第五节、发动机主要性能指标与特性课件.ppt

发动机的主要性能指标和特性发动机的主要性能指标和特性动力性能指标动力性能指标经济性能指标经济性能指标运转性能指标运转性能指标 速度特性速度特性负荷特性负荷特性 有效转矩有效转矩有效功率有效功率转速转速燃油消耗率燃油消耗率 主要性能指标主要性能指标特性特性一、动力性指标•1、有效转矩（有效转矩（Ttq））•指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用通常用Ttq表示，单位为表示，单位为N·m•有效转矩是作用在活塞顶部的气体压力通有效转矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的转矩，并克服了过连杆、传给曲轴产生的转矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净转矩出的净转矩•2、有效功率有效功率PePe •指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用PePe表示，单位为表示，单位为kWkW有效功率同样是曲轴对外输出的净功率它等于有效转矩和曲轴转速有效功率同样是曲轴对外输出的净功率它等于有效转矩和曲轴转速的乘积发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测的乘积。

发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效转矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率出有效转矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率•式中：式中：Te Te －－ 有效转矩，单位为有效转矩，单位为N N··m m；；•          n n －－ 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min•指示功率指示功率NiNi：是指发动机单位时间内所做的指示功是指发动机单位时间内所做的指示功 •指示功率指示功率NiNi不可能完全输出，即在传递过程中不可避免产不可能完全输出，即在传递过程中不可避免产生如下机械损失生如下机械损失•a a、内部运动机件的摩擦损失约占总机械损失的、内部运动机件的摩擦损失约占总机械损失的60%~70%60%~70%如活塞及活塞环与气缸壁、轴承轴颈、配气机构等如活塞及活塞环与气缸壁、轴承轴颈、配气机构等•b b、驱动附属机构的损失约占总机械损失的、驱动附属机构的损失约占总机械损失的10%~20%10%~20%如驱动冷却水泵、机油泵、喷油泵、风扇、电动机和点火装置动冷却水泵、机油泵、喷油泵、风扇、电动机和点火装置等•c c、进、排气过程所消耗的功率约占总机械损失的、进、排气过程所消耗的功率约占总机械损失的10%~20%10%~20%。

•上述损失导致功率消耗称为机械界损失功率上述损失导致功率消耗称为机械界损失功率NmNm•指示功率与机械损失功率之差，称为有效功率：指示功率与机械损失功率之差，称为有效功率：•3 3、转速、转速• 指发动机曲轴每分钟的转数，单位为指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/minr/min发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应速按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行能在额定工况下连续运行300300～～10001000小时•4 4、平均有效压力：、平均有效压力：内燃机单位气缸工作容积输出的有效内燃机单位气缸工作容积输出的有效功，称为平均有效压力功，称为平均有效压力PePe（（kPakPa）•平均指示压力平均指示压力pi:pi:平均指示压力是指循环指示功平均指示压力是指循环指示功WiWi与气缸与气缸工作容积工作容积VhVh之比 二、经济性指标•1、（有效）、（有效）燃油消耗率：是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发燃油消耗率：是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出动机每发出1kW有效功率在有效功率在1小时内所消耗的燃油质量小时内所消耗的燃油质量(以以g为单位为单位)，，燃油消耗率通常用燃油消耗率通常用ge表示，其单位为表示，其单位为g/kW·h•式中：式中：GT －－ 每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，kg/h；； •           Pe －－ 有效功率，有效功率，kW。

•很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率燃油越少，其经济性越好通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率bebe是最小值是最小值•指示燃油消耗率指示燃油消耗率: :指示燃油消耗率指示燃油消耗率gigi是指单位指示功所消耗的燃油量是指单位指示功所消耗的燃油量（（GTGT））•2 2、、 有效热效率有效热效率ηηe e•有效热效率有效热效率: :指循环的有效功与所消耗燃料的热量之比指循环的有效功与所消耗燃料的热量之比•指示热效率：指发动机实际循环指示功与所消耗燃料的热量之比指示热效率：指发动机实际循环指示功与所消耗燃料的热量之比值•大致范围是：柴油机为大致范围是：柴油机为0.25~0.4；汽油机为；汽油机为0.4~0.5三、强化指标•是指发动机承受的热负荷与机械负荷能力的评价指标是指发动机承受的热负荷与机械负荷能力的评价指标•1、升功率、升功率Pl：：•升功率是指内燃机每升工作容积产生的有效功率升功率是指内燃机每升工作容积产生的有效功率•升功率越大，发动机的热负荷和机械负荷越高。

升功率越大，发动机的热负荷和机械负荷越高•2、强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积•表征了发动机的强化程度，随着发动机技术的不断进步，强化程度越表征了发动机的强化程度，随着发动机技术的不断进步，强化程度越来越高四、紧凑性指标•表征发动机总体的紧凑程度：表征发动机总体的紧凑程度：•1、比容积：外廓体积与其标定功率的比值比容积：外廓体积与其标定功率的比值•2、比质量（重量）：指其净质量（重量）与标定工况有效功率之比比质量（重量）：指其净质量（重量）与标定工况有效功率之比•比容积、比质量越小，发动机结构越紧凑比容积、比质量越小，发动机结构越紧凑五、运转性能指标•1、、 排放污染：排放污染：•内燃机排放污染是指排出废气中的有害成分主要有：一氧化碳内燃机排放污染是指排出废气中的有害成分主要有：一氧化碳CO、、碳氢化合物碳氢化合物HC、氮氧化物、氮氧化物NOx、二氧化硫、二氧化硫SO2、铅化合物、臭味气、铅化合物、臭味气体、固体微粒、以及从曲轴箱通风孔泄漏出的碳氢化合物和从汽油箱体、固体微粒、以及从曲轴箱通风孔泄漏出的碳氢化合物和从汽油箱逸出的燃油蒸气等。

这些有害排放物主要生成于燃烧过程中，应从混逸出的燃油蒸气等这些有害排放物主要生成于燃烧过程中，应从混合气形成、燃烧和排气方式上设法加以控制合气形成、燃烧和排气方式上设法加以控制 表 在用汽车排气污染物排放限值（体积分数）车 型类 别怠 速高怠速CO（%）HC（10-6）CO（%）HC（10-6）1995 年7 月1 日前生产的轻型汽车4.512003.09001995 年7 月1 日起生产的轻型汽车4.59003.09002000 年7 月1 日起生产的第一类轻型汽车①0.81500.31002001 年10 月1 日起生产的第二类轻型汽车1.02000.51501995 年7 月1 日前生产的重型汽车5.020003.512001995 年7 月1 日起生产的重型汽车4.512003.09002004 年9 月1 日起生产的重型汽车1.52500.7200表9-18 装配压燃式发动机的车辆排气烟度限值车辆类型检测类型限值2005年7月1日以后生产的在用汽车自然吸气式光吸收系数/m-1涡轮增压式2001年10月1日～2005年6月30日期间生产的在用汽车自然吸气式光吸收系数/m-12.5涡轮增压式3.01995年7月1日～2001年9月30日期间生产的在用汽车波许烟度值/Rb4.51995年6月30日以前生产的在用汽车波许烟度值/Rb5.0•2、噪声污染、噪声污染•内燃机工作时产生的噪声刺激神经，使人心情烦燥、反应迟钝、甚至内燃机工作时产生的噪声刺激神经，使人心情烦燥、反应迟钝、甚至导致耳聋、高血压和神经系统疾病。

噪声主要源于进排气门、风扇和导致耳聋、高血压和神经系统疾病噪声主要源于进排气门、风扇和增压器等的气体动力噪声、气缸内燃烧噪声、机体内的机械噪声（如增压器等的气体动力噪声、气缸内燃烧噪声、机体内的机械噪声（如活塞敲击、配气机构运行、齿轮运转）等国际标准组织（活塞敲击、配气机构运行、齿轮运转）等国际标准组织（ISO）提）提出了保护环境和保护听力的噪声标准，现代内燃机噪声已大大超过了出了保护环境和保护听力的噪声标准，现代内燃机噪声已大大超过了允许的值为此，我国拟订了机动车辆允许噪声、中小功率柴油机噪允许的值为此，我国拟订了机动车辆允许噪声、中小功率柴油机噪声限值和噪声测试方法的标准声限值和噪声测试方法的标准主要噪声源 汽车分类噪声限值dB（A）第一阶段第二阶段2002.10.1～2004.12.30期间生产的汽车2005.1.1以后生产的汽车M17774M2（M≤3.5t），或N1（M≤3.5t）：M≤2t2t﹤M≤3.5t78797677M1（3.5t﹤M≤5t），或M1（M﹥5t）：P﹤150kWP≥150kW82858083N1（3.5t﹤M≤12t）或N1（M﹥12t）：P﹤75kW75kW≤P﹤150kWP≥150kW838688818384 汽车加速行驶车外噪声限值（GB1495－2002）•3、起动性能：、起动性能：•内燃机在一定温度下能可靠起动，且起动迅速，功率消耗的功率小、内燃机在一定温度下能可靠起动，且起动迅速，功率消耗的功率小、磨损少是起动性能的重要标志。

起动性能的好坏直接影响车辆机动性、磨损少是起动性能的重要标志起动性能的好坏直接影响车辆机动性、操作者的安全和劳动强度我国标准规定，不采用特殊的低温起动措操作者的安全和劳动强度我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油在施，汽油在-10℃℃、柴油机在、柴油机在-5℃℃以下的环境条件下起动顺利，且以下的环境条件下起动顺利，且15s以内能自行运转以内能自行运转六、可靠性指标•可靠性是指内燃机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力可靠性是指内燃机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力评定其可靠性，最广泛采用的是无故障指标，包括发生故障前的工作评定其可靠性，最广泛采用的是无故障指标，包括发生故障前的工作时间、故障间隔时间、无故障工作概率等时间、故障间隔时间、无故障工作概率等七、耐久性指标•耐久性是指内燃机在规定的使用和维修条耐久性是指内燃机在规定的使用和维修条件下，达到某种技术或经济指标极限时完件下，达到某种技术或经济指标极限时完成规定功能的能力耐久性常指内燃机的成规定功能的能力耐久性常指内燃机的使用寿命或大修寿命使用寿命或大修寿命• 八、工艺性指标九、发动机的速度特性•速度特性速度特性 ：发动机的速度特性指然油调节机构位置不变时，发动机的：发动机的速度特性指然油调节机构位置不变时，发动机的性能指标性能指标Te，，Pe，，ge，随发动机转速，随发动机转速n变化的规律，用曲线表示，称变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。

为速度特性曲线•发动机的外特性：节气门全开时的速度特性；发动机的外特性：节气门全开时的速度特性；•部分特性：节气门不全开的任意位置所得到部分特性：节气门不全开的任意位置所得到•的速度特性的速度特性•发动机的外特性代表了发动机所具有的最高发动机的外特性代表了发动机所具有的最高•动力性能动力性能•作图方法：作图方法：十、发动机工作状况•发动机工作状况：功率（负荷）与转速发动机工作状况：功率（负荷）与转速•负荷：某一时刻发动机发出的功率与同一负荷：某一时刻发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率的比值；用转速下所可能发出的最大功率的比值；用百分数表示百分数表示。