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动力性能指标:功率、扭矩、转速 经济性能指标:燃油与润滑油消耗率 运转性能指标:冷起动性能、噪声、排气品质 耐久可靠性指标:大修或更换零件之间的最长运行时间、无故障长期工作能力 要研究内燃机的动力性能和经济性能,应首先对内燃机工作循环中热功转换的质和量两方面加以分析。 一、示功图 p–V图或p–φ图 利用不同型式的示功器或内燃机数据采集系统来观察或记录相对于不同活塞位置或曲轴转角时气缸内工质压力的变化规律 p–V图或p–φ图两者可以互相转换。 二、指示性能指标 指示性能指标是指以工质对活塞做功为基础的指标。 1、指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi。 (a)四冲程非增压发动机 Fi = F1-F2 (b)四冲程增压发动机 Fi = F1 + F2 (c)二冲程发动机Fi Fi可以用求积仪或计算方法求得,然后用下式计算Wi(N·m或J)值 (2-1) Fi为示功图面积,cm2 a为示功图纵坐标比例尺,Pa/cm b为示功图横坐标比例尺,cm3/cm 单位气缸容积一个循环所做的指示功(Pa) (2-2) 四冲程非增压柴油机 0.6~0.95MPa 四冲程增压柴油机 0.85~2.6MPa 二冲程柴油机 0.35~1.3MPa 四冲程摩托车用汽油机 0.9~1.43MPa 四冲程小客车用汽油机 0.65~1.25MPa 四冲程载货车用汽油机 0.6~0.85MPa 二冲程小型风冷汽油机 0.4~0.85MPa 单位时间内所作的指示功(J) 平均指示压力pmi与指示功率的关系: 根据pmi的定义,每循环所作的指示功为 Wi = pmiVs 得 (2-3) τ为冲程数。 在实际应用时,一般采用pmi(MPa),Vs(L),n(r/min),Pi(kW)代入可得 (2-4) 发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比 (2-5) Q1为得到指示功Wi所消耗的热量(J)。 对于一台发动机,当测得其 指示功率Pi(kW)和 每小时燃油消耗量B(kg/h)时, 根据ηit的定义,可得 (2-6) 3.6×103为1kW·h的热当量,kJ/(kW·h); B为每小时发动机的耗油量,kg/h; Hu为所用燃料的低热值,kJ/kg。 单位指示功的耗油量 (2-7) 表示实际循环的经济性指标ηit和bi之间存在着以下关系 (2-8) ηit bi/[g(kW·h)-1]四冲程柴油机 0.41~0.48 210~175二冲程柴油机 0.40~0.48 218~177四冲程汽油机 0.25~0.40 344~218二冲程汽油机 0.19~0.27 435~305 有效功率Pe(kW) 从指示功率中扣除运动件的摩擦功率以及驱动附件所消耗的功率后是曲轴输出的有效功率Pe。所有这些消耗功率的总和称为机械损失功率Pm。 (2-9) 有效功率与指示功率之比称为机械效率 (2-10) (2-11) Ttq(N·m) —发动机扭矩 n(r/min)—发动机转速 二、平均有效压力和升功率 平均有效压力pme(MPa) 单位气缸工作容积一个循环所做的有效功。 Pe(kW)和pme(MPa)的关系式 (2-12) (2-13) (2-14) (2-15) 对于一定气缸总工作容积(即iVs)的发动机,平均有效压力pme值反映了发动机输出转矩Ttq的大小 Ttq ∝ pme 升功率PL(kW/L) 在标定工况下,发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率 (2-16) (2-17) PL值越大,发动机的强化度越高。因而是评定一台发动机整机动力性能和强化程度的重要指标之一。 内燃机的pme和PL值一般在下列范围内: pme PL 农用柴油机 0.6~0.8
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