第二章内燃机的工作指标主要内容第一节示功图与指示性能指标注：压力零线是大气压力；进气和排气需要用放大的压力标尺记录，称低压示功图。仅仅记录压缩行程、燃烧膨胀行程的示功图，称高压示功图。压力零线是绝对零压力。示功图可信度至关重要从示功图可以观察到内燃机工作循环的不同阶段(压缩、燃烧、膨胀)以及进气、排气行程中的压力变化，通过数据处理，运用热力学知识，将它们与所积累的试验数据进行分析比较，可以对整个工作过程或工作过程的不同阶段进展的完善程度作出正确的判断。因此，示功图是研究内燃机工作过程的重要试验数据。电荷放大器数据采集仪示波器压力传感器打印机发动机角度传感器说明：为了得到可信的示功图，一般连续采集30-100个工作循环进行平均处理。二、指示性能指标对于四冲程非增压发动机：Fi=F1-F2式中：Fi指示功面积；F1有用功（顺时针封闭曲线）；F2消耗功（泵气功，逆时针封闭曲线）。对于四冲程增压发动机：Fi=F1+F2(F2泵气功为正功)对于二冲程发动机：Fi=F1(没有F2面积)所以，指示功可以写成：Wi=Fiab=KFi其中：Fi可以用求积仪得到；a纵坐标比例尺；b横坐标比例尺；K比例系数。说明：指示功越大，表示发动机对外作功能力越大；指示功与循环热功转换效率有关（效率高，指示功大）；指示功与气缸容积大小有关（大排量发动机指示功就大），为此，引入平均指示压力概念。所谓平均指示压力，是指单位气缸容积一个循环所做的指示功(Pa)（物理意义）pmi=Wi/Vs式中，Wi为发动机一个工作循环的指示功，J；Vs为发动机气缸工作容积，m3。若Vs用L为单位，Wi用kJ为单位，则pmi为MPa式(2—2)也可写成Wi＝pmi·Vs＝pmi(πD2/4).S，其中，D和S分别为气缸直径和活塞行程，由此可以引出平均指示压力的第二个概念，（几何意义）即平均指示压力是一个假想的平均不变的压力，以这个压力作用在活塞顶上，使活塞移动一个冲程S所做的功，即为循环的指示功Wi。平均指示压力的意义3、指示功率Pi（发动机整机）4指示热效率定义：是指单位指示功的耗油量，它通常以单位指示千瓦小时的耗油量来表示：bi=(B/Pi)×103因此，表示实际循环的经济性指标ηit和bi之间存在着以下关系：ηit=（3.6×106）/（Hubi）若以柴油的低热值Hu＝41868kJ／kg代入ηit≈86/bi第二节有效性能指标二、平均有效压力pme（Pa，N/m2)三、升功率PL（kW/L）四、由吸入空气量计算平均有效压力2）过量空气系数φa实际发动机的φa可由废气分析法求得。对于非增压的四冲程内燃机，也可由耗油量及耗气量按下求得式中，Aa为每小时进入气缸的空气流量，kg／h；B为每小时耗油量，kg／h；l0为化学计量空燃比，kg／kg2、pme热力学参数表达式的推导与建立第三节机械损失与机械效率一、机械损失的组成部分及影响因素损耗主要组成及影响因素重要部件总成：冷却水泵（风冷风扇）、机油泵、喷油泵及调速器（分电器），发动机功率称总功率。影响因素-转速、润滑油粘度，与缸内压力无关。次要部件总成：发电机、空压机、水箱风扇一般不包括，若包括的话，发动机功率称净功率。以上两部分称发动机的内部摩擦损失，记Pf二、机械损失的测定1.示功图法2.倒拖法3.灭缸法4.油耗线法第四节排放指标一、排放物的浓度二、质量排放量三、比排放量四、排放率第五节提高内燃机动力性能与经济性能的途径一、提高发动机转速-增加单位时间作功次数二、采用增压技术-增加进气密度四、改善换气过程-提高充量系数c六、改善燃料性能Orbit夹气喷射系统方案夹气喷嘴结构1、ηit、ηet、bi、be的大致范围1）汽油机ηt低于柴油机ηt的主要原因是压缩比ε小所造成，所以提高压缩比一直是提高汽油机热效率的主要方向，但受到不正常燃烧的限制；2）实际工质比热容变化引起的损失，占有较大比例。汽油机因相对的空气量少，混合气较浓，缸内燃烧温度较高，故此项损失较柴油机大。所以应用稀混合气是汽油机减少损失的途径之一；3）对于柴油机，不完全燃烧主要是混合气形成及燃烧组织不完善引起，故燃油喷射、气流运动与燃烧室形状间的良好配合是柴油机应改善之处。计算：某汽油机在3000r/min时测得其扭矩为55N.m，在该工况下燃烧50mL的汽油需要的时间是25.7s，试计算有效功率Pe（kW）、每小时耗油量B（kg/h）和比油耗be（g/kW.h）。汽油的密度为0.73g/mL。教材Page:321、2-41、2-62、2-103、2-11