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时间:2021-04-16
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1、内燃机理论循环和实际循环22、指示功、有效功和机械损失功记:有效功为We,机械损失功为Wm,则有:Wi=We+Wm同理,若记指示功率为Pi、有效功率为Pe、机械损失功率为Pm,则有:Pi=Pe+PmPi基于示功图得到,Pi=(2•n•i/60/τ)•Wi=(n•i/30/τ)•Wi其中:n—发动机转速,r/min;i—汽缸数τ—冲程系数(每循环冲程数),Pe由测功机实测得到,Pe与We的关系为:Pe=(n•i/30/τ)•WePm计算:Pm=Pi-Pe,也可由试验测得。Pm=摩擦损失功+附件消耗功+泵气损失功①摩擦损失(50~60%)如连杆和曲轴轴承、配气机构、活塞及
2、活塞环等之间的摩擦损失。②驱动气门机构、风扇、机油泵、发电机等附件所消耗的功率。(10~20%)③泵气损失(10~20%)指进排气过程消耗的功。4、有效转矩Ttq通过试验可测得有效功率Pe[kW]、转速n[r/min]Pe=2πn/60Ttq/1000Pe=Ttqn/9550=pmeVsi.n/30τ发动机输出转矩Ttq=318.3pmeVsi/τ5、经济性评价指标(1)指示燃油消耗率bi------单位指示功的耗油量。单位:[g/(kW.h)]设每小时燃油消耗量为B(kg/h),则bi=(B/Pi)×103(g/kWh)(2)有效燃油消耗率be-------单位有效
3、功的耗油量单位:[g/(kW.h)]be=(B/Pe)×103(g/kWh)(3)指示热效率ηit定义:实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。ηit=Wi/Q1-----Q1为指示功Wi所消耗的热量(J)另外:设gb为单缸每循环燃料消耗量(循环供油量)则ηit=Wi/gbHu-----Hu为燃料的热值ηit=3.6×103Pi/(B×Hu)B为每小时燃油消耗量(kg/h)Hu为所用燃料的低热值(kJ/kg)ηit、bi之间的关系:ηit=3.6×106/biHu(4)有效热效率ηet定义:实际循环的有效功与相应消耗的热量的比值。ηet=We/Q1=Wiηm/Q1=η
4、itηm同理有ηet=We/gbHuηet=3.6×103Pe/(B×Hu)ηet、be之间的关系:ηet=3.6×106/beHu6、发动机结构和强化程度的指标(1)升功率PL—单位发动机排量发出的功率(评价汽缸容积利用程度)PL=Pe/Vsi(kW/L)升功率PL是从发动机有效功率的角度对其气缸工作容积的利用率作总的评价,也是评定一台发动机整机动力性能和强化程度的重要指标之一。(2)比质量me—单位有效功率所占质量(评价工作过程、轻量化和紧凑性)me=m/Pe(kg/KW)(3)强化系数—平均有效压力Pme与活塞平均速度Cm的乘积。7其他性能指标(1)环境指标排放
5、性能和噪声(2)冷起动性能§1.4机械损失一机械效率定义:有效功(功率)与指示功(或功率)的比值。二.机械损失的分类摩擦损失如:活塞及活塞环;连杆轴承、曲轴轴承、凸轮轴轴承,配气机构的摩擦损失;流体摩擦损失;驱动附件损失如:驱动水泵、机油泵、喷油泵、调速器、风扇泵气损失(进排气过程消耗的功)4.驱动扫气泵和增压器的损失(二冲程和增压)三.影响机械损失的因素转速n负荷润滑油粘度、冷却水温度选用润滑油的原则:在可靠润滑的条件下,尽量选用粘度较小的润滑油,以减小摩擦损失,改善起动性能。4.点火提前角或供油提前角5.发动机工作温度6.发动机技术状况四.机械损失的测定示功图法测
6、量方法:测功器测量有效功率,燃烧分析仪或示波器测得缸内压力,计算得到指示功率。测量原理:Pi-Pe=Pm缺点:只能测整体机械损失。应用:上止点位置能够精确校正。废气涡轮、中高压柴油机。2倒拖法测量方法:(1)发动机与电力测功机相连;(2)发动机在给定工况下稳定运转,冷却水和机油温度处于正常值;(3)切断供油(柴油机),停止点火(汽油机),将电力测功机转换为电动机,以给定转速到拖发动机。测量状态:尽可能维持冷却水和机油温度不变。测量结果:由电力测功器测得的倒拖功率,即为发动机在该工况下的机械损失功率。测量误差:偏大。适用范围:必须使用电力测功器,不适合大功率高压缩比
7、发动机和废气涡轮增压柴油机。3.灭缸法预备状态:将发动机调整到给定工况稳定工作测量方法:a.测有效功率Pe;b.停止向第一缸供油,并调整测功机使发动机恢复到原来转速,再测发动机的有效功率Pe(1)c.依次使各缸熄火,得到Pe(i)测量原理:测量误差:柴油机:较好情况下可低于5%;不适合汽油机(停缸引起进气情况改变);适用范围:多缸非增压柴油机;4.油耗线法(负荷特性法)(1)测量方法:(2)测量原理:(3)适用范围:柴油机。1.5热平衡一实际循环热平衡(一)实际循环与理论循环的差异1.工质的影响:实际循环中,燃烧前后工质成分,数量改
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