内燃机原理第一章动力、经济性能指标与影响因素《内燃机原理》教案内燃机原理第一章动力、经济性能指标与影响因素第一章动力、经济性能指标与影响因素§1.1工质对活塞所作之功及示功图一．工质对活塞作功1．正功，负功在发动机工作循环的每一个冲程中，由于活塞总在运动，活塞顶面缸内工质和活塞背面缸外介质都要对活塞作功。工质压力与活塞运动方向相同时，作正功，反之作负功。2．冲程功，循环功每一冲程所作之功叫冲程功；每一循环所作之功叫循环功，图1各冲程压力形成的封闭曲线所包围的环积分面积表示。二．四冲程发动机的示功图1．自然吸气四冲程发动机的示功图1)活塞背面压力p0在四个冲程中对活塞作功为零，因而循环功可由单缸内工质对活塞作功来计算；2)循环动力过程功：压缩与燃烧膨胀冲程所作之正功称为循环动力过程功，即：W1+W3进、排气冲程泵气功：进、排气过程中，工质对活塞所作之功，是排气负功与进气正功之和，即：W2+W3循环过程净功（指示功）：Wi=(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W22．增压四冲程发动机示功图由于增压时缸内平均进气压力大于大气压力p0，一般也大于缸内平均排气压力，所以示功图上的泵气功为正功，净指示功为Wi=W1+W2三．泵气过程功1．实际泵气功：图1、2中的W2面积2．理论泵气功：图2中（pb-pk）Vs，自然吸气机型为零。3．泵气损失功：图2中带剖面线的部分，自然吸气机型为W2。四.气缸压力图即展开示功图，常用于发动机结构设计分析、燃烧及动态过程分析。§1.2动力、经济性能指标一.指示性能指标与有效性能指标1．指示性能指标以工质对活塞作功为计算基准的指标称为指示性能指标，简称指示指标。直接反映工作循环进行的好坏。包括指示功、平均指示压力、指示热效率和指示燃油消耗率。2．有效性能指标以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标，简称有效指标。用于评定发动机实际工作能力的优劣。二.指示指标与有效指标的确定及换算1．循环指示功、有效功和机械损失功内燃机原理第一章动力、经济性能指标与影响因素1)循环指示功：在气缸内完成一个工作循环工质对活塞所作的有用功。用Wi表示。2)有效功：每循环由曲轴输出的单缸功量叫循环有效功。用We表示。Wi=We+Wm3)机械损失功：循环指示功与有效功之差，用Wm表示。在测量Wm时，常常无法消除所含的泵气损失功，因此，习惯上都将泵气损失功归入机械损失中，则：Wm=Wmf+Wme+Wp（自然吸气机型）式中Wp——泵气损失功Wmf——循环摩檫损失功Wme——附件消耗功2．平均指示压力与平均有效压力1)平均指示压力：单位气缸工作容积所作的循环指示功。Pmi=Wi/VsWi=pmiVs=pmiπD2S/42)平均有效压力：单位气缸工作容积所作的循环有效功。Pme=We/Vs3．指示热效率和指示燃油消耗率1)指示热效率：实际循环指示功与所消耗的热量之比。ubiubiiitHMPHgWQW31106.3式中3.6ⅹ103——1kW.h的热当量，kJ/kW.hgb——单缸每循环耗油量，kgMb——每小时发动机的耗油量，kg/hHu——燃料的低热值，kJ/kg注：严格的说，ηit只是循环热效率ηt，ηit=ηcηt，ηic为燃烧效率。2)指示燃油消耗率：单位指示功率的耗油量310iiPBb[g/kW.h]4．有效热效率和有效燃油消耗率1)有效热效率：实际循环有效功与所消耗的热量之比。ubeubeeetHMPHgWQW31106.3mitmietQW1（当燃烧效率为1时）2)有效燃油消耗率：单位有效功率的耗油量310eePBb[g/kW.h]5．升功率：每升气缸工作容积所发出的有效功率内燃机原理第一章动力、经济性能指标与影响因素seLViPP/6．指标的测定与换算在工程上，上述指标是在发动机试验台架上测得一些基本数值（转速n，转矩Ttq和整机燃油消耗率B）后，再通过相互物理关系换算出来的。1)首先求取：Pe=2πnTtq2)由功与功率基本关系求We：tiWPeeeeWinP/2eePinW2nt23)以Pe、We为基础求各有效指标，再利用上述两关系式求得：tqmeseenTpniVWniP22/2（1-1）setqsesmeVWTiVPniVp2（1-2）emesmesetqWipiVnpinVnPT2122（1-3）eePBb（1-4）三.动力性能速度指标活塞平均运动速度vm是评定发动机动力性能的速度指标。vm=2sn注意：转速n只能作为同一机型的速度指标。§1.3影响动力、经济性能指标的环节与因素一.决定动力输出的“量”与“质”的两...
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