第一章第一章 发动机的性能发动机的性能6 机械损失机械损失机械效率机械效率m m 有效功率与指示功率之比有效功率与指示功率之比机械损失的测定机械损失的测定1 1、示功图法：、示功图法：取决于示功图的测录的正确程度取决于示功图的测录的正确程度 只适用研发：（只适用研发：（a）上止点难以精确测量（）上止点难以精确测量（b）各缸不均匀性）各缸不均匀性2 2、倒拖法：、倒拖法：发动机在给定工况下工作，之后切断燃油或停止点火，将平衡式发动机在给定工况下工作，之后切断燃油或停止点火，将平衡式电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，维持
29、冷却水电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，维持冷却水和油温不变；和油温不变；测量结果往往偏大测量结果往往偏大3 3、灭缸法：、灭缸法：适用多缸机；误差适用多缸机；误差54 4、油耗线法：先绘出负荷特性曲线，、油耗线法：先绘出负荷特性曲线， 找出接近直线的线段，将其延长与找出接近直线的线段，将其延长与 横坐标相交，交点到原点的长度即横坐标相交，交点到原点的长度即 为平均机械损失压力的值；为平均机械损失压力的值； 不适于汽油机不适于汽油机 （进气量随负荷会明显改变）（进气量随负荷会明显改变）第一章第一章 发动机的性能发动机的性能实验方法：实验方法： 让内燃机在给定的工况下稳定运转，让内燃
30、机在给定的工况下稳定运转， 当冷却水和机油温度到达正常值时，当冷却水和机油温度到达正常值时， 立即切断供油立即切断供油 （柴油机）或停止点（柴油机）或停止点 火（汽油机），同时将电力测功器火（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；转换为电动机，以给定转速倒拖内燃机； 此过程中尽可能维持冷却水和机油温度不变，此过程中尽可能维持冷却水和机油温度不变， 这时电力测功器所测得的倒拖功率即为内燃机在该这时电力测功器所测得的倒拖功率即为内燃机在该 工况下的机械损失功率。工况下的机械损失功率。2.2.倒拖法倒拖法特点：必须使用平衡式电力测功器。特点：必须使用平衡式电力测功器。 适用
31、：汽油机和柴油机适用：汽油机和柴油机第一章第一章 发动机的性能发动机的性能实验方法：实验方法： 首先将内燃机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功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，并调整测功率，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，再测定内燃机的器的阻力矩，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，第二次测得的有效功率有效功率，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功率，然比第一次测得的小，两者之差即为停油气缸的指示
32、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、应的有效功率、。 3.3.灭缸法灭缸法第一章第一章 发动机的性能发动机的性能适用：多缸柴油机适用：多缸柴油机不适用：汽油机不适用：汽油机(偏差大偏差大)，废气涡轮增压内燃机，单缸机，废气涡轮增压内燃机，单缸机各缸的指示功率为：各缸的指示功率为： 将上列各式相加得到整机指示功率为：将上列各式相加得到整机指示功率为：因此，机械损失功率为因此，机械损失功率为 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能4.4.油耗线法油耗线法 实验方法：实验方法： 保证内燃机转速不变，如逐渐改变柴
33、油机供油齿条的保证内燃机转速不变，如逐渐改变柴油机供油齿条的位置，测出每小时耗油量位置，测出每小时耗油量B随负荷变化的关系，绘制成曲随负荷变化的关系，绘制成曲线，这个曲线称为负荷特性曲线，在曲线中找出接近直线线，这个曲线称为负荷特性曲线，在曲线中找出接近直线的线条，并顺此线条作延长线，直到与横坐标相交，则交的线条，并顺此线条作延长线，直到与横坐标相交，则交点到坐标原点的长度即该机的平均机械损失压力。点到坐标原点的长度即该机的平均机械损失压力。 适用：柴油机不适用：汽油机第一章第一章 发动机的性能发动机的性能影响机械损失的因素影响机械损失的因素气缸直径及行程气缸直径及行程气缸容积一定，而气缸容积
34、一定，而S/D减小，减小， m提高提高气缸容积增加，气缸容积增加， m提高提高摩擦损失（占摩擦损失（占70）转速增加，转速增加， m减小减小负荷减小，负荷减小， m减小减小润滑油品质和冷却水温度润滑油品质和冷却水温度在保证发动机正常工作时有可靠润滑条件的前提下，尽量选用粘在保证发动机正常工作时有可靠润滑条件的前提下，尽量选用粘度较小的度较小的润滑油润滑油；SD FD 100 125 锡柴漏油锡柴漏油冷却水温直接影响燃烧过程和传热损失。冷却水温直接影响燃烧过程和传热损失。第一章第一章 发动机的性能发动机的性能7 热平衡热平衡实际循环热平衡实际循环热平衡实际工质的影响：实际气体比热大实际工质的影响
35、：实际气体比热大Wk换气损失换气损失Wr泵气损失：泵气损失： 进、排气系统的进、排气系统的 阻力所消耗的功；阻力所消耗的功；排气门提前开启排气门提前开启 所损失的功；所损失的功；燃烧损失燃烧损失Wz非瞬时燃烧损失非瞬时燃烧损失 和补燃损失；和补燃损失；不完全燃烧损失；不完全燃烧损失；热分解损失；热分解损失；传热损失：热交换损失传热损失：热交换损失 Wb第一章第一章 发动机的性能发动机的性能提高实际循环热效率的途经提高实际循环热效率的途经提高提高来提高汽油机的热效率；来提高汽油机的热效率；燃用稀混合气来提高汽油机的热效率；燃用稀混合气来提高汽油机的热效率；改善混合气形成及燃烧组织不完善的状况来提
36、高柴油机的热效率；改善混合气形成及燃烧组织不完善的状况来提高柴油机的热效率；第一章第一章 发动机的性能发动机的性能发动机热平衡发动机热平衡发动机所耗燃油的热量发动机所耗燃油的热量QT转化为有效功的热量转化为有效功的热量QE废气带走的热量废气带走的热量QR （2550）传递给冷却介质的热量传递给冷却介质的热量QS （1035）燃料不完全燃烧热损失燃料不完全燃烧热损失QB其他热量损失其他热量损失QL第一章第一章 发动机的性能发动机的性能第一章第一章 发动机的性能发动机的性能 以四冲程自然吸气柴油机的能量利用递减图为例说明从燃料化学能到以四冲程自然吸气柴油机的能量利用递减图为例说明从燃料化学能到输出功的能量转换。输出功的能量转换。 第一章第一章 发动机的性能发动机的性能
