第1章_性能指标与影响因素1汇总

1.工质对活塞所作功及示功图
2.发动机的性能指标
3.影响动力经济性指标的环节 与因素
第1章 动力、经济性能指标与影响因素
汽车发动机产品质量优劣的评价指标主要由以下5类：
1）功率、转矩和运行速度（如转速、活塞平均速度） 动力性指标；
2）有效效率和燃料消耗率（或考虑润滑油消耗率）经济性指标；
3）CO、HC 、NOX 和PM等 有害排放指标；
TDC(上止点) p
BDC(下止点)
pz
示功图
Indicator Diagram
气门重叠
p0
IVO
EVC Vc
Vs
p-V 图
EVO IVC V
p
pz 压力图/
要求会识图 和画图！
展开示功图
w/o combustion
TDC
BDC
TDC
BDC
TDC
p0 0
180
360
540
720CA
E
I
E
I
p- 图
VC-压缩终点气缸容积 VS-气缸工作容积 po-大气压力 pz-最高爆发压力
工质对活塞所作功
正负功确定原则：
Compression Power
压缩过程 作功过程
W<0
W>0
Exhaust 排气过程
W<0
Intake 进气过程
W>0
循环功：W = pdV
压力方向与活塞运动方向一致， 工质对活塞作正功
净指示功
W1+W2
记住：理论泵气功和实际泵气功可正、可负，但泵气损失功永远为负！
示功图（二冲程）
IPO - Intake Port Open IPC - Intake Port Close EPO - Exhaust Port Open EPC - Exhaust Port Close
TDC p pz
动力过程(循环)功 Wt =W1 + W3 实际泵气功 Wpr = - (W2+W3 )
(总)指示功＝动力过程功＋理论泵气功(不考虑泵气损失) 净指示功（Win）＝动力过程功＋实际泵气功(考虑泵气损失)
Wpr = - (W2+W3 ) 负功
泵气损失(Pumping loss)
总为负，节流造成的。
（实际泵气功理论泵气功） -(W2+W3 ) -0 负功
讲课内容
第一部分：动力输出与能量利用
第1章 性能指标与影响因素 第2章 燃料、工质与热化学 第3章 工作循环与能量利用 第4章 换气过程与进气充量 第5章 运行特性与整车匹配
汽车发动机原理
Automotive Engine Fundamentals
宁波工程学院 车辆工程教研室
点燃式和压燃式内燃机 工作过程、燃烧理论、性能分析及参数调控
讲课内容
第一部分：动力输出与能量利用
第1章 动力、经济性能指标与影响因素 第2章 燃料、工质与热化学 第3章 工作循环与能量利用 第4章 换气过程与进气充量 第5章 运行特性与整车匹配
往复式活塞发动机中活塞运动时，缸内工质以及缸外介质（曲轴箱内压力）
都要对活塞做功。缸内压力方向与活塞运动方向一致，工质对活塞作正功（进气和膨
胀）。否则做负功（压缩和排气，反向）。一个循环所有冲程做功之和就是循环功。
冲程功或循环功都可以用p-V示功图或p-Φ压力图（展开示功图）表示。
功 pdV + -
压力方向与活塞运动方向相反， 工质对活塞作负功
动力过程功：压缩与燃烧膨胀冲 程所作功之代数和
泵气过程功：进气与排气冲程所 作功之代数和（即实际泵气功）
1.1.2 自然吸气(Natural Aspirated)发动机作功分析
进气压力pd 大气压力p0 排气压力pe 大气压力p0
与泵气有关的功：
理论泵气功
忽略流动阻力, 进、排气冲程压力所
作功之代数和。自百度文库吸气发动机进、
排气压力相同（等于大气压力），
即理论泵气功为零
ac 压缩冲程 czb 燃烧膨胀冲程 br 排气冲程 ra 进气冲程
实际泵气功(泵气过程功) Wpr
由于流动存在阻力，进气压力低于 大气压，排气压力高于大气压力， 造成进气和排气流动损失功，两者 之和为实际泵气功
第二部分：燃烧与排放
第6章 燃烧的基础知识 第7章 柴油机混合气形成与燃烧 第8章 汽油机混合气形成与燃烧 第9章 有害排放物的生成与控制 第10章 新燃烧方式与替代燃料动力
1. 动力的获取和输出；能量的消 耗和利用
2. 燃料能量转换的“质”环节； 加入整机能量总量的“量”环 节
讲课内容
第一部分：动力输出与能量利用
p0 VC
p
BDC
pz
BDC
TDC
BDC
TDC
BDC
EPO IPO
p0 0
180
I 360 E 540
720 CA
VS
EPC IPC
V
1.自学曲轴箱扫气式二冲程发动机的曲轴箱换气功 2.思考:为什么四冲程发动机可以忽略曲轴箱换气功，
而二冲程发动机不可以忽略？
3.思考：为什么车用发动机大都用四冲程发动机？
1.1.3 涡轮增压(Turbocharging)发动机作功分析
实际进气压力pd＞实际排气压力pe ＞大气压力p0
Pd—缸内进气压力 Pe—缸内排气压力
理论泵气功
(pb – pk) Vs 正功
实际泵气功
W2 正功
泵气损失功
W2-(pb – pk) Vs 阴影面积 负功
(总)指示功
W1＋(pb-pk)Vs
活塞背面压力p0在四个冲程中对活塞所做功正、负相抵消，故循环功仅用 缸内工质对活塞所做功来计算。
工质对活塞所作功 示功图（四冲程）
ds
A
p
TDC - Top Dead Center BDC - Bottom Dead Center IVO - Intake Valve Open IVC - Intake Valve Close EVO - Exhaust Valve Open EVC - Exhaust Valve Close
4）燃烧噪声和冷启动等 其它运转性能指标；
前四类指标本书涉及
5）可靠性、耐久性、维修方便性等 使用性能指标。
本章对往复式活塞发动机做功进行概述，然后引入动力及经济性指标的基本
概念，最后通过发动机能量转换和循环充量两个环节做概括性分析，指出对性能
指标的影响因素。
1.1 工质对活塞做功及示功图
1.1.1 工质对活塞做功
第1章动力、经济性能指标与影响因素 第2章 燃料、工质与热化学 第3章 工作循环与能量利用 第4章 换气过程与进气充量 第5章 运行特性与整车匹配
第二部分：燃烧与排放
第6章 燃烧的基础知识 第7章 柴油机混合气形成与燃烧 第8章 汽油机混合气形成与燃烧 第9章 有害排放物的生成与控制 第10章 新燃烧方式与替代燃料动力