内燃机学习题答案作者周龙保第二章节内燃机的工作指标课件

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1、第二章　内燃机的工作指标第一节　示功图与指示性能指标第二节　有效性能指标第三节　机械损失与机械效率第四节　排放指标第五节　提高内燃机动力性能与经济性能的途径第一节　示功图与指示性能指标一、示功图二、指示性能指标一、示功图图2-1　四冲程内燃机的p-φ图一、示功图图2-2　四冲程压燃式和点燃式内燃机实际循环p-V图二、指示性能指标1.指示功和平均指示压力2.指示功率3.指示热效率和指示燃油消耗率1.指示功和平均指示压力图2-3　发动机的p-V图a)四冲程非增压发动机　b)四冲程增压发动机　c)二冲程发动机2.指示功率内燃机单

2、位时间内所作的指示功称为指示功率Pi。3.指示热效率和指示燃油消耗率指示热效率是发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值第二节　有效性能指标一、机械效率和有效功率二、平均有效压力、有效功率和升功率三、由吸入空气量计算平均有效压力四、有效热效率和有效燃油消耗率一、机械效率和有效功率上面所讨论的指示性能指标只能评定工作循环进行的好坏，发动机发出的指示功率需扣除运动件的摩擦功率以及驱动风扇、机油泵、燃油泵、发电机等附件所消耗的功率后才能变为曲轴的有效输出，所有这些消耗功率的总和称为机械损失功率Pm，从而有效功率为Pe=Pi-

3、Pm有效功率与指示功率之比称为机械效率二、平均有效压力、有效功率和升功率与平均指示压力相似，平均有效压力可看做是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功。平均有效压力是衡量发动机动力性能的一个重要参数。三、由吸入空气量计算平均有效压力1.充量系数ϕc2.过量空气系数ϕa1.充量系数ϕc若把每循环吸入气缸的空气量换算成进气管状态(ps，Ts)的体积V1，其值一般要比活塞排量Vs小，两者的比值定义为充量系数2.过量空气系数ϕa燃烧单位燃料的实际空气量与理论空气量之比称为过量空气

4、系数ϕa四、有效热效率和有效燃油消耗率衡量发动机经济性能的重要指标是有效热效率η和有效燃油消耗率b。有效热效率是实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值第三节　机械损失与机械效率一、机械损失的组成部分二、机械损失的测定一、机械损失的组成部分1.活塞与活塞环的摩擦损失2.轴承与气门机构的摩擦损失3.驱动附属机构的功率损失4.风阻损失5.驱动扫气泵及增压器的损失1.活塞与活塞环的摩擦损失活塞与活塞环的摩擦损失占整个摩擦损失的主要部分。这是由于它的滑动面积大、相对速度高、润滑不充分等原因造成的。这种摩擦与活塞的长度、活

5、塞间隙以及活塞环的数目和环的张力等结构因素有关。此外，在构造相同的情况下，它随气缸压力、活塞速度以及润滑油粘度的升高而增加。2.轴承与气门机构的摩擦损失轴承与气门机构的摩擦损失包括所有主轴承、连杆轴承和凸轮轴轴承等的摩擦损失。在这些轴承里，由于润滑充分，纯液力摩擦因数很低，不过随着轴承直径的增大和转速的提高，轴颈圆周速度的增大，运动件惯性力增大，这部分损失也将增加，但它对气缸中压力的变化不太敏感。至于消耗在气门驱动机构上的损耗，在额定功率工况下所占比例是很微小的，在低速小负荷时，它的比例将增大。3.驱动附属机构的功率损失所

6、谓的附属机构，主要是指为保证发动机正常工作所必不可少的部件或总成，如冷却水泵总成(风冷发动机中则是冷却风扇)、机油泵、喷油泵、调速器等；而一些不是发动机运转所必要的总成，如发电机、汽车制动用的空气压缩机、真空助力泵等，除非加以说明，一般不包括在内。有时散热器、冷却风扇也不包括在发动机机械损失之内。这些附属机构消耗的功率随发动机的转速和润滑油粘度的增加而增大，但与气缸压力无关，它仅占机械损失中的一小部分。4.风阻损失活塞、连杆、曲轴等零件在曲轴箱内高速运动时，为克服油雾、空气阻力及曲轴箱通风等将消耗一部分功，但其数值是很微小

7、的。5.驱动扫气泵及增压器的损失在二冲程或机械增压发动机中，还要加上对进气进行压缩而带来的损失。上述诸损失中，可将前四项损失之和视作发动机的内部摩擦损失，并以Pf表示其损耗的功率，扫气泵或增压器所消耗的功率为PB图2-4　自然吸气发动机中机械损失各组成部分随活塞平均速度的变化a—泵气损失　b—活塞与活塞环的摩擦损失c—气门机构驱动损失　d—附属机构驱动损失e—连杆轴承摩擦损失　f—凸轮轴承摩擦损失二、机械损失的测定1.示功图法2.倒拖法3.灭缸法4.油耗线法图2-5　一般发动机的机械损失平均压力p的范围1.示功图法运用

8、燃烧分析仪测录气缸的示功图，从中算出指示功率Pi值，从测功器和转速计读数中测出发动机的有效功率Pe值，从而可以算出Pm、pmm及ηm值。这种直接测定方法是在发动机真实的工作情况下进行的，从理论上讲也完全符合机械损失的定义，但结果的正确程度往往取决于示功图测录的正确程度及p-φ图或p-V图上活塞上止点位置