发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的主要性能参数发动机性能 n发动机性能指标包括：经济性发动机性能指标包括：经济性、动力性动力性、可靠耐久性、使用维修性、可靠耐久性、使用维修性、排放排放噪声性噪声性以及加工工艺性等各个方面以及加工工艺性等各个方面 n工质：能实现热能和机械能相互转换的媒介物质工质：能实现热能和机械能相互转换的媒介物质,对车对车用内燃机来说通常指汽缸内的用内燃机来说通常指汽缸内的可燃混合气可燃混合气。如：燃烧前：空气、可燃混合气如：燃烧前：空气、可燃混合气 燃烧后：燃烧后：CO2和水蒸气和水蒸气n工质的功：工质推动活塞移动，称工质对外做功；压工质的功：工质推动活塞移动，称工质对外做功；压缩工质时，外界对工质做功。缩工质时，外界对工质做功。发动机的主要性能参数气体的膨胀功气体的膨胀功 Wn设在图设在图a所示的气缸中装有所示的气缸中装有 1 kg 气体，气体，气体的体积为气体的体积为 V ，压力为，压力为 P ，活塞截面，活塞截面积为积为 A 。n若气体压力大于大气压：气体推动活塞若气体压力大于大气压：气体推动活塞右移，称为气体对活塞做功右移，称为气体对活塞做功n若推动活塞对气体做功，活塞左移，气若推动活塞对气体做功，活塞左移，气体体积缩小体体积缩小发动机的主要性能参数示功图示功图发动机的主要性能参数 气体做功量的计算气体做功量的计算发动机的主要性能参数n若气缸中气体的质量为若气缸中气体的质量为 m ，其，其总容积为总容积为V=mv ，膨胀功为，膨胀功为:发动机的主要性能参数 第一节第一节实际循环的评定指示指标实际循环的评定指示指标发动机的主要性能参数两类指标的比较n指示指标（指示指标（i i）以工质在气缸内对以工质在气缸内对活塞做功活塞做功为基础，评为基础，评定实际循环质量的好坏。定实际循环质量的好坏。n有效指标（有效指标（e e）以曲轴对外以曲轴对外输出的功率输出的功率为基础，代表整为基础，代表整机的性能。机的性能。发动机的主要性能参数指示指标指示指标指示功指示功Win定义：在气缸内完成一个循环工定义：在气缸内完成一个循环工质对活塞所做的有用功。质对活塞所做的有用功。发动机的主要性能参数指示指标平均指示压力指示指标平均指示压力 pi Wi ：一一个个实实际际循循环环工工质质对对活活塞塞所所做做的的有有用用功功，称称为为指示功（指示功（KJKJ）Vs ：气缸工作容积（：气缸工作容积（L L） 发动机的主要性能参数指示指标平均指示压力指示指标平均指示压力 pin以一个假想的、大小不变的压力作用在活塞上，以一个假想的、大小不变的压力作用在活塞上，使活塞移动一个行程，其所做的功等于循环功，使活塞移动一个行程，其所做的功等于循环功，则此假想的压力即为平均指示压力则此假想的压力即为平均指示压力 p pi inp pi i 的物理意义是的物理意义是单位气缸工作容积的指示单位气缸工作容积的指示功功, ,代表了单位气缸工作容积的工作能力代表了单位气缸工作容积的工作能力，是发动机性能的一个重要评价指标。是发动机性能的一个重要评价指标。汽油机汽油机 0.7 - 1.3 MPa 0.7 - 1.3 MPa 柴油机柴油机 0.65 - 1.1 MPa 0.65 - 1.1 MPa 增压柴油机增压柴油机 1.1 - 1.6 MPa 1.1 - 1.6 MPa发动机的主要性能参数指示指标指示功率指示指标指示功率 Pin循环指示功循环指示功 Wi（J）可以写成：）可以写成：n发动机指示功率发动机指示功率 Pi（kW）：）：n指示功率：指示功率：发动机单位时间内的指示发动机单位时间内的指示 功功发动机的主要性能参数指示指标指示热效率指示指标指示热效率 in指示热效率指示热效率inQi-为得到指示功为得到指示功Wi所消耗燃料的热量所消耗燃料的热量n指示热效率指示热效率i 的范围的范围 汽油机汽油机 0.25 - 0.4 0.25 - 0.4 柴油机柴油机 0.43 - 0.5 0.43 - 0.5 发动机的主要性能参数指示指标指示油耗率指示指标指示油耗率 gi（ bi ）n指示燃料消耗率（简称指示比油耗）是指单位指示功的耗油量n单位【g / (kW h)】发动机的主要性能参数 指示燃油消耗率指示燃油消耗率 指示热效率指示热效率 汽油机汽油机 205-320 0.25-0.40 205-320 0.25-0.40柴油机柴油机 170-200 0.43-0.50 170-200 0.43-0.50指示热效率和指示燃油消耗率的关系：指示热效率和指示燃油消耗率的关系：发动机的主要性能参数第二节第二节 发动机的发动机的有效指标有效指标有效指标（有效指标（e）以曲轴对外以曲轴对外输出的功率输出的功率为基础，为基础，代表整机的性能。代表整机的性能。发动机的主要性能参数发动机经济性和动力性有效指标发动机经济性和动力性有效指标n发动机的指示功率发动机的指示功率Pi 并不能完全对外输出并不能完全对外输出n功在发动机内部的传递过程中，不可避免有功在发动机内部的传递过程中，不可避免有损失损失Pm ，这些损失包括：，这些损失包括： 运动零件的摩擦损失运动零件的摩擦损失 驱动附属机构的损失驱动附属机构的损失 泵气损失泵气损失发动机的主要性能参数动力性指标有效功率动力性指标有效功率 Pe（Ne） Pe = Pi Pm Pm 机械损失功率机械损失功率 Pe 有效功率，可由试验求得有效功率，可由试验求得发动机的主要性能参数动力性有效指标有效转矩动力性有效指标有效转矩 Ten由功率输出轴输出的转矩称为有效由功率输出轴输出的转矩称为有效转矩转矩Te。它与有效功率。它与有效功率Pe（kW）之之间的关系是间的关系是 ： 发动机的主要性能参数动力性指标平均有效压力动力性指标平均有效压力（ pme ）n发动机单位气缸工作容积输出的有效功。与发动机单位气缸工作容积输出的有效功。与有效功率有效功率Pe 之间的关系是：之间的关系是：npme值大，说明单位气缸工作容积对外输出值大，说明单位气缸工作容积对外输出的功多，做功能力强的功多，做功能力强 发动机的主要性能参数经济性指标有效燃油消耗率经济性指标有效燃油消耗率gen有效燃料消耗率（简称油耗）是指单位有效功的耗有效燃料消耗率（简称油耗）是指单位有效功的耗油量油量n单位【单位【g / (kW h)】汽油机汽油机 280 280360360柴油机柴油机 220 220290290与指示燃料消耗率的比较与指示燃料消耗率的比较发动机的主要性能参数经济性指标有效热效率经济性指标有效热效率en有效热效率有效热效率en有效热效率有效热效率e 的范围的范围 汽油机汽油机 0.2 - 0.3 0.2 - 0.3 柴油机柴油机 0.3 - 0.4 0.3 - 0.4发动机的主要性能参数动力性指标转速动力性指标转速n和活塞平均速度和活塞平均速度vcmn提高发动机转速（提高发动机转速（n n），即增加单位时间的），即增加单位时间的做功次数，从而使发动机体积小、重量轻做功次数，从而使发动机体积小、重量轻和功率大。和功率大。n活塞平均速度活塞平均速度v vcmcm：nv vcmcm与曲柄连杆机构的惯性力、磨损、寿命与曲柄连杆机构的惯性力、磨损、寿命相关。一般汽油机不超过相关。一般汽油机不超过18m/s18m/s，柴油机，柴油机 不超过不超过13m/s13m/s。 发动机的主要性能参数动力性指标转速动力性指标转速n和活塞平均速度和活塞平均速度vc cmnn、vcm、S/D值的大致范围是： n（r/min） Cm（m/s） S/D 小客车汽油机 5000-8000 12-15 0.7 - 1.0载货车汽油机 3600-4500 10-13 0.8 - 1.2 增压柴油机 1500-4000 8-12.5 0.9 - 1.3 发动机的主要性能参数发动机强化指标发动机强化指标n升功率PL （kWL）n比质量me （kgkW）n强化系数pme Cm （MPa m/s） P PL L m me e p pmemeC Cm m汽油机 30-70 1.1-4.0 8-17汽车柴油机 18-30 2.5-9.0 6-11拖拉机柴油机 9-15 5.5-16 9-15发动机的主要性能参数提高发动机性能的途径提高发动机性能的途径n增压技术增压技术n合理组织燃烧，提高循环指示功率合理组织燃烧，提高循环指示功率n改善换气过程，提高充气效率改善换气过程，提高充气效率n提高发动机转速提高发动机转速n提高发动机机械效率提高发动机机械效率发动机的主要性能参数