内燃机理论循环和实际循环

B 为每小Βιβλιοθήκη Baidu燃油消耗量（kg/h）
Hu 为所用燃料的低热值（kJ/kg）
ηit 、 bi之间的关系： ηit =3.6 ×106 / bi Hu
(4)有效热效率ηet
定义：实际循环的有效功与相应消耗的热量的比值。
ηet=We/Q1=Wiηm/Q1=ηit ηm
同理有 ηet =We/gbHu ηet =3.6 ×103 Pe/（B×Hu）
ηet 、 be之间的关系： ηet =3.6 ×106 / be Hu
6、发动机结构和强化程度的指标
（1）升功率PL—单位发动机排量发出的功率（评价汽缸容积 利用程度）
PL=Pe/Vsi
（kW/L)
升功率PL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
Pe 由测功机实测得到， Pe 与We的关系为：
Pe= （n • i/30 /τ） • We
Pm计算：
Pm= Pi -Pe，也可由试验测得。
Pm=摩擦损失功+附件消耗功+泵气损失功
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。
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%）
be =(B/ Pe)×103 （g/kWh）
（3）指示热效率ηit
定义：实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
ηit=Wi/Q1 ----- Q1为指示功Wi 所消耗的热量（J）
另外：设 gb 为单缸每循环燃料消耗量（循环供油量）
则
ηit =Wi/gb Hu
----- Hu为 燃料的热值
ηit=3.6 ×103 Pi /（B×Hu）
公式：
pmm=30τPm/Vs i n
Pm——机械损失功率； τ ——冲程数； Vs ——工作容积； n ——转速。
（3）同理有： pmi = pme + pmm
4、有效转矩 Ttq
通过试验可测得有效功率 Pe [kW]、 转速 n [r/min]
Pe=2πn/60Ttq/1000
Pe =Ttq n/9550=pme Vs i.n/30τ
三.影响机械损失的因素
1. 转速 n 2. 负荷 3. 润滑油粘度、冷却水温度
选用润滑油的原则：在可靠润滑的条件下，尽 量选用粘度较小的润滑油，以减小摩擦损失， 改善起动性能。
4.点火提前角或供油提前角 5.发动机工作温度 6.发动机技术状况
四.机械损失的测定
1. 示功图法 测量方法：测功器测量有效功率，燃烧分
测功机使发动机恢复到原来转速，再测发 动机的有效功率Pe（1）
c. 依次使各缸熄火， 得到 Pe（i）
测量原理： 测量误差：
柴油机：较好情况下可低于5%； 不适合汽油机（停缸引起进气情况改变）； 适用范围：多缸非增压柴油机；
程度的重要指标之一。
（2）比质量me—单位有效功率所占质量（评价工作过程、轻 量化和紧凑性）
me=m/Pe
（kg/KW）
（3）强化系数 — 平均有效压力Pme与活塞平均速度
Cm的乘积。
7 其他性能指标
（1）环境指标 排放性能和噪声
（2）冷起动性能
§1.4 机械损失
一 机械效率
定义：有效功（功率）与指示功（或功率） 的比值。
m
We W1

Pe P1
1
Pm Pi
二. 机械损失的分类
1. 摩擦损失 如：活塞及活塞环；连杆轴承、曲轴轴承、凸轮
轴轴承，配气机构的摩擦损失；流体摩擦损 失； 2. 驱动附件损失 如：驱动水泵、机油泵、喷油泵、调速器、风扇 3. 泵气损失（进排气过程消耗的功） 4. 驱动扫气泵和增压器的损失(二冲程和增压）
2、指示功、有效功和机械损失功
记：有效功为 We，机械损失功为Wm， 则有：
Wi = We+ Wm
同理，若记指示功率为Pi、有效功率为Pe、机械损失功率为 Pm，则有：
Pi=Pe+Pm
Pi基于示功图得到，
Pi=（2 • n • i/60 /τ） • Wi = （n • i/30 /τ） • Wi
其中：n—发动机转速，r/min； i— 汽缸数 τ—冲程系数（每循环冲程数），
测量状态：尽可能维持冷却水和机油温度不 变。
测量结果：由电力测功器测得的倒拖功率， 即为发动机在该工况下的机械损失功率。 测量误差：偏大。
适用范围：必须使用电力测功器，不适合大 功率高压缩比发动机和 废气涡轮增压柴油 机。
3. 灭缸法 预备状态： 将发动机调整到给定工况稳
定工作
测量方法：a. 测有效功率Pe ； b. 停止向第一缸供油，并调整
发动机输出转矩 Ttq=318.3pme Vs i/τ
5、经济性评价指标
（1）指示燃油消耗率bi ------单位指示功的耗油量。
单位：[g/（kW.h）]
设每小时燃油消耗量为B（kg/h），
则 bi=（B/Pi）×103
（g/kWh）
（2）有效燃油消耗率be-------单位有效功的耗油量
单位：[g/（kW.h）]
③泵气损失（10 ~20%）指进排气过程消耗的 功。
3、平均指示压力与平均有效压力
功和功率往往与气缸容积有关， 不同发动机间难以相互比较。
（1）平均指示压力 定义：单位气缸工作容积所 作的指示功。
pmi=Wi/ Vs
即：Wi= pmi • Vs = pmi•（πD2）/4 • S
相当于一个不变的压力pmi作用在 活塞上，使其移动一个冲程所作 的功，其值等于Wi
析仪或示波器测得缸内压力，计算得到 指示功率。 测量原理：Pi - Pe = Pm 缺点：只能测整体机械损失。 应用：上止点位置能够精确校正。废气涡 轮、中高压柴油机。
2 倒拖法
测量方法：
（1）发动机与电力测功机相连；
（2）发动机在给定工况下稳定运转，冷却 水和机油温度处于正常值；
（3）切断供油（柴油机），停止点火（汽 油机），将电力测功机转换为电动机， 以给定转速到拖发动机。
意义：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， pmi 越高，气缸工作容积利用率越 高。
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）
（2）同理可定义平均有效压力 pme 和 平均机械损失压力 pmm
平均机械损失压力 pmm
定义：发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。 意义：用来衡量机械损失的大小。