1.3 发动机的性能指标与热平衡 (课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（西安电子科大出版社）

　　　1.3 发动机的性能指标与热平衡 1.3.1 发动机的性能指标 　　发动机的性能指标又称发动机的有效性能，它是以曲轴的输出功率为基础的指标。发动机的性能指标用来评价发动机的设计与制造水平，并可将其作为评价各类发动机性能优劣的依据。 　　1. 动力性指标 　　1) 有效功率 　　发动机对外输出的功率称为发动机的有效功率，记为Pe，单位为kW。Pe可用台架试验来测定，也可用测功器测定有效转矩Me和曲角速度n，然后用如下公式计算出发动机的有效功率Pe 　　　　　　　　　　 　　　　　　　 (1-1) 　　2) 有效转矩 　　发动机对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，记为Me，单位为N·m。Me可通过发动机台架试验来测定，也可用下式 进行计算： 　　　　　　　　　　　　　　　　 (1-2) 　　3) 平均有效压力 　　发动机单位气缸工作容积发出的有效功称为发动机的平均有效压力，记为Pe。平均有效压力从发动机实际输出功的角度来评定气缸工作容积的利用率。 　　对于气缸工作总容积和一定的发动机，Pe值越大，则其对外输出的功越多、扭矩越大，所以Pe是发动机重要的动力性能指标。 　　柴油机的Pe值的一般范围为600～950 kPa；汽油机Pe值的一般范围为650～1200 kPa。 　　4) 转速 　　发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，记为n，单位为r/min。 　　2. 经济性指标 　　1) 有效热效率 　　燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记为ηe。这说明，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 　　2) 有效燃油消耗率 　　发动机每输出1 kW·h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记为ge，单位为g/(kW·h)。有效燃油消耗率越低，经济性越好。ge可用测功器与油耗仪测定。 　　3．强化指标 　　强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标。评价指标主要是升功率，记为PL。 　　4. 紧凑性指标 　　1) 比容积 　　发动机的外廓体积与其标定功率的比值称为比容积。 　　2) 比质量 　　发动机的干质量与其标定功率的比值称为比质量。干质量是指未加注燃油、机油和冷却液的发动机质量。 　　比容积和比质量越小，发动机结构越紧凑。 　　5. 环境保护指标 　　环境保护指标主要指发动机的排气品质和噪声水平。由于环境保护关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出了严格的控制法规，这是控制机动车排气污染的有效措施。当前，发动机的排放品质和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。 　　6. 可靠性指标 　　可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首发故障行驶里程、平均故障间隔里程、主要零件的损坏率等。 　　7. 耐久性指标 　　耐久性指标是指发动机的主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间，通常用发动机的大修里程即发动机从出厂到第一次大修之间汽车行驶的里程数来衡量。 　　大修里程的长短与发动机的结构特点、强化程度、零件的材料及加工精度和使用条件等诸多因素有密切关系。 1.3.2 发动机的热平衡 　　在发动机的气缸中，燃料燃烧后所放出的总热量，只有25%～40%转化为有效功，其他部分均以不同方式散失于外界。 　　燃料燃烧发出的总热量在有效功和各种损失之间的分配利用情况，称为发动机的热平衡，它通常由实验测定。研究热平衡对改善发动机的热力过程的设计、使用具有重要意义。 1.3.3 机械损失 　　1. 机械损失的组成 　　1) 发动机内部运动件的摩擦损失 　　摩擦损失约占整个机械损失的60%～75%。在摩擦损失中，活塞和活塞环与气缸壁间的摩擦所占的比例最大，因其摩擦面积大，相对速度高，润滑又不好；其次是轴承与轴颈之间的摩擦、气门传动机构的摩擦等。 　　2) 驱动附属机构的损耗 　　这部分损耗约占全部损失的10%～20%。驱动附属机构的损耗包括驱动配气机构、冷却水泵、风扇、机油泵、喷油泵、调速器、点火装置等的损耗。 　　3) 泵气损失 　　进、排气过程所消耗的功在测定机械损失时很难分离出去，所以把它包括在机械损失中。泵气损失约占全部机械损失的10%～20%。 　　机械损失功率可通过发动机台架试验来测定。常用的试验方法有倒拖法和灭缸法。 　　2. 机械效率 　　有效功率Pe和指示功率Pi (在单位时间内，发动机完成 一个工作循环工质对活塞所作的功)的比值称为机械效率，记为ηm。 　　ηm用于比较各种不同发动机的机械损失大小。ηm值愈高，说明机械损失愈小，发动机性能愈好。 　　3.