发动机原理精品课件：2章发动机的性能2012.ppt

1、1,发动机原理 朱昌吉 电话：13689820090 Email: zhucj,参考书目 发动机原理 林学东 汽车拖拉机发动机 董敬 汽车构造（上册） 陈家瑞 工程热力学 陈贵堂,2,发动机原理讲义,讲授内容 第二章 发动机的性能（6学时） 发动机理论循环 四行程发动机的实际循环（二冲程不讲） 发动机有效指标 （热平衡不讲） 机械损失 第三章 发动机的换气过程（4学时） 四行程发动机的换气过程 充气效率及影响因素 提高充气效率的措施（增压技术不讲） 废气再循环系统,3,第四章 发动机的燃料及燃烧（4学时） 发动机的燃料 燃料的使用特性 燃烧过程初步 第五章 汽油机混和气形成和燃烧（6学时） 汽

2、油机的燃烧过程 汽油机混和气形成的特点 燃烧室（重点掌握技术要求及设计原则）,4,第六章 柴油机混和气形成和燃烧（6学时） 柴油机燃烧过程 燃油喷射和雾化 混和气形成和燃烧室 柴油机运行指标对燃烧过程的影响 第七章 发动机特性（4学时） 发动机工况、发动机台架实验、 负荷特性、速度特性、万有特性、调整特性,5,第二章 发动机的性能,内燃机：在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通 过曲柄连杆机构将热能转化为机械能的动力机械装置 内燃机是通过工作循环连续不断进行工作的，工作循环进行的好坏直接影响到内燃机的各项性能。因此，我们从内燃机的循环开始引出内燃机的各项性能指标。 $2.1 发动机理论循

3、环 燃烧 膨胀 在内燃机中燃料化学能 工质热能 机械功。这一过程十分复杂，为抓住内燃机中热功转换的主要矛盾，寻找提高内燃机性能的主要方向。我们把实际循环加以简化，抽象出理论循环。 理论循环的定义 在一定的简化条件下将发动机的实际工作循环按燃烧过程不同，抽象为几种典型的热力学可描述的过程，用于获得一定的评价指标及各种参数对性能指标的影响规律。,6,第二章 发动机的性能,热力学模型： 系统、边界、外界是构成热力学模型的三个组成部分 系统：用一定的边界将研究对象与周围的物体分割开来，这种用边界围起来的研究对象的物质总和称为热力学系统。 边界：边界是系统的范围及系统与外界相互作用的约束，系统通过边界与

4、外界进行热量、物质、功交换。 外界：系统边界以外的物质世界称为外界，由热库、功库、质量库、周围环境构成。 状态参数：压力P，体积V，气体的摩尔数n，热力学常数R，温度T， 熵S,等 6.021023个微粒的集体作为一个单位，称为摩尔，单位符号是mol。 熵是系统无序程度的度量，熵值越大则无序度越大，熵是表征系统无用能大小的状态参数，熵本身并不代表能量，但熵与系统中无用能的可变部分成正比，熵值越大，则系统的无用能越大。,7,第二章 发动机的性能,热力过程：系统的状态变化过程称为热力过程 准静态过程：状态变化过程中每个中间状态都是平衡状态的过程。 系统内压力温度等状态一致。 可逆过程：系统经历了一

5、个热力过程后如果可以验原路径，逆向进行并使系统和外界恢复到初态而不留下任何影响，则系统原先经历的过程为可逆过程。 一切过程都是不可逆的，可逆过程是热力学理想化的概念，无法用实验验证。 循环：系统从初始状态出发，经历一系列中间状态后，又回到初态，这种封闭的热力过程称为热力循环，,8,第二章 发动机的性能,系统状态参数 P为压力，V为体积，n为气体的摩尔数，R与气体成份相关的热力学常数，T为温度，S熵，h焓 热力学方程 PV=nRT（1） 热力学定律: 热力学第一定律：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的

6、总和不变。 热力学第二定律:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。 热力学第三定律:是对熵的论述，一般当封闭系统达到稳定平衡时，熵应该为最大值，在任何过程中，熵总是增加，但理想气体如果是绝热可逆过程熵的变化为零，可是理想气体实际并不存在，所以现实物质中，即使是绝热可逆过程，系统的熵也在增加，不过增加的少。 典型热力过程 定压过程、定容过程、等温过程、等熵过程（绝热过程PVk=C ）,9,第二章 发动机的性能,10,卡诺循环与内燃机的动力循环 绝热压缩、 等温加热过程、 绝热膨胀做功过程

7、、 等温放热过程,W=pdv,11,第二章 发动机的性能,引言： 性能指标概述 定义：评价发动机优劣的依据 分类：A按来源分，B按评价内容分 A：理论指标：基于理论循环得出的动力性、经济性指标； 指示指标：基于缸内实际循环得出的动力性、经济性指标； 有效指标（实用指标）：发动机实际运行中所表现出的各种性能指标。 “几个下标的含意t: 理论的（theory），i：指示的（indicated）e:有效的（effective）” B：动力性指标 Pe，Ttq，n； 经济性指标：e，b，B； 运行指标：冷启动、噪声、排放； 加工工艺：可靠性、耐久性、成本,12,第二章 发动机的性能,$2.1 发动机理

8、论循环 $2.1.1 简化条件 封闭循环：排气、吸气过程为定容放热，无物质交换； 压缩过程、膨胀过程为绝热（等熵：PVk=C），不考虑传热损失； 热源加热：燃烧过程为瞬时热源加热（定容或定压），不考虑燃烧过程的时间损失； 理想工质：工质为空气、不考虑成份变化及数量变化； 可逆过程：循环中无能量的损失只有能量的转换，总熵产为0，可用热力学的循环来表示。,13,第二章 发动机的性能,$2.1.2 理论循环历程 等熵（绝热）压缩：a-c、工质加热（理想燃烧过程）c-z、等熵（绝热）膨胀：z-b、定容放热（理想换气过程）：b-a. 理论循环分类：（取决于工质加热方式） 定容加热循环（火花点火汽油机燃烧

9、模式）：燃烧迅速、上止点（定容：余隙容积）加热。 定压加热循环（高增压、低速大型压燃柴油机燃烧模式）：上止点后燃烧、加热缓慢，放热量导致的压力增加与容积增大引起的压力下降抵消，压力维持不变。 混和加热循环（车用高速压燃柴油机燃烧模式）：一部分（预混和燃烧）定容燃烧、一部分（扩散燃烧）定压燃烧。,14,$2.1.3理论循环的评定 1、经济性用循环热效率（t）评定：工质所做的循环功Wt与循环加热量Q1之比。 即： Q2-工质传给冷源的热量（图中网格剖面线面积），即ab线下方的面积 Q1-135剖面线所填充的所有面积（含网格线部分），即c-z-z线下面积,15,根据热力学公式混合加热循环的热效率 定

10、容加热循环=1 定压加热循环=1 式中：-（压缩比） ； Va-汽缸总容积；Vs-工作容积； Vc-压缩容积； （压升比） ： ；预膨胀比： 后膨胀比： 绝热指数：K=,16,2、动力性用理论循环平均压力pt评定：单位气缸工作容积所做的理论循环功 (J/m3) MPa 根据热力学公式： 混合加热循环 Pa压缩始点的压力kPa 定容加热循环=1 定压加热循环=1 由上述公式可知，循环热效率和循环平均压力只和、 k、 、pa五个参数有关。,17,$2.1.4影响理论热效率的主要因素（本章的重点内容）,解析方法及公式： 基于a点相同、Q1相同（特殊情况除外），其余参数不变（若有可能）的T-S、P-V

11、图（尤其是T-S图）进行分析。 （定容放热线下方面积） T-S图中定容过程曲线的斜率： ；定压过程曲线斜率： ； 因为CpCv，所以定容曲线陡峭，而定压过程曲线较平缓。 对于P-V图等熵过程； 等温过程： ，等温斜率小 。,18,各个参数对t的影响分析 压缩比： 由公式可知，无论任何循环模式有： 循环平均吸热温度，循环平均放热温度循环温差扩大 膨胀比增大 t 。 从图中可知 当 18时， t 当 18时， t 效果小。 对于汽油机压缩比一般小于14（主要受到爆震限制），提高压缩比有潜力； 柴油机压缩比一般大于16（保证可靠压燃），若过度提高压缩比得不偿失（平坦、Pz热负荷、机械负荷、噪声）,1

12、9, 绝热指数k 在其它条件不变的情况下 ,k t ， k取决于工质的性质，双原子气体（空气） k=1.4，多原子气体K=1.33，发动机的混和气K=1.321.4。 工质原子数 k 混合气浓k t 混合气稀k t 柴油机热效率高的四个要素压缩比高、混和气绝热指数高、泵气损失小、燃烧完全。,20, 压力升高比（图1-5） a、对定容加热循环当一定时，要使必须增加Q1，因为定容加热及定容放热两个过程斜率相同，所以Q2/Q1=C，即t C，但pt 。 b、混合加热循环当、Q1一定时， （燃烧的定容性增加）必然使得，Q2 t 但 Tz Pz ，零件的热负荷和机械负荷都，受零件耐温和强度限制不能太高。

13、,21,预膨胀比（图1-5） a、在定压加热循环中当一定时，由于后加入热量膨胀不充分，排给冷源热量Q2 b、在混合加热循环中当、 Q1一定时，,三、三种理论循环的比较,a) Q1， 相同：Q2pQ2mQ2v tv tm tp,b) Q1，pz相同：Q2vQ2mQ2p tp tm tv,c) Tz，pz相同：Q2p=Q2m=Q2v tp tm tv,23,2.2 发动机的实际循环,组成（四行程）：进气、压缩、燃烧、膨胀和排气。 表达方式：通常用气缸内工质的压力随气缸容积（或曲轴转角）的变化图形PV图或P图来表示，称为示功图。（用不同方向的线演示每个历程的正负功情况，以确定哪里是正、哪里是负。）,

14、-工质对活塞做的功；正功。 -泵气损失；增压机：正功；非增压机：负功。,24,一、进气过程（ra） 作用：吸入新鲜工质，为加入Q1作准备； 特点：PaP0 克服进气系统阻力， TaT0 缸内残余废气加热； 高温机件加热； 汽油机，进气预热。 引起进入的新鲜气体变少，导致充气效率（充量系数）1。 参数范围及可评价性能 进气终点的压力Pa 进气终点的温度Ta： 汽油机 Pa=（0.80.90） Ta=340380K 柴油机 Pa=（0.850.95） Ta=300340K 增压柴油机 Pa=（0.91.0） Ta=320380K 汽车发动机增压压力 Pk=（1.32.8，4.0） 柴油机无节气门、

15、进气阻力小且无须进气加热所以Pa,Ta ， 充量系数 ,25,二、压缩过程（ac） 作用： 增大工作过程的温差；增大膨胀比，提高热功转换效率；为燃烧过程创造有利的条件；柴油机，压缩高温是保证混合气形成及着火的必要条件。 压缩比： 范围： 汽油机 =712 柴油机 =1422 增压柴油机 =1215 特点：多变过程。 但在实际的近似计算中，常用一个不变的 、平均的多变指数则来取而代之， n1称为平均压缩多变指数。 开始，工质吸热，T壁 T工质 n1K； 某一瞬间 T壁=T工质， n1=K； 后期，由于 T壁T工质，n1K。 n1的范围： 汽油机 n1=1.321.38 高速柴油机 n1=1.38

16、1.40 柴油机大 工质吸热n1 增压柴油机 n1=1.351.37,26,二、压缩过程（ac） n1的影响因素： n1主要受工质与缸壁间的热交换及工质泄漏情况的影响。 当转速n向缸壁的传热量及气缸泄漏量减少 n1 ； 当负荷气缸温度增高及相对的传热量和泄漏量减少 n1； 压缩终了的参数及可评价性能 压缩终了的参数 Pc (MPa) Tc (K) 汽油机 0.82.0 600750 柴油机 3.05.0 7501000 增压柴油机 5.08.0 9001100 压缩终了压力Pc可以用于检测气缸泄露情况。用缸压表在要求转速下测量压缩压力，若低于某一阈值则必须换活塞环或采取研磨气门等措施。 柴油机

17、压力、温度高于汽油机原因为压缩比高、绝热指数大,27,三、燃烧过程 作用：（cz线）将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力、温度升高。放出的热量越多，放热时越靠近上止点，热效率越高。 要求：燃烧完全、及时。 参数范围： Pz(MPa) Tz (K) 汽油机 3.06.5 22002800 柴油机 4.59.0 18002200 增压柴9.014.0 19002100 参数比较： 柴油机大 Pz 汽油机混合气热值高、燃烧温度 高Tz,28,四、膨胀过程（zb） 汽油机 柴油机,式中后膨胀比。 工质吸热n2,作用：热向功转换。 特点：多变过程，比压缩过程更为复杂，除有热交换和漏气损失外，还有补燃等

18、现象。 开始，有补燃对工质加热向缸壁散热，工质吸热 n2k ； 某一瞬间工质达到热平衡， n2 =k； 此后，由于工质向缸壁散热多， n2 k。,29,四、膨胀过程（zb） 为简便起见，在计算中常用一个不变的平均膨胀多变指数n2来取而代之。 n2范围： 汽油机 n2=1.231.28 柴油机 n2=1.151.28 膨胀终点b的压力（kPa）、温度（K）范围： Pb（MPa） Tb（K） 汽油机 0.30.6 12001500 柴油机 0.20.5 10001200 由于柴油机膨胀比大，转化为有用功的热量多，热效率高（b点工质焓值下降）所以膨胀终了的温度和压力均比汽油机小。 若Tb、Pb过高则

19、发动机膨胀不充分或燃烧过程迟后，发动机性能急剧恶化、发动机热负荷过高，必须进行适当调整。,30,五、排气过程（br） 作用：将气缸内的废气排除，为下一循作准备。 特点：PrP0 P= Pr- P0用来克服排气系统有阻力， 排气终了的压力Pr愈大，说明残留在气缸中的废气就愈多。 排气温度Tr低，说明燃料燃烧后，转变为有用功的热量多，工作过程进行得好。排温Tr偏高，应立即查明原因。 参数范围： 排气终了的压力、温度（K）是 汽油机和柴油机 Pr=（1.051.2）P0 汽油机 Tr=9001100 柴油机 Tr=700900 柴油机膨胀比大Tr低,31,2-3 实际循环的评定指示指标 可得到的评价

20、指标：指示指标 指示指标用来评定实际循环质量的好坏，以工质在气缸内对活塞做功为基础。 用平均指示压力及指示功率评定循环的动力性即做功能力。 用循环热效率及燃料消耗率评定循环的经济性。 动力性指标：循环指示功Wi，平均指示压力pmi，指示功率Pi 1、循环指示功Wi （kJ）：一个实际循环工质对活塞所做的有用功。 循环指示功的真实值可根据实测示功图面积计算求得：,32,2、平均指示压力pmi（MPa）：发动机单位气缸 工作容积一个循环所做的指示功。 循环指示功Wi（kJ）可以写成： pmi = Wi/Vs Wi = pmi Vs= 式中： pmi平均指示压力（MPa） （工作容积） D活塞直径（

21、m） S活塞行程（m）。 也可以假想一个、大小不变的压力pmi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pmi压力即为平均指示压力。 pmi的范围： 汽油机 0.81.5 MPa 柴油机 0.71.1 MPa 增压柴油机 12.5 MPa,33,3 指示功率： 指示功率Pi（kW）：发动机单位时间所做的指示功。 kW 式中 Wi指示功（kJ）； Vs气缸工作容积（L）； 行程数。 四行程=4；二行程=2； n发动机的转速（rmin）； i发动机的气缸数。,34,经济性指标：指示燃料消耗率bi和指示热效率i： 1、指示燃料消耗率bi（简称指示比油耗）： 单位指示功的耗油量

22、，通常以每千瓦小时的耗油量表示 g/（kW.h） B每小燃油消耗量（kg/h） 2、指示热效率：实际循环指示功Wi与所消耗的燃料热量Q1之比。 从指示比油耗定义可以得出单位指示功（1kW.h=3.6103kJ）消耗的燃料能量为bi*hu/1000 kJ（hu为燃料的低热值kJkg）。 根据指示热效率的定义： 范围： big/（kw.h） 汽油机 0.30.4 205320 柴油机 0.40.5 170205,35,思考题： 1.试比较在实际循环的五个过程中汽油机和柴油机下列参数的大小，并说明为什么？ 2.压缩过程的作用是什么？何为压缩比？汽油机和柴油机的压缩比根据什么选择？,36,2.4 机械

23、损失,机械损失的组成及机械效率 机械损失：发动机实际循环所做的指示功不可能完全对外输出，功在发动机内部转化过程中必然会有所损失，所消耗在发动机内部的这部分功称为机械损失。 用机械损失功率Pm，机械损失压力pmm表示。,37,机械损失功率Pm组成： 、摩擦损失 活塞及活塞环 连杆、曲轴轴承 6275%。 配气机构 、驱动附件损失 水泵 风扇 1020% 机油泵 电器设备 空调（可选） 、泵气损失 1020%,38,机械效率：发动机实际输出的功（有效功）与指示功的比值。,39,二、机械损失的测定 机械损失功率是通过对实际发动机试验来测定。常用的测试方法有倒拖法、灭缸法、油耗线法和示功图法。 1、倒

24、拖法 发动机与平衡式电力测功器相连。在稳定工况，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，倒拖发动机，并尽可能维持冷却水和机油温度不变。电力测功器所测得的倒拖功率，即为机械损失功率。,40,二、机械损失的测定 1、倒拖法 缺点：必须使用平衡式电力测功器； 没有燃烧，压力低摩擦损失小； 由传热、压缩线和膨胀不重合产生负功（由于缸内压力、温度与实际不符测量结果偏大） 由于强制排引起泵气损失增加。 不可用于增压机 对于柴油机由于压缩比大，误差大可达1520%。 对于汽油机=67，误差在5%左右。,41,2、灭缸法 此法仅适用于多缸发动机

25、。首先将发动机调整到给定工况稳定工作，测定其有效功率Pe；然后停止向一个气缸（例如第一缸）供油，并调整测功器，使内燃机保持原来的转速，再测定发动机的有效功率。两者之差即为所停油气缸的指示功率。同法，依次使各缸熄火，即可测得对应的有效功率、。于是可得各缸的指示功率为 将上列各式相加得整机指示功率为 式中i气缸数 因此，整机的机械损失功率,缺点：对汽油机，由于停缸会使进气情况改变，往往得不到正 确结果 不能用于废气涡轮增压发动机（增压状态改变） 不可用于单缸机,42,3、油耗线法（又称负荷特性法） 适用前提：n一定时，指示热效率不变，机械损失功率pm不随负荷变化 柴油机工作接近这个前提：当n不变时

26、，在中小负荷，柴油机的耗油量与指示功率几乎成正比关系。而且pm和i不随负荷变化。 某一负荷： 空转时： 两式相除： 即油耗线延长交横坐标相交 交线长即为机械损失压力。 缺点：不实用于汽油机,43,三、影响机械损失的因素 1转速n（或活塞平均速度Cm =Sxn/30 ） 发动机转速上升（Cm随之加大），致使： 1）各摩擦副间相对速度增加，摩擦损失增加。 2）曲柄连杆机构的惯性力加大，活塞侧压力和轴承负荷均增高，摩擦损失增加。 3）泵气损失加大。 柴油机摩擦损失大于汽油机 4）驱动附件消耗的功多。 一般有pmmn；Pe n ； Pm n2 因此，,44,三、影响机械损失的因素 2摩擦损失 在机械损

27、失中，摩擦损失所占比例最大，达70左右。 主要的摩擦源： （l）活塞组件 产生摩擦的部件是：活塞环、活塞裙部和活塞销。 主要因素是：活塞环的结构与组合，活塞裙部的几何形状，缸套的温度及配合间隙等。 减少措施：减少活塞环数目；减薄活塞环厚度；减少活塞裙部的接触面积；在裙部涂固体润滑膜等。,45,三、影响机械损失的因素 2摩擦损失 （2）曲轴组件 轴颈与轴承（包括主轴颈、连杆轴颈或平衡轴颈）及其密封装置。一般滑动阻力与轴颈的直径和宽度的立方成正比。 主要减少措施：减少运动件的惯性质量，如减小活塞、活塞销、连杆的质量，可降低轴承负荷并可使轴承宽度和轴径减小。 （3）配气机构 减少措施：减小配气机构运

28、动件质量，降低弹簧负荷，在摇臂与凸轮接触面处加入滚动轴承等。 减少措施：相对运动件的接触面积、接触形式（滑滚）；配合面的加工精度、润滑情况；运动件的质量，配气机构的弹簧刚度。,46,3润滑油品质和冷却水温度 摩擦损失 保持液体油膜 大 承载能力 （1）机油粘度 小 摩擦损失 承载能力油膜易破干摩擦损失 选用机油粘度的基本原则是 : 尽量选用粘度较小的。 一般说来 , 当发动机强化程度高 , 轴承负荷大时 , 要选用粘度较 大的用油 ; 当转速高 , 配合间隙小时 , 需要用油流动性好 , 宜选 用粘度较小的机油。 旧机器 , 轴承间隙较大 , 应选用粘度较大的用油。 （2）冷却水温直接影响机油

29、温度，机油温度升高粘度下降，油温和水温应保持在8095 范围内。,47,4负荷的影响 柴油机 a泵气损失基本不变； n不变 b驱动附件损失基本不变； c摩擦损失基本不变。 当负荷Pi,Pm不变， 空转时 , Pm=Pi，Pe=0，m=0 汽油机 量调节、负荷 油门开大泵气损失 Pm基本不变 PZ摩擦损失 m 空转时 , Pm=Pi，Pe=0，m=0,48,5. 气缸直径及行程 根据试验，机械损失平均压力pmm与缸径、行程的大致关系为 式中D气缸直径； S活塞行程； Dm曲轴的平均直径； K与气缸数和转速有关的常数。 可见，（DS） Pm ，但因摩擦面（汽缸套与活塞接触部分）的面积容积比（AV）

30、，相对摩擦面积 ，故相对的机械损失少， m 。（Pm ，但Pi ，根据 ） 当气缸工作容积一定，而行程、缸径比（SD）减小时，例:因活塞平均速度Cm值和相对摩擦面的AV值均有所下降，所以机械效率提高。 （但燃烧室面容比HC）,49,2.5 发动机经济性和动力性的评定有效指标,发动机经济性和动力性指标是以曲轴对外输出的功率为基础，代表了发动机整机的性能，通常称它们为有效指标。（Ttq，n（Pe）及发动机结构参数是已知的）。 一、动力性能 1、有效扭矩：曲轴输出的扭矩Ttq（可以实测） （N.m） 2、发动机转速n：曲轴每分钟转数r/min（可以实测） 3、有效功率：曲轴对外输出的功率，称为有效功

31、率 由功率扭矩角速度推导出来。,50,一、动力性能 4平均有效压力pme(MPa）：单位气缸工作容积输出的有效功。 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。是评定发动机动力性的重要指标。 范围： 汽油机 0.71.3 MPa 柴油机 0.61.0 MPa 增压柴油机 0.92.2 MPa 因为非增压柴油机为了保证燃烧充分，空燃比很大，混合气热值低、循环加热量Q1低，所以其平均有效压力低。增压后每循环所吸入的混合气量增加，pme增加。,51,5转速n和活塞平均速度Cm n 单位时间的做功次数Pe，但n 活塞平均速度 Cm=Sxn/30惯性力： 磨损加剧，寿命下降 式中S活塞行

32、程（m） Cm为表征发动机强化程度的参数。 一般汽油机18m/s， 柴油机13m/s。 为了提高转速又不使过大，可减小行程S，一般用行程缸径比（S/D）表示。但S/D值小也会造成燃烧室高度减小，其表面积与容积的比 A/V值增大，不利于燃烧，HC 。当 S/D1时，常称为短行程。 范围： n（r/min） （m/s） Cm S/D 小客车汽油机 50008000 1218 0.71.0 载货车汽油机 36004500 1015 0.81.2 汽车柴油机 20005000 915 0.751.2 增压柴油机 15004000 812 0.91.3,52,二、发动机经济性能 1有效热效率：有效功We

33、（J）与所消耗燃料热量Q1之比值。 2有效燃料消耗率be：单位有效功的耗油量（简称耗油率或比油耗）。 式中 B每小时的耗油量（kgh）； Pe有效功率（kw）。 范围： e be g/（kw.h） 汽油机 0.250.3 270325 柴油机 0.30.45 180一285,53,三、发动机强化指标 1、升功率PL和比质量me 升功率（kWL）是发动机每升工作容积所发出的有效功率。 可见，提高PL的主要措施是提高Pme和n或减少冲程数。衡量发动机容积利用的程度。 目前，比赛用摩托车、赛车均采用短行程的高速发动机。 比质量me（kgkw）是发动机的干质量m与所给出的标定功率之比。它表征质量利用程

34、度和结构紧凑性。 范围： PL（kWL） me（kgkw） 汽油机 3070 1.14.0 汽车柴油机 1830 2.59.0 拖拉机柴油机 915 5.516 2、强化系数Pme Cm 平均有效压力与活塞平均速度Cm的乘积称为强化系数。它与活塞单位面积的功率成正比。其值愈大，发动机的热负荷和机械负荷愈高。,54,三、发动机强化指标 2、强化系数Pme Cm 大致范围： 汽油机 817 Mpa.m/s 小型高速柴油机 611 Mpa.m/s 重型汽车柴油机 915 Mpa.m/s 1.5 发动机的环境指标 发动机的环境指标主要指排气品质和噪声。 一、排放性能 其排出的有害物分为下述两类。 1汽

35、油机排出有害气体：CO、HC、NOx。 2柴油机排气微粒： CO、HC、NOx、排气微粒（PM）。 二、噪声 噪声会刺激神经，使人心情烦燥、反应迟钝、甚至产生耳聋、高血压和神经系统疾病。汽车是城市的主要噪声源之一； 发动机又是汽车的主实噪声源一，故必须给予控制。如我国噪声标准中规定，轿车噪声不得大于84dB。,55,本章总结,基本概念： 理论循环、压缩比 、压力升高比、预膨胀比、示功图 、循环指示功、循环热效率、平均指示压力、平均有效压力、机械损失、机械效 率、有效指标、升功率、比质量、指示功率、有效功率、指示燃料消耗率、有效燃料消耗率、指示热效率、有效热效率。 掌握内容： 理论循环假设条件；压缩比、预胀比、压升比；理论循环热效率的评价比较；实际循环的历程及各个阶段的特征；指示指标的计算；机械损失的组成、比例、定义、影响因素、试验方法；发动机实际指标的计算公式及实际应用。,56,