发动机性能指标与特性

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：发动机的性能指标主要有指示指标和有效指标两种。发动机最重要的有效指标包括动力性指标和经济性指标两种。1）发动机负荷特性发动机负荷特性表示发动机在某一转速下，燃油经济性指标及其他参数随负荷的变化关系。

1.发动机的主要性能指标

发动机的性能指标是评价发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有指示指标和有效指标两种。指示指标广泛应用于发动机工作过程的分析和研究中；有效指标主要用来直接评定发动机实际工作性能的优劣，在生产实践中获得广泛的应用。

发动机最重要的有效指标包括动力性指标和经济性指标两种。

1）动力性指标

（1）有效功率。有效功率是指发动机通过飞轮对外输出的功率，用Pe表示，由发动机台架试验得出。

（2）有效转矩。有效转矩是指发动机通过飞轮对外输出的转矩，用Me表示，由测功机测得，其值与发动机曲轴所受到的阻力矩相等。根据所测得的有效转矩Me（N·m）和发动机转速n（r／min），可以得出有效功率Pe，即

或

（3）平均有效压力。平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积输出的有效功，用pe表示，其表达式为

式中，Vh——气缸工作容积，L。

发动机的有效功率、有效转矩、平均有效压力越大，动力性越好。

2）经济性指标

（1）有效燃料消耗率。有效燃料消耗率是指单位有效功的耗油量，用ge表示。通常以每千瓦小时有效功的耗油量表示，单位为g／（kW·h）。有效燃料消耗率的计算公式为

式中，GT——发动机的每小时耗油量，kg／h。

（2）有效热效率。有效热效率是指发动机实际循环的有效功与所消耗燃料的热量之比，用ηe表示。有效热效率的计算公式为

式中，Q1——得到有效功所消耗的热量，kJ；

　　　We——发动机的有效功，kJ。

发动机有效燃料消耗率越小，有效热效率越高，经济性越好。

2.发动机的特性

发动机特性是指发动机的性能指标随发动机调整情况和运转工况而变化的关系，通常用曲线表示，称为发动机特性曲线。通过发动机特性曲线可以分析在不同使用工况下，发动机特性变化的规律及影响因素，以此评价发动机性能，从而改善发动机性能。

发动机工况是指发动机的工作状况，通常用发动机功率与转速或发动机负荷与转速来表示。

1）发动机负荷特性

发动机负荷特性表示发动机在某一转速下，燃油经济性指标及其他参数随负荷的变化关系。

（1）汽油机负荷特性。汽油机负荷特性是指在点火提前角最佳，供油系统、进气系统及控制系统工作正常的情况下，保持汽油机转速一定，每小时耗油量GT和有效燃料消耗率ge随负荷变化的关系。

汽油机的负荷调节方法称为“量调节”，即靠改变节气门开度，从而改变进入气缸的混合气数量来适应负荷变化。

（2）柴油机负荷特性。柴油机负荷特性是指在柴油机转速一定的条件下，每小时耗油量GT和有效燃料消耗率ge随负荷变化的关系。

在转速一定时，由于进入气缸的空气量不变，所以改变负荷时相应改变的是每循环供油量Δg，使混合气成分变化。因此，柴油机是通过改变混合气的浓度来适应负荷的变化的。其负荷调节方法称为“质调节”。

2）发动机速度特性

发动机速度特性是指发动机性能指标随转速变化的关系。

（1）汽油机速度特性。汽油机速度特性是指汽油机节气门开度固定不变，在点火提前角最佳，供油系统、进气系统及控制系统工作正常的情况下，有效功率Pe、有效转矩Me和有效燃料消耗率ge随转速n 变化的关系。节气门全开时的速度特性称为汽油机外特性；节气门部分打开时的速度特性称为汽油机部分负荷速度特性。

（2）柴油机速度特性。柴油机速度特性是指喷油泵油量调节机构位置固定不动，柴油机有效功率Pe、有效转矩Me、有效燃料消耗率ge和每小时耗油量GT等随转速n 变化的关系。当油量调节机构固定在标定循环供油量位置时的速度特性称为柴油机外特性；当油量调节机构固定在小于标定循环供油量位置时的速度特性称为柴油机部分负荷速度特性。

发动机性能指标与特性

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