第一章 内燃机性能指标及实际循环热计算

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，反映 了发动机输出转矩Te的大小。
4.转速n和活塞平均速度Cm 四行程内燃机曲轴旋转一圈，则活塞上、下移动两个活塞行
程。所以转速与活塞平均速度的关系为：
cm
sn 30
(m /
s)
二.内燃机经济性指标
1.有效热效率ηe：实际循环的有效功与为得到有效功所消耗热量的 比值。
1．排气品质
汽车的排放标准对氮氧化物(ＮＯｘ)、碳氢化合物(ＨＣ) 及一 氧化碳(ＣＯ)３ 种危害最大的气体的排放量都做出限额规定。 排气颗粒是指排放物中除水以外的各种液态和固态微粒。
2．噪声
汽车是城市中主要的噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪 声源。
3．起动性能
我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10℃ 、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时，15s以内发动机 要能自行运转。
2.灭缸法
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 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 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，即可测得对 应的有效功率、……。
各缸的指示功率为：
Pi1 Pe Pe(1) Pi2 Pe Pe(2)
将上列各式相加得到整机指示功率为：
Pi Pi1 Pi2 ＝iPe (Pe(1) Pe(2) ）
因此，机械损失功率为
Pm Pi Pe (i 1)Pe (Pe(1) Pe(2) ）
3.油耗线法
在负荷特性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，则交点到坐标原点的长度即该机的 平均机械损失压力。
第六节 机械损失
机械损失分配情况
一.机械效率
机械效率是有效功率和指示功率的比值。
机械效率的大致范围是：
汽油机
0.7~0.9
柴油机
0.7~0.85
二.机械损失的测定
1.倒拖法
① 让内燃机在给定的工况下稳定运转， ② 当冷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， ③ 此过程中尽可能维持冷却水和机油温度不变， ④ 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。
发动机实际循环与 理论循环的比较
1.工质的影响：实际循环中，燃烧前后工质成分、数量改变； 2.换气损失：实际循环中，存在进、排气过程中的流动阻力损失
和有用功损失；
3.传热损失：工质与周围环境的热量交换； 4.燃烧损失： （1）燃料燃烧速度的有限性
a.压缩负功的增加 ; b.最高压力的下降; c.初始膨胀比减小。 （2）后燃及不完全燃烧 （3）在高温下部分燃烧产物分解而吸热，是循环最高温度下降。 5.时间损失 6.其他损失
第一章内燃机性能指标及实际循环热计算
第一节 内燃机理论循环概述 第二节 内燃机实际循环与热损失 第三节 热平衡 第四节 指示指标 第五节 有效指标 第六节 机械损失 第七节 燃烧热化学 第八节 燃烧基本理论 第九节 实际循环的近似计算———热计算 第十节 实际循环数值计算的基本微分方程式
本章要求：
2. 有效燃油消耗率ge：单位有效功率的耗油量。
三.内燃机强化程度
1.升功率：发动机每升工作容积所发出的有效功率称为升功率。
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L
peVhin
30Vhi
pen
30
(kw /
L)
2.比质量：发动机的质量G与所发出的标定功率之比。
3.强化系数：平均有效压力ｐｅ与活塞平均速度Ｃｍ的乘积称为强 化系数。
四.内燃机其他性能评定
4.示功图法
录取被测内燃机一个汽缸的示功图，然后算出ｐｉ 值， 同时从测功器上记录该工况的读数值并由此算出ｐｅ 值， 二者之差值即为该工况下内燃机的平均机械损失压力ｐｍ。
三.影响机械效率的因素
1.转速n(或活塞平均速度Cm)
ｎ或Ｃｍ 增大，各摩擦副之间的相对速度增加，摩擦损失 增大，同时曲柄连杆机构的惯性力增大，活塞的侧压力和轴承 负荷增大，摩擦损失也增大。ｎ增大，泵气损失、驱动附件消 耗的功随之增加，所以机械效率下降。
第三节 热平衡
一. 热量分配情况： （1）一部分转化为有用功 ； （2）一部分传递给冷却介质： （3）废气带走的热量； （4）不完全燃烧、辐射热、驱动附件的能量 消耗等其他热量损失. QT=Qe+Qs+Qr+Qb+QL 100%=qe+qs+qr+qb+ql
二.发动机热平衡
第四节 指示指标
示功图： 气缸内工质的压力p随气缸工作容积v或曲 轴转角θ变化的图形称为示功图。
2．定容加热循环
汽油机中混合 气燃烧迅速，近似 为定容加热循环。
3．定压加热循环
高增压和低速大 型柴油机工作循环近 似为定压加热循环。
二、评定指标
1．循环热效率
混合加热循环
t
1
1
K 1
K 1
1 K
1
2．循环平均压力 混合加热循环
ptm
K 1
pa
K 1
1
K
1t
第二节 内燃机实际循环与热损失
三.指示热效率和指示燃油消耗率
1. 指示热效率ηi：发动机实际循环指示功与所消耗燃料热量的比值。 ηi = Wi / Q1
2. 指示燃油消耗率gi：单位指示功的耗油量。
第五节 有效指标
一.内燃机动力性指标
1.有效功率Pe：发动机功率输出轴上实际输出的净功率。 Pe = Pi - Pm (kW)
2.有效转矩Me：发动机工作时，由功率输出轴输出的转矩。
一.指示功和平均指示压力
1. 指示功Wi：气缸内完成一个工作循环所作的有用功。可由p-v图 中闭合曲线包围的面积求得。
Wi = Fi ab / 106 (J) 2. 平均指示压力pi：单位气缸容积一个工作循环所作的指示功。
pi = Wi / Vh (MPa)
二.指示功率
指示功率Pi：发动机单位时间内所作的指示功。
1. 掌握内燃机三种理想循环，理解内燃机实际循环 与热损失，了解内燃机热平衡；
2. 掌握内燃机指示指标与有效指标，理解机械损失 及其测试方法；
3. 熟悉内燃机燃烧热化学及基本理论，了解内燃机 实际循环的热近似计算，了解时间循环数值计算 的基本微分方程。
第一节 内燃机理论循环概述
一、理想循环
1.混合加热循环 高速柴油机:混合加热循环 燃烧过程基本上由定容燃 烧和定压燃烧