摩擦损失为机械损失、泵气损失和辅助装置驱动所消耗功的总和。图3-30所示为利用倒拖法测量的汽油机的摩擦损失以摩擦平均有效压力pm，f表现的结果。但是，气门驱动机构的摩擦损失在高转速领域中反而减小，这是因为气门驱动机构的凸轮与从动件之间的润滑条件随转速的增加而得到改善。如图3-30所示，在摩擦损失中泵气损失所占的比例与发动机转速无关，约为40%。pm，f为缘于摩擦损失动力的摩擦平均有效压力。......
2023-06-28
摩擦损失影响因素解析
【摘要】：摩擦损失的影响因素有发动机的运行因素、设计因素和润滑油。④内径/行程比：内径/行程比在1.5以下时，此值越大，摩擦力和摩擦平均有效压力会越小，但在1.5以上时，此值对摩擦的影响不大。这是在高速状态因空气流动的摩擦损失增加导致体积效率降低所导致的。因此，发动机的摩擦损失在发动机的主运行领域向低速领域移动就可以减小。
1.润滑油
润滑的目的是降低机械摩擦功，以提高输出动力和改善燃料效率。因此，润滑油的黏性会影响发动机的摩擦功。
2.发动机的设计参数
发动机的设计参数有发动机的压缩比、负荷、气缸数、气门数、内径/行程比等，这些均影响摩擦损失。
①压缩比：当压缩比增加时，摩擦平均有效压力也同时增大。压缩比对电动机驱动摩擦的影响，通常每增加1个压缩比，摩擦平均有效压力会增大0.7～1Pa。
②发动机负荷：当发动机负荷增加时，气缸内的最大压力也同时增大。气体压力的增大会加大施加在活塞环的作用力（接触力），因此摩擦力会增大。
③气缸数：对于排气量相同的发动机，如果气缸数量少，因摩擦表面积小，就会减小摩擦力。这是因为相对于活塞头部面积的活塞裙部面积之比减小所致。
④内径/行程比：内径/行程比在1.5以下（RSb=0.67以上）时，此值越大，摩擦力和摩擦平均有效压力会越小，但在1.5以上时，此值对摩擦的影响不大。
⑤气门大小：气门大小对摩擦力的影响是，在低速状态其影响较小，但在高速状态其影响较大。
⑥活塞环：活塞环数越少，与气缸壁之间的摩擦面积就越小，摩擦力就越小。活塞环的张力越小，摩擦力就越小。
⑦冷却液温度：冷却液的温度变化会导致润滑油的温度变化，会影响润滑油的黏度、油膜厚度和摩擦力。
3.发动机的运行因素
影响摩擦损失的代表性发动机运行因素有转速和负荷。
（1）转速 当发动机转速增加时，摩擦损失也同时增大。发动机的实际空气质量消耗量
以“体积效率×排气量×密度×转速”进行计算，可以表示为
式中，
为实际空气质量消耗量；ηV为体积效率；VSt为排气量；p0、T0分别为标准状态下的空气压力和温度；R为空气的气体常数；N为每秒的转速（r/S），四冲程发动机为60×r/min/2；i为发动机每转做功次数，四冲程发动机为i=1/2，二冲程发动机为i=1。
发动机的输出功率随转速的增加而增大，但到了某一转速以上就反而降低，这是体积效率降低导致的。即发动机的空气消耗量随发动机转速的增加而增大，当达到最大后开始减小。这是在高速状态因空气流动的摩擦损失增加导致体积效率降低所导致的。
（2）负荷 发动机的负荷与转速对机械效率（摩擦损失）的影响很大。柴油机转速、负荷、机械效率、净输出功率之间的关系如图9-26所示。从此关系中可以获知下列信息：
①在全负荷状态（WOT），机械效率随速度的增加而减小（图9-26中最左侧线）。
②在标准运行负荷状态，机械效率随速度的增加而增大，这是冲压效应的原因（图9-26中最右侧点线）。
③在一定的速度条件下，机械效率随输出功率的增加而增大。
④在一定的输出功率条件下，机械效率随速度的增加而减小。
因此，发动机的摩擦损失在发动机的主运行领域向低速领域移动就可以减小。涡轮增压柴油机适合于低速运行的修正气门正时和中冷器。
如图9-27所示为柴油机随转速变化的净燃料消耗率和净平均有效压力。在图中可以看出，随档位的转矩增加和额定转速的降低，汽车可以在高负荷和较低的发动机转速条件下运行。在图9-27中显示了在全负荷领域燃料消耗率be减少了13%的状态，其中8%为因机械效率从84%改善到91%而获得的。
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