发动机性能指标
发动机主要性能指标及特性综述
发动机主要性能指标及特性综述摘要：本文是以发动机的性能指标及特性为对象，通过研究了解动力性指标、经济性指标、发动机速度特性、发动机工况与负荷、发动机性能指标分类、发动机调节特性、发动机性能特性、发动机性能指标的校、指示功率、指示燃油消耗率等概念及数据，让我们直观及更方便的的方法了解发动机的性能和特性，使我在维修、检测及提升性能等一些方面能更快更有效。
一、发动机主要性能指标：1、动力性指标2、经济性指标3、发动机速度特性4、发动机工况与负荷5、发动机性能指标分类二、发动机特性：1、基本概念2、发动机调节特性3、发动机性能特性4、发动机性能指标的校正三、发动机的指示指标：1、指示功和平均指示压力2、指示功率3、指示燃油消耗率一、发动机主要性能指标1.1、动力性指标（1）有效转矩（T+4）（单位N.m）发动机通过飞轮对外输出的转矩（2）有效功率（Pe表示，单位KW）A、定义：发动机通过飞轮对外输出功率称为发动机的有效功率B、计算公式：(3)发动机产品铭牌A、标定功率和标定转速：发动机产品铭牌上标明的功率及相应的转速称为标定功率和标定转速B、标定功率分类：15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率其中，汽车上常用15分钟功率作为标定功率1.2、经济性指标（1）表示方法：燃油消耗率（2）定义：指发动机每发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量（g为单位）（3）要求：燃油消耗率越低、燃油经济性越好（4）计算公式：1.3、发动机速度特性（1）定义：发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律（2）来源：发动机台架试验（3）发动机外特性：节气门全开时，台架试验所得到的速度特性称为发动机外特性（4）发动机部分特性：除节气门全开外得到的速度特性称为部分特性（5）发动机外特性曲线图1.4、发动机工况与负荷（1）工况（发动机工作状况）：一般用宅的功率与曲轴转速来表征，或也可用负荷与曲轴转速来表示（2）负荷：在某一转速下发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比（%）1.5、发动机性能指标分类发动机的性能主要有两个指标，一个是功率，一个是扭矩。
汽车结构性能与使用课件 单元五 发动机性能
2.平均有效压力（动力性）
定义：单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作 Pme， 单位为 MPa 。
Pme
Pe t V
Pe
60
n2 Vh i
30Pe
Vhin
式中 i ——缸数； Vh ——每缸工作容积； ——冲程数； Pe ——有效功率； n ——转速 。
3.有效热效率（经济性） 定义：发动机的有效功We与得到此功所消耗燃料热量Q1之比，记作 ηet。
• 机械损失组成 • 活塞与活塞环的摩擦损失 • 轴承的摩擦损失 • 驱动附属机构的损失 • 泵气损失 • 机械损失的评定：机械效率
6.机械效率
定义：有效功率与指示功率之比。
m
Pe Pi
1 Pm Pi
式中Pm——机械损失功率。
二、发动机特性 • 发动机主要性能指标,如功率Pe、转矩Ttq、耗油量 qmf、耗油率be及噪声和各种效率随发动机转速和 负荷变化的关系，称为发动机特性。
单元五 发动机性能指标
发动机的性 能指标
指示指标 有效指标
一、发动机的指示指标
指示指标是以工质（可燃混合气）在气缸内对活塞做功为基础。
指示指标
动力性经济性Fra bibliotek指示功
平均 指示压力
指示功率
指示热效率
指示 燃油消耗率
二、发动机的有效指标
有效指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表发动机的整体性能。
有效功率
机械效率
有效转矩
有效指标 平均有效压力
有效燃油消耗率 有效热效率
1.有效功率（动力性） 定义：发动机在单位时间曲轴对外输出的有效功称为有效功率，记作 pe 单位为 KW。 指示功率Pi，有效功率Pe，消耗功率Pm三者关系为 Pe=Pi-Pm
经典：发动机性能指标
1.指示功Wi:一个实际循环工质对活塞所做的有用功。
Wi =Ai x axb
（N•m 或 J)
Ai—示功图面积（cm2）
a —示功图纵坐标比例尺（KPa/cm）
b —示功图横坐标比例尺（dm3/cm）
2.平均指示压力pi ：发动机单位气缸工作容积一个循环 所做的指示功。相当于一个假想的平均不变的压力，
汽油机 柴油机
0.8~1.5MPa 0.7 ~ 1.1MPa
2.循环热效率ηi
定义：实际循环指示功与所消耗的燃料热量
的比值。
公式：ηi=Wi/Q
式中： Q—得到指示功Wi 所消耗的热量（kJ）。
汽油机ηi约为0.25~0.40，柴油机ηi约为0.4~0.5
二、有效性能指标
1.有效功率 Pe 物理意义：发动机运转时曲轴对外输出的功率
P的一般范围是： ห้องสมุดไป่ตู้油机 柴油机
588~981KPa 588~883KPa
4.有效燃油消耗率Ge 定义：单位有效功的耗油量[g/(kW·h)] 公式： Ge =(GT/ Ne)×103(g/Kw.h)
GT——每小时耗油量，kg/h Ne ——有效功率，Kw.
汽油机Ge约为270~410g/(KW.h)，柴油机约为215~285g/(KW.h)
发动机性能指标
衡量发动机的性能指标有指示性能指标 、有效性能指标、标定性能指标。 一、指示性能指标
指示指标不受动力输出过程中机械摩擦和 附件消耗等各种外来因素影响，直接反映由燃 烧到热功转换的工作循环进行的好坏。 主要有：指示功用来评定实际循环动力性的好 坏；循环热效率用来评定循环的经济性。
一、指示功和平均指示压力pmi
有效功率Ne--从发动机曲轴上输出的净功率
第三节发动机主要性能指标和特性
2.2 第三节： 发动机主要性能指标和特性 柴油机的负荷特性曲线分析
汽车工程系
从负荷特性曲线上可以看出，在接近全 负荷时，ge最低，因此，为了提高汽车 的燃料经济性，希望发动机经常处于ge 低，负荷又较大的经济负荷区运行。
汽、柴油机负荷特性曲线的比较 第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽车工程系
3、发动机万有特性
第三节： 发动机主要性能指标和特性 根据万有特性，可以看出发动机在任 何转速与负荷运行时的经济性。最内 层的等耗油率曲线相当于最经济的区 域，曲线越向外，经济性越差。等耗 油率曲线的形状及分布情况对发动机 的使用经济性有重要影响。若等耗油 率曲线在横坐标方向较大，则表明发 动机在转速变化较大而负荷变化较小 的情况下工作时，经济性好；若在纵 坐标方向较长，则表示发动机在负荷 变化较大而转速变化范围不大的情况 下工作时，燃油消耗率较小。
柴油机速度特性曲线
测定柴油机速度特性时， 除保持油量调节拉杆位置 不变外，供油提前角调整 到最佳状态，水温、油温、 油压等也应保持正常稳定 状态，如图所示为油量调 节拉杆在全、中、小3个 位置时的特性曲线，全位 置曲线即为外特性曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性 由曲线可知发动机转矩Me 随发动机转速n增加而缓慢 增加，在中等转速范围内， Me随n增加而降低，这样柴 油机的转矩曲线比较平缓， 这对柴油机运转的稳定性和 克服超载能力是不利的。为 此，柴油机必须通过调速器 中的油量校正装置来改造柴 油机外特性转矩曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽油机速度特性曲线分析 测定汽油机速度特性曲线时，除了保持节气门开度 不变之外，化油器、点火提前角均需调整到最佳状 态，水温、油温、油压等也均应保持正常稳定的状 态。从速度特性曲线上可看到发动机有效功率Pe 、 有效转矩Me 、有效燃油消耗率 g e 等随转速变化 的规律，如下图所示，为某汽油机节气门开度在 全开、中等开度和小开度3中状况时的特性曲线。
发动机术语及特性曲线
1、发动机主要性能指标： 、发动机主要性能指标： 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、噪声 和排气品质； 和排气品质； • （1）有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩 ）有效转矩： 称为有效转矩， Te表示 单位N.m， 表示， 称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 • （2）有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率 ）有效功率： 称为有效功率， 表示， 称为有效功率，用Pe表示，它等于有效转矩与曲 表示 轴角速度乘积。 轴角速度乘积。 • 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速，称为 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速， 额定功率和额定转速。 额定功率和额定转速。 • • • •
发动机性能参数定义
• （12）、 工况（指发动机的工作状况）：一般用 ）：一般用 ）、 工况（指发动机的工作状况）： 它的功率与曲轴转速来表征， 它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲 轴转速来表明 。 • 固定式内燃机工况：直线工况和点工况 固定式内燃机工况： • 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大；如 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大； 发电机、空压机和水泵等； 发电机、空压机和水泵等； • 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； • 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； • 车用（面）工况：功率和转速在大范围内独立变 车用（ 工况： 无确定函数关系；陆地运输机械、 化，无确定函数关系；陆地运输机械、工程机械 等 • （13）、 升功率：最大功率与排气量的比值；表 ）、 升功率：最大功率与排气量的比值； 示了单位气缸工作容积的利用率， 示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表 示单位气缸工作容积所发出的功率越大； 示单位气缸工作容积所发出的功率越大；
第一章 第三节 发动机主要性能指标及编号规则
14
本 节 小 结
1
发动机主要指标
动力性指标
经济学指标 运转性指标
2
发动机特性
发动机速度特性 发动机负荷特性
3
发动机编号规则
15
造厂选用适当符号表示。 例：6E430SDzZCz
12
例如： 12V135ZG表示12缸，v型，四冲 程，缸径135，水冷，增压，工 程机械用
1E65F表示单缸，两冲程，缸径 65mm，风冷，通用型
13
发动机型号编制举例 (1)EQ 6100—1型汽油机：表示二汽生产、六缸、四冲程、 缸径100mm、水冷、通用型、第一种变型产品。 (2)6120 Q柴油机：表示6缸、四冲程、缸径120mm、水冷、 车用。 (3)12V135Z柴油机：表示12缸、V形、四冲程、缸径135mm、 水冷、增压。
耐久性指标
主要零件磨损到不能继续正 常工作的极限时间
工艺性指标
制造和维修的方便程度
2
一、发动机主要性能指标
(1)、动力性指标：
指发动机有效转矩和有效功率两者之间关系。 1有效转矩Me: 通过输出轴对外输出的扭矩。 2有效功率Pe 通过输出轴对外输出的功率，其大小为：
Ttq n 2n 3 Pe Ttq 10 60 9550
第三节 发动机主要性能指标 特性及编号规则
1
2 3
发动机主要指标
发动机特性 发动机编号规则
1
本 节 展 开
发动机的主要性能指标
动力性指标
表征发动机作功能力大小
经济性指标
发动机热效率和燃油消耗率
环境性能指标
指发动机排放品质和噪声 水平
可靠性指标
规定条件下，正常持续工作 能力
第5节发动机的性能指标
2、机械损失的测定
1）倒拖法 发动机与平衡电力测功器相连， 发动机与平衡电力测功器相连，首先让发动机在规 定工况下稳定运转。 定工况下稳定运转。当冷却水和机油温度达到规定值 汽油机停止点火，柴油机切断供油， 时，汽油机停止点火，柴油机切断供油，同时将电力 测功器转换为电动机，按给定转速倒拖发动机。 测功器转换为电动机，按给定转速倒拖发动机。电力 所测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失 功率。 功率。 缺点：必须使用平衡电力测功器；价格偏高；由于 缺点：必须使用平衡电力测功器；价格偏高； 缸内压力、温度与实际不符，测量结果往往偏大。 缸内压力、温度与实际不符，测量结果往往偏大。 我国汽车发动机试验标准中规定， 我国汽车发动机试验标准中规定，应优先采用此法测 量机械损失功率。 量机械损失功率。
指发动机输出轴上输出的转矩 指发动机气缸工作容积输出的有 效功 指标定工况下， 指标定工况下，每升汽缸工作容 积所发出的有效功率 指发动机的净质量与有效功率的 比值 指平均有效压力与活塞平均速度 的乘积 指单位有效功的耗油量 指发动机实际循环有效功与所消 耗热量之比
me =
m Pe pe × Cm
GT ×103 Pe
2． 灭缸法——适用于多缸发动机 灭缸法—— ——适用于多缸发动机
三、影响机械效率的因素
1、点火提前角或供油提前角 汽油机的点火提前角和柴油机的供油提前角直接影 响实际循环指示功和缸内最高压力。 响实际循环指示功和缸内最高压力。 提前角过大：提前燃烧的损失大大增加，循环指示 提前角过大：提前燃烧的损失大大增加， 功减少，缸内最高压力增大， 功减少，缸内最高压力增大，使活塞侧压力和轴承负荷 增加，摩擦损失增加——机械效率下降； 增加，摩擦损失增加——机械效率下降； ——机械效率下降 提前角过小：后燃损失增加，循环指示功减少， 提前角过小：后燃损失增加，循环指示功减少，机 械损失也减少，但所占比例小，机械效率仍旧下降。 械损失也减少，但所占比例小，机械效率仍旧下降。
第一章汽车发动机性能的评价
(4)进气晚关角β 进气门晚于活塞到达下止点而关闭的角度称为进
气晚关角。
(5)气门重叠角α+δ 排气门晚关和进气门早开必然形成气门开启重
叠，其重叠开启的角度称为气门重叠角。
二、充气效率及其对发动机性能的影响
1.充气效率
2.影响充气效率的因素
(1)进气终了压力pa′ pa′对ην有重要影响，pa′越高，ην值越大。
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•图1-4 发动机机械效率随负荷变化的 关系曲线
第一章汽车发动机性能的评价
•第一节 发动机动力能和经济性能的评价指标
•(3)润滑油品质 在机械损失中，摩擦损失占了很大的百分比，因此 改善相对运动面上的润滑条件可以显著提高ηm。
•表1-7 常用发动机润滑油的粘度等级及使用环境温度范围
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第一章汽车发动机性能的评价
•第二节 发动机的换气过程
•1)增大进气门直径，即增大进气门处的有效流通截面面积，选择合 适的排气门直径。 2)为了进一步增大进气门流通截面，提高充气量，现代发动机采用 了3～5个(每缸个进气门，1～2个排气门)的多气门结构。
•表1-8 几种典型的多气门与2气门轿车发动机动力性能比较
1_第一章汽车发动机性 能的评价
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2023/5/7
第一章汽车发动机性能的评价
•第一章 汽车发动机性能的评价
１)动力性能指标：有效功率、有效转矩、发动机转速、活塞平均 速度等。 ２)经济性能指标：有效热效率、有效燃油消耗率等。 ３)强化指标：升功率、强化系数等。 ４)有害物质排放指标：CO、HC、NOx和微粒等。 ５)其他运行性能指标：噪声和冷起动等。 ６)使用性能指标：可靠性、耐久性、维修方便性。 第一节 发动机动力性能和经济性能的评价指标 第二节 发动机的换气过程 第三节 燃料的特性及其对发动机的影响 第四节 柴油机混合气的形成与燃烧
发动机的性能指标
2.
有效热功率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功 e 的百分数称为有效热功率，记作 有效燃油消耗率 发动机每输出1kW· h的有效功 所消耗的燃油量，记作be ，单位为g/(kW· h)。
be B 103 P e
式中：B－发动机单位时间内的耗油量，kg/h Pe－发动机的有效功率，kW
五 环境指标
定义：主要是指发动机排气品质和噪音水平。 在排放方面，目前主要限制一氧化碳（CO）、 碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）以 及除水以外的任何液体和固定颗粒的排放。 噪声 汽车是城市噪声的主要来源，发动机又 是汽车的主要噪声源，所以控制发动机的噪声 很重要。
六 可靠性指标
Te n 2 n 3 Pe Te 10 (kW) 60 9550
式中：Te －有效转矩，N· m ｎ－曲轴转速，r/min
3.
4.
发动机转速 发动机每分钟的回转数称为发动机转速。用n 表示，单位为： r/min 平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功 记作Pme，单位为MPa
二 经济性指标
发动机的性能指标
一 动力性指标
1.
2.
定义：表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有 效转矩、有效功率、转速和平均有效压力作为评价发动机动 力性好坏的指标。 有效转矩，发动机对外输出的转矩，记作Te ，单位为N· m。 有效功率，发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功 率，记作Pe，单位为kW。公式为
三 强化指标定义：发动机承受热荷和机械负荷的能力1.
2.
升功率 发动机在标定工况下，单位发动机 排量输出的有效功率，记作PL。 强化系数 平均有效压力与活塞平均速度的 成绩。记作PmeCm。
怎样评价汽车发动机性能
怎样评价汽车发动机性能汽车发动机性能的评价主要基于以下几个方面：1.最大功率和最大转矩：发动机在转速曲线上达到的最大功率和最大转矩的峰值是评价其性能的重要指标。
一般来说，一个优秀的发动机应该在较低的转速下就能达到最大转矩峰值，提供更好的起步和爬坡能力，并减少换档的频率。
同时，最大功率峰值的位置也应该合理，不过分侧重在高转速区域，以便在城市拥堵时能够保持动力输出，而不需要频繁换档维持高转速。
2.平均有效压力：这是指单位气缸工作容积的有效功，即推动活塞向下运行的力。
一般来说，发动机的平均有效压力越大，发动机的功能力越强，最大功率和扭矩也就越大。
许多汽车发动机都采用了涡轮增压技术，其平均有效压力高于自然吸气发动机，因此涡轮增压发动机比同等排量的自然吸气发动机具有更高的功率和最大扭矩。
3.扭矩和转速：扭矩是指发动机输出的旋转力矩，转速则是发动机每分钟旋转的圈数。
一般情况下，发动机的扭矩越大，其加速能力和爬坡能力越强；发动机最大扭矩出现的越早，连续速度范围越宽，汽车的动力性能也就越好。
4.经济性：发动机的经济性也是评价其性能的重要因素。
一般来说，一个经济型的发动机应该在保证动力性的同时，具有较低的油耗和排放。
5.噪音和振动：发动机的噪音和振动也是评价其性能的重要因素。
一般来说，一个优秀的发动机应该具有较低的噪音和较小的振动。
综上所述，评价汽车发动机性能需要综合考虑多个方面，包括最大功率和最大转矩、平均有效压力、扭矩和转速、经济性以及噪音和振动等。
这些因素共同决定了发动机的性能表现以及整车的动力和经济性能。
此外，对于具体的车型和品牌，汽车厂商通常会提供发动机的技术参数和性能指标。
这些数据可以帮助消费者更好地了解该车型的动力性能和经济性能。
例如，马自达的创驰蓝天系列发动机就以其高压缩比、燃油直喷技术等特点而备受关注。
在实际购买和驾驶过程中，消费者还可以通过试驾来评估发动机的性能。
例如，在加速、爬坡、高速行驶等情况下观察发动机的表现，同时注意噪音和振动的水平。
汽车发动机的主要性能指标
汽车发动机的主要性能指标
1、最大功率
发动机的输出功率与发动机转速有关。
当发动机转速达到一定值时，输出功率为最大值，成为发动机的最大功率。
同时，对应于发动机最大功率的转速基本上就是发动机的最
大转速。
汽车或公共汽车发动机在最大功率下的速度高于卡车，以满足其高速行驶的需要。
最大功率单位为千瓦。
2、最大扭矩
发动机工作时，输出扭矩也会随转速变化。
当达到一定速度时，输出扭矩最大，称为
最大扭矩，单位为牛顿米（也叫千克米，换算成1kg米=9.8牛顿米）。
最大扭矩对应的发动机转速较低，这对车辆尤其是卡车的正常行驶非常有利。
当车辆行驶阻力增大（如爬坡）时，车速会降低，导致发动机转速降低。
发动机转速的降低将增加发动机输出扭矩，以克
服增加的行驶阻力，防止车速进一步降低。
不论是最大功率还是最大扭矩，都必须将加速踏板踩到底才可能达到。
3、最低燃料
消耗量
每千瓦每小时发动机消耗的燃料量称为燃料消耗率。
燃油消耗率也与速度有关。
当达
到某一速度对时，燃油消耗率最低，称为最低燃油消耗率，单位为g/（kW，H）。
一般来说，要求发动机在较宽的转速范围内具有较低的燃油消耗率，最低燃油消耗率对应的转速
应在普通转速范围内。
4、升功率
发动机每升工作容积产生的功率称为升功率。
它可以用来测量发动机的强化程度。
通常，提高发动机转速的方法用于提高功率。
因此，功率上升大的发动机转速高，体积小。
5、比重量
发动机净重与发动机最大功率之比。
测量发动机重量利用率。
发动机的主要性能参数
转矩Te。它与有效功率Pe（kW）之
间的关系是 ：
Pe 620n1T 0e00T 95en50
可编辑ppt
19
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 in
30
Pme
30 pe
Vsin
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
可编辑ppt
17
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
可编辑ppt
18
动力性有效指标－有效转矩 Te
可编辑ppt
21
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
可编辑ppt
22
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：
可编辑ppt
2
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
可编辑ppt
3
示功图
可编辑ppt
4
气体做功量的计算
5发动机的主要性能指标与特性
二、经济性指标
燃油消耗率：指发动机每发出1有效功率，在1小时内所消耗 的燃油质量，称为燃油消耗率，用Ge或be表示。
三、发动机的速度特性
指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化 的规律。
发动机的负荷特性
发动机负荷特性：当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗 量(耗油率)随发动机负荷的变化关系。
汽油机负荷特性又称节流特性，柴油机负荷特性又称燃油调整特性
四、发动机的工况与负荷
1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴 转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明 。 2、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率 与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。
分析 右图 发动 机的 负荷
§1.3
发动机的主要性能指标与特性
三要素(最高车速、加速能力和最大爬坡 )
一、动力性指标
1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有 效转矩，用Me表示 。 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有 效功率，用Pe表示。
2.有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，单 位为kW。 它等于有效转矩与角速度的乘积。有效转矩Me和曲轴转速 n可用测功器和转速计测定，然后用以下的公式计算出发动机 有效功率:
速度特性：发动机性能指标随转速的变化关系。
一、汽油机速度特性：
汽油机节气门开度固定不变，Pe、Ttq、be、B等随转速变化的关系 1、外特性曲线
v Ttq K 2 im
二、柴油机速度特性：
喷油泵的油量控制机构位置固定 不度，柴油机性能指标（Pe、Ttq、 be、B）等随转速变化的关系 1、标定功率速度特性曲线
发动机性能指标
3指示功率 指示功率
内燃机单位时间内所作的指示功称为指示功率 Pi。 Pi。 i个缸的发动机每缸所作的指示功率为
式中：τ为冲成数 式中： 四冲程机τ =4，二冲程机τ 四冲程机τ =4，二冲程机τ =2 n转速，单位(r/min) 转速，单位(r/min)
n Pi = pmiVs i 30τ
有效功率与指示功率
五、低公害指标
即环境指标，用来评价发动机排气品质和噪声 水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存 的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法 规，以期消减发动机排气和噪声对环境的污染。
六、工艺性指标
工艺性指标是指评价发动机制造工艺性和维修 工艺性好坏的指标。发动机结构工艺性好，则 便于制造，便于维修，就可以降低生产成本和 维修费用。
指示功率是发动机在单位时间内所作的指示功， 而指示功是指气缸内燃料燃烧的气体对活塞所 作的有用功,所以指示功率是以气体对活塞作 功为基础而制定的,它表征了燃料在一定型式 的燃烧室内燃烧的热能转变为机械能可以发出 的功率,指示功率用Pi表示;有效功率是发动机 在单位时间内所作的有效功,而有效功是指曲 轴对外做的功，有效功率用Pe表示。
七、内燃机速度特性
汽车发动机的工况在很广泛的范围内变化。当发动机的工况(即 功率和转速)发生变化时，其性能(包括动力性、经济性、排放性 和噪声等)也随之改变。因此，在评价和选用发动机时就必须考 察它在各种工况下的性能，才能全面判断其好坏及能否满足汽车 的要求。 发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机 特性，利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性能。 发动机的有效功率 Pe、有效转矩 Te 和有效燃油消耗率 be 随发 动机转速 n 的变化关系称为发动机速度特性。
发动机有关技术参数
发动机有关技术参数
3. 环境指标
环境指标主要指发动机排气品质和噪声水 平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的 环境，因此，各国政府都制定严格的控制法规， 以削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前， 排放指标和噪声已成为发动机的重要性能指标。
发动机有关技术参数
4. 可靠性指标和耐久性指标
可靠性指标是发动机在规定的使用条件下 和时间内，持续正常工作能力的指标。可靠性 有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均 故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要 零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。
发动机有关技术参数
（二）发动机的特性
发动机有效性能指标随调整情况和使用工况的变化而 变化的关系称为发动机的特性，通常用曲线表示它们之间 的关系，这条曲线称为特性曲线。
发动机有关技术参数
（一）发动机的主要性能指标
1. 动力性指标 （1）
有效扭矩Me
（2）
有效功率Pe
（3）
发动机转速n
发动机有关技术参数
2. 经济性指标
发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率（简称有效耗 油率）ge表示。发动机每输出1 kW·h 燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率，g/kW·h。
通过对特性曲线的分析，可以评价发动机在不同工况 下的动力性、经济性及其他运转性能，为合理选择、有效 利用发动机及评价发动机维修后质量好坏提供依据。
发动机有关技术参数
（三）万有特性
汽车发动机的转速和负荷变化 范围很广，要全面评价发动机性能 ，仅用速度特性和负荷特性很不方 便，通常根据负荷特性曲线组经过 转换画出多参数特性图，即万有特 性图。利用万有特性图可以方便查 出发动机各种工况下的性能指标。
发动机主要性能指标特性及编号规则
发动机型号组成
发动机型号由多部分组成，包括系列代号、换代符号、缸数、企业自定型号等。 不同企业的发动机型号组成也有所不同，但都遵循一定的规则和标准。 发动机型号组成的意义在于便于发动机的生产、管理和维修。 了解发动机型号组成对于汽车爱好者和专业技术人员来说都是非常重要的。
噪音：发动机运行时产生 的噪音大小
振动：发动机运行时产生 的振动程度
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发动机性能指标特性
转矩特性
转矩定义：转矩 是发动机工作时， 曲轴输出与旋转 方向相反的扭矩。
转矩特性曲线： 表示发动机在不 同转速下所能产 生的转矩。
转矩与功率关系： 转矩与功率成正 比，功率越大， 转矩也越大。
转矩与油耗关系： 转矩越大，油耗 越高。
发动机型号编制方法
发动机型号由字 母和数字组成， 其中字母代表生 产厂家，F代表 的是中国第一汽 车集团公司。
发动机型号中 的数字代表发 动机的功率， 单位为千瓦 （kW）。
发动机型号中 的数字部分还 包括一位字母， 代表缸径，A代 表的是缸径为 87.5mm。
发动机型号中 的数字部分还 包括一位数字， 代表冲程，4代 表的是冲程为 105mm。
功率特性
定义：发动机功率是指发动机做功的快慢，与输出功率成述发动机在不同转速下的功率输出情况 应用场景：用于评估发动机的动力性能和优化发动机设计
燃油消耗特性
定义：指发 动机在单位 时间内所消 耗的燃油量
影响因素： 发动机转速、 负荷、润滑
油品质等
降低燃油消耗 的措施：优化 燃烧系统、采 用轻量化材料、 提高发动机效
率等
燃油消耗的测 量方法：通过 燃油流量计进
发动机性能测试与评价指标
发动机性能测试与评价指标发动机性能是衡量发动机质量和性能的重要指标，它对于车辆性能和经济性有着至关重要的影响。
为了准确评价发动机的性能，开展性能测试是必不可少的。
本文将介绍一些常见的发动机性能测试方法和评价指标。
一、最大功率测试最大功率是发动机在一定工况下能够提供的最大输出功率。
最大功率测试通常通过测量发动机在不同负荷下的输出功率来进行。
测试时可以采用台架试验或者车辆底盘试验，通过变换负荷和转速，得到发动机在不同工况下的最大功率点。
最大功率的高低直接影响着发动机的动力性能和加速性能。
二、最大扭矩测试最大扭矩是指发动机在一定转速下能够提供的最大扭矩。
最大扭矩测试也可以通过台架试验或车辆底盘试验进行。
与最大功率测试不同的是，最大扭矩测试关注的是在低转速下的输出能力，这直接影响着发动机的起步能力和爬坡能力。
三、燃油经济性测试燃油经济性是评价发动机燃料消耗效率的重要指标。
通过测量发动机在标准工况下的油耗量，可以得到燃油经济性的评价。
燃油经济性测试可以采用油耗台架试验或路试方法进行，其中油耗台架试验更加精确。
燃油经济性的好坏与发动机的热效率和燃烧效率密切相关。
四、排放性能测试排放性能是评价发动机对环境的影响的重要指标。
发动机排放主要包括废气排放和颗粒物排放两个方面。
废气排放测试可以通过尾气分析仪来测量排放物的含量，如氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳等。
颗粒物排放测试可以通过颗粒物计数器和颗粒物过滤器等设备进行。
排放性能的好坏与发动机燃烧过程和排放控制系统的性能有关。
五、可靠性测试发动机的可靠性是评价其使用寿命和故障率的重要指标。
可靠性测试主要通过长时间的工作试验来进行，通常要模拟实际的工作环境和工况。
可靠性测试可以检验发动机在不同负荷和工况下的稳定性和可靠性，从而评估其使用寿命和故障率。
综上所述，发动机性能测试与评价是确保发动机质量和性能的重要手段。
通过最大功率、最大扭矩、燃油经济性、排放性能和可靠性等测试指标的评价，可以全面了解发动机的性能表现和特点，为进一步提升发动机的性能和经济性提供科学依据。