項目一內燃機的工作原理與總體構造任務四內燃機的性能指標《內燃機構造與原理》課程教學課件任務四內燃機的性能指標學習目標和教學基本要求1.掌握評價內燃機性能的指標的類型。2.理解內燃機指示指標含義、類型;各指標的概念、表達方式、含義.3.理解內燃機有效指標含義、類型;各指標的概念、表達方式、含義.4.了解內燃機其它常用參數的概念、含義.

任務四內燃機的性能指標內燃機的性能指標是用來表征其性能特點、評價其性能優劣，并有利于促進內燃機結構不斷改進和創新的性能參數。內燃機的性能指標主要有動力性、經濟性、強化性等指標。還有運轉性（冷起動性能，噪聲和排放性）、可靠性和耐久性等方面的指標。本節重點分析動力性、經濟性、強化性等指標。一、動力性指標動力性指標是評價內燃機作功能力大小的指標，主要有:有效轉矩Ｍe(單位：牛頓?米、N?M)平均有效壓力ｐme有效功率Ｐe(單位：千瓦、KW)曲軸轉速n(單位：轉/分鐘、r/min)等。一、動力性指標⒈有效轉矩

內燃機曲軸對外輸出的轉矩稱為有效轉矩，記為Ｍe，單位為N﹒m。有效轉矩與曲軸的角位移的乘積即為內燃機對外輸出的有效功Ｗe。一、動力性指標⒉平均有效壓力定義:平均有效壓力是指假定一個不變的平均壓力作用在活塞上，經過一個膨脹沖程所作的功與一個工作循環所作的有效功相等，這個假想壓力就叫平均有效壓力，記為ｐme。ｐme作的有效功Ｗe=ｐme

·πD2/4·S=ｐmeVh;ｐme=Ｗe/Vh平均有效壓力是指單位氣缸工作容積所發出的有效功，記作ｐme

,單位為ＭPa。顯然，平均有效壓力越大，內燃機作功能力越強。一、動力性指標⒊有效功率內燃機在單位時間內輸出的有效功稱為有效功率，記為Pe，單位為KＷ。有效功率可以用下式計算：

式中：ｐme——平均有效壓力，ＭPa；Vh——氣缸工作容積，L；i——內燃機缸數；n——內燃機轉速，r/min；τ——沖程數，四沖程τ=4，二沖程τ=2。有效功率可以利用測功器測定，水力測功器可先測出有效扭矩Me,再用上式計算出有效功率。一、動力性指標⒊有效功率因為內燃機有效功率Pe等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積，所以又可以利用測功器測定曲軸輸出的有效扭矩Ｍe和轉速n，按下列公式求得：（ｋＷ）

式中：Ｍe——有效扭矩,N﹒m。一、動力性指標⒋轉速

定義：內燃機曲軸每分鐘的回轉數稱為內燃機的轉速，用n表示，單位為r/min。內燃機轉速的高低，關系到單位時間內作功次數的多少或有效功率的大小，即內燃機的有效功率隨轉速的不同而改變。在內燃機產品標牌上規定的有效功率及其相應的轉速分別稱作標定功率和標定轉速。內燃機在標定功率和標定轉速下的工作狀態稱作標定工況。標定功率不是內燃機所能發出的最大功率，它是根據內燃機用途所制定的有效功率最大使用限度。同一型號的內燃機，當其用途不同時，其標定功率值并不相同。有效轉矩也隨內燃機工況而變化。因此，其所輸出的最大轉矩及其相應的轉速也是評價內燃機動力性的一個指標。二、經濟性指標內燃機的經濟性指標主要有有效熱效率和有效燃油消耗率等。⒈有效熱效率有效熱效率是實際循環的有效功與所消耗的燃料熱量的比值，記作ηe。有效熱效率越高，內燃機的經濟性越好。目前車用內燃機ηe的大致范圍：

二、經濟性指標⒉有效燃油消耗率

(單位：克/千瓦?小時、g/KW?h)

有效燃油消耗率（比油耗）是指發動機每輸出1KＷ·ｈ的有效功所消耗的燃油量，記作ｇe，單位為ｇ/KW·ｈ，即

式中：Ｇt——每小時耗油量，

Kg/h；

Pe——有效功率，ＫＷ。顯然，有效燃油消耗率越低，內燃機的經濟性越好。

三、強化指標強化指標是評價內燃機承受熱負荷和機械負荷能力的指標，一般有升功率和強化系數等。1.升功率PL定義:升功率PL是指在標定工況下，內燃機每升氣缸工作容積所發出的有效功率意義:升功率是表示內燃機工作容積有效利用程度的指標，它與ｐe和n的乘積成正比。PL越大，表征內燃機的強化程度越高，發出一定有效功率的內燃機尺寸越小，結構越緊湊。四沖程內燃機的PL值一般在下列范圍內：四沖程汽油機:22～25.8KW/L；四沖程柴油機15～40KW/L內燃機的Pme和PL值范圍內燃機Pme/MPaPL/kW·L農用柴油機0.5-0.78-15汽車用柴油機0.7-220-60強化高速柴油機1-2.920-70四沖程摩托車用汽油機0.78-1.250-70四沖程小客車用汽油機0.65-1.2540-90二沖程小型汽油機0.4-0.6520-75三、強化指標2.強化系數強化系數是平均有效壓力pme與活塞平均速度Cm的乘積，即pme﹒Cm。活塞平均速度是曲軸每轉一轉的兩個行程中，活塞速度的平均值，即（m/s）式中：S——活塞行程，m；

ｎ——內燃機的標定轉速，r/min。強化系數一方面代表了發動機功率和轉速的強化，表明了性能指標的先進性；另一方面又代表了發動機所受的熱負荷和機械負荷的大小，將影響到發動機的使用壽命和工作可靠性。三、強化指標活塞平均速度Ｃｍ一般發動機的Ｃｍ值的范圍約為：載重車用汽油機10～12（m/s）；工程機械用柴油機7～11（m/s）；載重車用柴油機9～12.5（m/s）。四、緊湊性指標緊湊性指標是用來表征發動機總體結構緊湊程度的指標，通常用比容積和比質量衡量。1．比容積發動機外廓體積與其標定功率的比值稱為比容積。2．比質量發動機的干質量與其標定功率的比值稱為比質量。干質量是指未加注燃油、機油和冷卻液的發動機質量。比容積和比質量越小，發動機結構越緊湊。任務四內燃機的性能指標五、環境指標環境指標用來評價發動機排氣品質和噪聲水平。由于它關系到人類的健康及其賴以生存的環境，因此各國政府都制定出嚴格的控制法規，以期消減發動機排氣和噪聲對環境的污染。六、可靠性指標可靠性指標是表征發動機在規定的使用條件下，正常持續工作能力的指標。可靠性有多種評價方法，如首發故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零件的損壞率等。任務四內燃機的性能指標七、耐久性指標耐久性指標是指發動機主要零件磨損到不能繼續正常工作的極限時間。通常用發動機的大修里程，即發動機從出廠到第一次大修之間汽車行駛的里程數來衡量。八、工藝性指標工藝性指標是指評價發動機制造工藝性和維修工藝性好壞的指標。發動機結構工藝性好，則便于制造，便于維修，就可以降低生產成本和維修費用。一、選擇題5.平均指示壓力pi表示（）。

A．作用在活塞上的一個假想恒定的壓力

B．單位氣缸工作容積所做的指示功

C．單位氣缸容積所做的指示功

D．氣缸內的平均壓力6．直接表示氣缸中工質在一個實際循環中作功能力的是（）。

A．壓縮壓力B．平均指示壓力

C．最高爆發壓力D．平均有效壓力答案:5.A6.D一、選擇題7．平均指示壓力pi的大小主要取決于（）。

A．燃燒質量B．負荷的大小

C．氣缸容積的大小D．A+B8．內燃機的有效功率是（）。

A．氣缸內工質單位時間對曲軸所做的功

B．內燃機的曲軸輸出端輸出的功率

C．車輛行駛所需功率

D．A+B答案:7.D8.B一、選擇題9．內燃機的換氣損失功僅發生在（）。

A．增壓四沖程內燃機上B．非增壓四沖程內燃機上

C．增壓二沖程內燃機上D．非增壓二沖程內燃機上10．當內燃機空載運轉時，它的機械效率ηm為（）。

A．0．8～0．9B．0．78～0．85C．1D．011．評價內燃機作功能力的性能指標是（）。

A．平均指示壓力B．指示功率

C．平均有效壓力D．有效功率答案:9.B10.C11.D一、選擇題12．內燃機經濟性的評定參數是（）。

A．指示燃油消耗率giB．有效燃油消