动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数本章主要内容本章主要内容?1.发动机在整个运转范围内的动力性能指标，主 要指各个工况的功率、转矩和运行速度（活塞平 均速度或转速）1.发动机在整个运转范围内的动力性能指标，主 要指各个工况的功率、转矩和运行速度（活塞平 均速度或转速） ?2.发动机在整个运转范围内的燃油消耗率（有时 考虑润滑油消耗率）的性能指标2.发动机在整个运转范围内的燃油消耗率（有时 考虑润滑油消耗率）的性能指标 ?3.除动力、经济性外的其它运转性能，如有害排 放物、噪声和起动性能3.除动力、经济性外的其它运转性能，如有害排 放物、噪声和起动性能 ?4.可靠性、耐久性、维修方便性等使用指标4.可靠性、耐久性、维修方便性等使用指标动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数第一节工质对活塞所做的功及示功图第一节工质对活塞所做的功及示功图 一、工质对活塞作功一、工质对活塞作功 往复活塞式发动机，在其工作循环的每一冲程 中，由于活塞总在运动，活塞顶面缸内工质的压 力和活塞背面缸外介质的压力（曲轴箱中的工质 压力）都要对活塞作功。压力方向与活塞运动方 向相同时对活塞作正功，反之作负功，即活塞对 工质作功。一个循环所有冲程的各功之和就是循 环功。往复活塞式发动机，在其工作循环的每一冲程 中，由于活塞总在运动，活塞顶面缸内工质的压 力和活塞背面缸外介质的压力（曲轴箱中的工质 压力）都要对活塞作功。压力方向与活塞运动方 向相同时对活塞作正功，反之作负功，即活塞对 工质作功。一个循环所有冲程的各功之和就是循 环功。动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 二、自然吸气四冲程发动机的示功图二、自然吸气四冲程发动机的示功图 活塞整个循环输出的净指示功为活塞整个循环输出的净指示功为 () ()3231WWWWWi+=第一节工质对活塞所做的功及示功图第一节工质对活塞所做的功及示功图动画动画动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 三、增压四冲程发动机的示功图三、增压四冲程发动机的示功图 增压机的净指示功为增压机的净指示功为21WWWi+=第一节工质对活塞所做的功及示功图第一节工质对活塞所做的功及示功图动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 四、泵气过程功四、泵气过程功 1.实际泵气功1.实际泵气功 根据习惯，把叫做实际泵气功。根据习惯，把叫做实际泵气功。 2.理论泵气功2.理论泵气功 如果泵气过程中没有节流、摩擦等流动损失，泵 气功的数值将会更大，即无损失的理论泵气功。如果泵气过程中没有节流、摩擦等流动损失，泵 气功的数值将会更大，即无损失的理论泵气功。 3.泵气损失功3.泵气损失功 理论泵气功支付泵气损失之后就是实际泵气功。理论泵气功支付泵气损失之后就是实际泵气功。2W第一节工质对活塞所做的功及示功图第一节工质对活塞所做的功及示功图动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 一、指示性能指标与有效性能指标一、指示性能指标与有效性能指标 1.有效性能指标1.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，它反映工作循环的好坏。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，它反映工作循环的好坏。 2.指示性能指标2.指示性能指标 以工质对活塞所做之功为计算基准的指标称为指 示性能指标，简称指示指标，它反映整机性能的 优劣。以工质对活塞所做之功为计算基准的指标称为指 示性能指标，简称指示指标，它反映整机性能的 优劣。第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标 二、指示指标与有效指标的确定与换算二、指示指标与有效指标的确定与换算 1.循环指示功、有效功和机械损失功1.循环指示功、有效功和机械损失功meiWWW+=pmfmemWWWW+=21WWWi=1WWi=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标 2.平均指示压力和平均有效压力2.平均指示压力和平均有效压力 1）平均指示压力1）平均指示压力 单位气缸工作容积所做的循环指示功定义为平均指 示压力单位气缸工作容积所做的循环指示功定义为平均指 示压力mipsi miVWp=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标 （2）平均有效压力（2）平均有效压力 单位气缸工作容积所做的有效功定义为平均有效 压力 3.其它主要的指示指标与有效指标3.其它主要的指示指标与有效指标 4.指标的测定与换算4.指标的测定与换算mepse meVWp=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标 台架测取的基本值有发动机转速、转矩和整 机燃油消耗率台架测取的基本值有发动机转速、转矩和整 机燃油消耗率 1）由转矩、转速和功率的关系得1）由转矩、转速和功率的关系得 2）由功与功率基本关系得2）由功与功率基本关系得ntqT BtqenTP2=tiWPe e=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 此处t为一个循环的时间 为冲程系数，四冲程=4，二冲程=2，于是有第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标nt2=eeemesetqsetqsesmetqsmeeePBbWipVinPTVWTViPVinpnTVpinWinP/)/()/(2/)/(2/2)/2()/2(=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标)(101047. 0955010006023kwnnntqtqtq e=,e meemes sWpWp VV=)(1030)(30302 603kWinVpWinVpinWinWPsmesmee ee=tqeTP 动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标Q30.140710 ()etqPT nkw=1000(/. )e eBbg kwhP=)(10303 a se mekPinVPp=)(14. 3301407. 0a stqstq mekPiVTinVnTp=emePptqmeTp动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第二节动力、经济性能指标第二节动力、经济性能指标 三、动力性能速度指标三、动力性能速度指标 从活塞往复运动做功的物理本质看，确定功率大小 的因数除了力以外，还有活塞的平均运动速度， 它是评定发动机动力性能的速度指标。从活塞往复运动做功的物理本质看，确定功率大小 的因数除了力以外，还有活塞的平均运动速度， 它是评定发动机动力性能的速度指标。mvsnvm2=)/(30smsnvm=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 上一节各种动力性、经济性指标的计算式，是通过 试验测得某些参数后换算而得到的。这些被测值， 如转矩、整机燃油消耗率等都是影响性能的各种参 数的综合反映。该计算式不能完整表达各个基本因 数或参数对性能影响的规律。上一节各种动力性、经济性指标的计算式，是通过 试验测得某些参数后换算而得到的。这些被测值， 如转矩、整机燃油消耗率等都是影响性能的各种参 数的综合反映。该计算式不能完整表达各个基本因 数或参数对性能影响的规律。 必须从工作过程所涉及的基本理化概念出发，归纳 出影响上述指标的各因数综合表达式，才能分门别 类、有针对性地对影响性能的各个环节与因数进行 深入的分析，也才能对发动机的动力性、经济性能 有一个全貌的了解。必须从工作过程所涉及的基本理化概念出发，归纳 出影响上述指标的各因数综合表达式，才能分门别 类、有针对性地对影响性能的各个环节与因数进行 深入的分析，也才能对发动机的动力性、经济性能 有一个全貌的了解。动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 一、决定动力输出的量与质的环节一、决定动力输出的量与质的环节 发动机动力输出的过程，本质上是进入整机的燃料 化学能转化为曲轴有效输出功的过程。输出功率的 大小，首先取决于单位时间内加入整机的化学能的 多少，这是量的环节。其次，则取决于化学能转换 为输出功的效率，这是质的环节。发动机动力输出的过程，本质上是进入整机的燃料 化学能转化为曲轴有效输出功的过程。输出功率的 大小，首先取决于单位时间内加入整机的化学能的 多少，这是量的环节。其次，则取决于化学能转换 为输出功的效率，这是质的环节。 设单位时间内加入整机的燃料总量为，燃料的低 热值为，而燃料能量转换的总效率，即前述有效 效率为，则发动机的输出功率为设单位时间内加入整机的燃料总量为，燃料的低 热值为，而燃料能量转换的总效率，即前述有效 效率为，则发动机的输出功率为BuHetueteBHP=动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 对于在机外先预制好均匀混合气的机型，如点燃式 汽油机，可用下式表示对于在机外先预制好均匀混合气的机型，如点燃式 汽油机，可用下式表示ummeteHGP=Kg/h，量单位时间流入的混合气 量单位时间流入的混合气mGumH混合气的质量低热值，KJ/Kg。混合气的质量低热值，KJ/Kg。动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 二、燃料及可燃混合气的热值二、燃料及可燃混合气的热值 1.燃料的低热值燃料的低热值 单位质量的燃料在指定状态（标准温度25，初始 压力101.3kPa)下，定容或定压完全燃烧所能放出 的热量单位质量的燃料在指定状态（标准温度25，初始 压力101.3kPa)下，定容或定压完全燃烧所能放出 的热量反应热，叫做燃料的热值。燃烧时，燃 烧产物的以气态排出，其汽化潜热未能释放的 热值叫低热值。发动机排出的废气中，水都呈气 态，所以适用低热值。反应热，叫做燃料的热值。燃烧时，燃 烧产物的以气态排出，其汽化潜热未能释放的 热值叫低热值。发动机排出的废气中，水都呈气 态，所以适用低热值。OH2动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 2.可燃混合气热值2.可燃混合气热值 可燃混合气热值是单位质量或单位体积可燃混合 气的低热值。它取决于燃料热值和燃料与空气的 混合比。可燃混合气热值是单位质量或单位体积可燃混合 气的低热值。它取决于燃料热值和燃料与空气的 混合比。 1）过量空气系数1）过量空气系数 2）空燃比2）空燃比 3）燃空比或3）燃空比或0lla=a /1动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数 若燃烧燃料量为时，供给空气，则若燃烧燃料量为时，供给空气，则 1个质量单位的燃料若供给空气量为l个质量单位的 空气，则可燃混合气质量热值的计算式为1个质量单位的燃料若供给空气量为l个质量单位的 空气，则可燃混合气质量热值的计算式为m0lmmla=00/lmlmaa=0/1/1la=)1/()1/(0lHlHHauuum+=+=umH动力经济性能及影响因数动力经济性能及影响因数 第三节影响动力、经济性能指标的环节和因数第三节影响动力、经济性能指标的环节和因