发动机的主要性能参数

Wi Vs
Wi ：一个实际循环工质对 活塞所做的有用功，称
为指示功（KJ）
Vs ：气缸工作容积（L）
指示指标－平均指示压力 pi
• 以一个假想的、大小不变的压力作用在活塞上 ，使活塞移动一个行程，其所做的功等于循环 功，则此假想的压力即为平均指示压力 pi
• pi 的物理意义是单位气缸工作容积的指示 功,代表了单位气缸工作容积的工作能力
，是发动机性能的一个重要评价指标。
汽油机 柴油机 增压柴油机
0.7 - 1.3 MPa 0.65 - 1.1 MPa 1.1 - 1.6 MPa
指示指标－指示功率 Pi
• 循环指示功 Wi（J）可以写成：
• 发动W机i 指示p功i 率Vs Pi（pki WD）4 ：2 S 10 3
Pi
Wi
n 2 i
动力性有效指标－有效转矩 Te
• 由功率输出轴输出的转矩称为有效
转矩Te。它与有效功率Pe（kW）之
间的关系是 ：
Pe
2nTe
60 1000
Te n 9550
动力性指标－平均有效压力（ pme ）
• 发动机单位气缸工作容积输出的有效功。
与有效功率Pe 之间的关系是：
Pe
pme Vs i n
30
发动机的性能指标
发动机性能
• 发动机性能指标包括：经济性、动力性 、可靠耐久性、使用维修性、排放噪声 性以及加工工艺性等各个方面
• 工质：能实现热能和机械能相互转换的媒介物质,对车 用内燃机来说通常指汽缸内的可燃混合气。
如：燃烧前：空气、可燃混合气 燃烧后：CO2和水蒸气
• 工质的功：工质推动活塞移动，称工质对外做功；压 缩工质时，外界对工质做功。
第一节
实际循环的来自百度文库定－指示指标
两类指标的比较
• 指示指标（i）
以工质在气缸内对活塞做功为基础，评 定实际循环质量的好坏。
• 有效指标（e）
以曲轴对外输出的功率为基础，代表整 机的性能。
指示指标——指示功Wi
• 定义：在气缸内完成一个循环工 质对活塞所做的有用功。
指示指标－平均指示压力 pi
pi
Pme
30 pe
Vsin
• pme值大，说明单位气缸工作容积对外输出 的功多，做功能力强
经济性指标－有效燃油消耗率ge
• 有效燃料消耗率（简称油耗）是指单位有效功的耗 油量
ge
mh Pe
1000
e
3.6 ge hn
10 6
• 单位【g / (kW • h)】
汽油机 280－360 柴油机 220－290
有效指标（e） 以曲轴对外输出的功率为基础，
代表整机的性能。
发动机经济性和动力性－有效指标
• 发动机的指示功率Pi 并不能完全对外输出 • 功在发动机内部的传递过程中，不可避免有
损失Pm ，这些损失包括：
‧运动零件的摩擦损失 ‧驱动附属机构的损失 ‧泵气损失
动力性指标－有效功率 Pe（Ne）
Pe = Pi – Pm Pm － 机械损失功率 Pe － 有效功率，可由试验求得
2.5-9.0
6-11
拖拉机柴油机 9-15
5.5-16
9-15
提高发动机性能的途径
• 增压技术 • 合理组织燃烧，提高循环指示功率 • 改善换气过程，提高充气效率 • 提高发动机转速 • 提高发动机机械效率
增压柴油机
1500-4000 8-12.5
S/D 0.7 - 1.0 0.8 - 1.2 0.9 - 1.3
发动机强化指标
• 升功率PL （kW／L）
• 比质量me （kg／kW）
• 强化系数pme • Cm （MPa • m/s）
PL
me
pmeCm
汽油机
30-70
1.1-4.0
8-17
汽车柴油机 18-30
sn vcm 30
• vcm与曲柄连杆机构的惯性力、磨损、寿命 相关。一般汽油机不超过18m/s，柴油机 不超过13m/s。
动力性指标－转速n和活塞平均速度vcm
• n、vcm、S/D值的大致范围是：
n（r/min） Cm（m/s）
小客车汽油机 5000-8000 12-15
载货车汽油机 3600-4500 10-13
耗）是指单位指示功的耗油量
gi
mh Pi
103
mh : 每小时耗油量（kg / h）
• 单位【g / (kW • h)】
指示燃油消耗率 汽油机 205-320 柴油机 170-200
指示热效率 0.25-0.40 0.43-0.50
指示热效率和指示燃油消耗率的关系：
i
3.6 gi hn
10 6
第二节 发动机的有效指标
60
piVs i n
30
• 指示功率：发动机单位时间内的指示
功
指示指标－指示热效率 ŋi
• 指示热效率ŋi
i
Wi Qi
• Qi--为得到指示功Wi所消耗燃料的热量
• 指示热效率ŋi 的范围
汽油机 0.25 - 0.4
柴油机 0.43 - 0.5
指示指标－指示油耗率 gi（ bi ）
• 指示燃料消耗率（简称指示比油
气体的膨胀功 W
• 设在图a所示的气缸中装有 1 kg 气体， 气体的体积为 V ，压力为 P ，活塞截面 积为 A 。
• 若气体压力大于大气压：气体推动活塞 右移，称为气体对活塞做功
• 若推动活塞对气体做功，活塞左移，气 体体积缩小
示功图
气体做功量的计算
• 若气缸中气体的质量为 m ，其 总容积为V=mv ，膨胀功为:
与指示燃料消耗率的比较
经济性指标－有效热效率ŋe
• 有效热效率ŋe
e
We Q1
• 有效热效率ŋe 的范围
汽油机 0.2 - 0.3 柴油机 0.3 - 0.4
动力性指标－转速n和活塞平均速度vcm
• 提高发动机转速（n），即增加单位时间 的做功次数，从而使发动机体积小、重量 轻和功率大。
• 活塞平均速度vcm：