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影响发动机性能的大气环境因素

【摘要】:影响发动机性能的环境因素为大气温度、湿度和大气压力。根据式,充气效率为式中,ma,n为标准状态;Vh为工作容积;ma为在实际大气状态p、T下工作容积所占有的空气质量;下标n表示标准状态。但是,当大气中的湿度高时,自然水蒸气分压力pv就大,在发动机进气中,与水蒸气相当量的氧气不能参与燃烧,导致输出功率会降低。

影响发动机性能的环境因素为大气温度、湿度和大气压力。通常,汽油机的输出功率与进气中的氧含量成正比,氧含量随大气压力、温度和湿度的变化而改变。因大气中的水分越多,氧含量相对减少,因此对于发动机性能测试,规定在标准大气状态下进行。

大气条件对发动机性能的影响,用大气状态的变化对充气效率的影响来进行评价。根据式(3.28),充气效率为

式中,ma,n标准状态(大气压力pn=101.325kPa、温度tn=20°C、相对湿度60%、水蒸气分压力pv=1.4kPa);Vh为工作容积;ma为在实际大气状态pT下工作容积所占有的空气质量;下标n表示标准状态。

表示发动机进气能力的充气效率ηc与容积效率ηv之间的关系以密度比进行表示(式3.29),适用理想气体状态式ρ=p/RI可以推导出下述密度比的推算式:

式中,pn为标准大气压力;pnv为标准状态水蒸气分压力Tn为标准状态温度;pTpv分别为任意大气状态的压力、温度和水蒸气分压力。在式中代入标准状态的值,可得

式中,大气温度T、大气压力p和水蒸气分压力pv随大气条件的改变而变化。如果忽略水蒸气分压力pv,且大气条件为标准状态,即p=pnT=Tn,就可以得出ηc=ηv,利用容积效率ηv可以计算气缸内的空气质量。但是,当大气中的湿度高时,自然水蒸气分压力pv就大,在发动机进气中,与水蒸气相当量的氧气不能参与燃烧,导致输出功率会降低。