02第二章--內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)解析

1、第二章第二章 內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo) 內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)很多，主要有內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)很多，主要有(功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速)、(燃料與潤燃料與潤滑油消耗率滑油消耗率)、(冷起動性能、噪聲冷起動性能、噪聲和排氣品質(zhì)和排氣品質(zhì))和和(大修或更換零件大修或更換零件之間的最長運(yùn)行時間與無故障長期工作能力之間的最長運(yùn)行時間與無故障長期工作能力)。 本章主要研究表征動力性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性能本章主要研究表征動力性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)的各種參數(shù)及其相互關(guān)系。運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)指標(biāo)的各種參數(shù)及其相互關(guān)系。運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)(如冷起動性能等如冷起動性能等)和耐久可靠性指標(biāo)對內(nèi)燃機(jī)來和耐久可靠性指標(biāo)對內(nèi)燃機(jī)來說有

2、其不可忽視的重要性，它們將在本書的其他說有其不可忽視的重要性，它們將在本書的其他各章中分析討論。各章中分析討論。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 o 第一節(jié)第一節(jié) 示功圖與指示性能指標(biāo)示功圖與指示性能指標(biāo)o 第二節(jié)第二節(jié) 有效性能指標(biāo)有效性能指標(biāo)o 第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械損失與機(jī)械效率機(jī)械損失與機(jī)械效率o 第四節(jié)第四節(jié) 排放指標(biāo)排放指標(biāo)o 第五節(jié)第五節(jié) 提高內(nèi)燃機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的途徑提高內(nèi)燃機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的途徑第一節(jié)第一節(jié) 示功圖與指示性能指標(biāo)示功圖與指示性能指標(biāo) 燃料燃燒產(chǎn)生的熱量是通過氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)轉(zhuǎn)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量是通過氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)轉(zhuǎn)化為化為的，即氣缸中工質(zhì)的燃燒壓力作用在活塞頂?shù)模?/p>

3、即氣缸中工質(zhì)的燃燒壓力作用在活塞頂上，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在克服了內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部各種損耗上，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)，在克服了內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部各種損耗后，對外做功。因此，要研究內(nèi)燃機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)后，對外做功。因此，要研究內(nèi)燃機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能，應(yīng)首先對內(nèi)燃機(jī)一個工作循環(huán)中熱功轉(zhuǎn)換的質(zhì)和性能，應(yīng)首先對內(nèi)燃機(jī)一個工作循環(huán)中熱功轉(zhuǎn)換的質(zhì)和量兩方面加以分析。量兩方面加以分析。 內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)部實(shí)際進(jìn)行的工作循環(huán)是非常復(fù)雜的，為內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)部實(shí)際進(jìn)行的工作循環(huán)是非常復(fù)雜的，為獲得正確反映氣缸內(nèi)部實(shí)際情況的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常利用獲得正確反映氣缸內(nèi)部實(shí)際情況的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通常利用不同型式的示功器或內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來觀察或記錄

4、不同型式的示功器或內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來觀察或記錄相對于不同活塞位置或曲軸轉(zhuǎn)角時氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力的變相對于不同活塞位置或曲軸轉(zhuǎn)角時氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力的變化，所得的結(jié)果即為化，所得的結(jié)果即為p pV V示功圖或示功圖或p p示功圖示功圖。p pV V圖或圖或p p圖兩者可以互相轉(zhuǎn)換。圖兩者可以互相轉(zhuǎn)換。 內(nèi)燃機(jī)的指示性能指標(biāo)是指的指標(biāo)。 1. 指示功和平均指示壓力 6/10WiFiab ， pmi=Wi/Vs （22） 式中，式中， Wi為發(fā)動機(jī)一個工作循環(huán)的指示功，為發(fā)動機(jī)一個工作循環(huán)的指示功，J；Vs為發(fā)為發(fā)動機(jī)氣缸工作容積，動機(jī)氣缸工作容積，m3。 若若Vs用用L為單位，為單位，Wi用用kJ為單位

5、，則為單位，則pmi (MPa)為為 pmi= Wi/Vs 式式(22)也可寫成也可寫成WipmiVspmi(D2/4).S，其中，其中，D和和S分別為氣缸直徑和活塞行程，由此可分別為氣缸直徑和活塞行程，由此可以引出以引出，即，即2. 指示功率 內(nèi)燃機(jī)單位時間內(nèi)所作的指示功稱為。若一臺內(nèi)燃機(jī)的氣缸數(shù)為i，每缸的工作容積為Vs （m3），平均指示壓力為pmi （Nm2），轉(zhuǎn)速為n（rs），根據(jù)pmi的定義，每循環(huán)氣體所作的指示功（J）為:imisWp Vi63iWP242()( ),n(r/min), Pi(kW) 2 1010 603012060nmismissmimismismisp Vip

6、MPaV LiVnPipp VniPip VniPip VniPi 3具有個氣缸的發(fā)動機(jī)每秒所作的指示功率（ ）為式中： 為沖程數(shù)，對于四沖程內(nèi)燃機(jī)：；對于二沖程內(nèi)燃機(jī)：。在實(shí)際應(yīng)用時，一般采用，代入可得10對于四沖程發(fā)動機(jī)對于二沖程發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗發(fā)動機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值，即：燃料熱量的比值，即： it=Wi/Q1 Q1為得到指示功為得到指示功Wi所消耗的熱量（所消耗的熱量（J）。）。 對于一臺發(fā)動機(jī)，當(dāng)測得其指示功率對于一臺發(fā)動機(jī)，當(dāng)測得其指示功率Pi (kW)和每小和每小時燃油消耗量時燃油消耗量B(kgh)時。根據(jù)時。根據(jù)it的定義，可得：的定義，可得

7、： 式中，式中，3.6l03為為1kWh的熱當(dāng)量，的熱當(dāng)量，kJ(kWh)；B為每小時發(fā)為每小時發(fā)動機(jī)的耗油量，動機(jī)的耗油量，kgh；Hu為所用燃料的低熱值，為所用燃料的低熱值，kJkg。BHuPiit3106 . 3 g(kWh)是指單位指是指單位指示功的耗油量，它通常以單位指示千瓦小示功的耗油量，它通常以單位指示千瓦小時的耗油量來表示：時的耗油量來表示： 因此，表示實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)因此，表示實(shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)it和和bi之間存在著以下關(guān)系：之間存在著以下關(guān)系： 若以柴油的低熱值若以柴油的低熱值Hu41868 kJkg代代入入 一般內(nèi)燃機(jī)的一般內(nèi)燃機(jī)的it和和bi的統(tǒng)計范圍如下：的統(tǒng)計

8、范圍如下： 四沖程柴油機(jī)四沖程柴油機(jī) 二沖程柴油機(jī)二沖程柴油機(jī) 四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī) 二沖程汽油機(jī)二沖程汽油機(jī) 從統(tǒng)計范圍可以看出：柴油機(jī)的指示熱效率高于汽油從統(tǒng)計范圍可以看出：柴油機(jī)的指示熱效率高于汽油機(jī)，四沖程發(fā)動機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動機(jī)。機(jī)，四沖程發(fā)動機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動機(jī)。一、機(jī)械效率和有效功率一、機(jī)械效率和有效功率3210609550.tqetqtqT nnPTTN m式中，為發(fā)動機(jī)扭矩，二、平均有效壓力、有效功率和升功率二、平均有效壓力、有效功率和升功率3030955030318.3meseemestqmesemestqp V niPPpV inT np V ni

9、Pp V iT所以：于是可以得到： 是在標(biāo)定工況下，發(fā)動機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率： PL=Pe/(iVs) 式中，Pe為發(fā)動機(jī)的標(biāo)定功率，kW；i為氣缸數(shù)；Vs為每氣缸工容積，L。30meLp nPme是是作總的評價。它與作總的評價。它與pme和和n的乘積成正比。的乘積成正比。PL值越大，發(fā)動值越大，發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化程度越高，發(fā)出一定有效功率的機(jī)的強(qiáng)化程度越高，發(fā)出一定有效功率的發(fā)動機(jī)尺寸越小。因此，不斷提高發(fā)動機(jī)尺寸越小。因此，不斷提高pme和和n的水平以獲得更強(qiáng)化，更輕巧和緊湊的發(fā)的水平以獲得更強(qiáng)化，更輕巧和緊湊的發(fā)動機(jī)，一直是內(nèi)燃機(jī)工作者致力以求的奮動機(jī)，一直是內(nèi)燃機(jī)工作者致力以求

10、的奮斗目標(biāo)，因而斗目標(biāo)，因而PL是評定一臺發(fā)動機(jī)是評定一臺發(fā)動機(jī)的重要指標(biāo)之一。的重要指標(biāo)之一。 目前內(nèi)燃機(jī)的pme和PL值一般在下列范圍內(nèi)： 農(nóng)用柴油機(jī) 汽車用柴油機(jī) 強(qiáng)化高速柴油機(jī) 固定船用中速柴油機(jī) 四沖程摩托車用汽油機(jī) 四沖程小客車用汽油機(jī) 四沖程載貨汽車用汽油機(jī) 四沖程小型風(fēng)冷汽油機(jī) 1、表2-1 我國2002年生產(chǎn)的部分內(nèi)燃機(jī)產(chǎn) 品性能2、表2-2國外生產(chǎn)的2003年3月公布的被評為10個最佳車用發(fā)動機(jī)產(chǎn)品性能參數(shù)表充量系數(shù)充量系數(shù)c過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)a1、充量系數(shù)、充量系數(shù)c ，即: 式中，m1，M1，V1分別為實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮空氣的質(zhì)量、物質(zhì)的量、在進(jìn)氣管狀態(tài)（ps，T

11、s）下所占有的體積；msh，Msh，Vs分別為在進(jìn)氣管狀態(tài)下能充滿氣缸工作容積的空氣質(zhì)量、物質(zhì)的量及氣缸工作容積。 。111cshshsmMVmMV2、過量空氣系數(shù)、過量空氣系數(shù)a ，即 式中，gb為每循環(huán)燃料供給量，kg； lo為1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量，稱為化學(xué)計量空燃比。柴油l014.3kgkg，汽油l014.8 kgkg。10abmg l 對來說，以保證噴入氣缸的柴油能完全燃燒。柴油機(jī)在吸入氣缸的空氣量一定的情況下，。因此，a是反映混合氣形成和燃燒完善程度及整機(jī)性能的一個指標(biāo)，。柴油機(jī)在全負(fù)荷時a的一般數(shù)值范圍為： 高速柴油機(jī) a1.21.5 增壓柴油機(jī) a 1.72.2 對

12、來說，在整個運(yùn)行工況中，可以遇到a1和a1的各種情況，汽油機(jī)在全負(fù)荷時a的一般數(shù)值范圍為: a0.851.11/空氣質(zhì)量流量空然比燃料質(zhì)量流量燃料質(zhì)量流量燃空比空氣質(zhì)量流量o 實(shí)際發(fā)動機(jī)的a可由廢氣分析法求得。對于非增壓的四沖程內(nèi)燃機(jī)，也可由耗油量及耗氣量按下求得o 式中，Aa為每小時進(jìn)入氣缸的空氣流量，kgh；B為每小時耗油量，kgh；l0為化學(xué)計量空燃比，kgkg 0aaABlpme的推導(dǎo)與建立的推導(dǎo)與建立100011003()()/PaLcshcssbaaasiitmissetmescetsubuacetsumeausmeusmVmglllWQpVVQpVHg HlHplHJ kgkg

13、mpH 1其中：為進(jìn)氣管狀態(tài)下的空氣密度。而其中， Q其中，、 的單位分別為、；為。實(shí)用過量空上，取出、 的單位為kJ氣系數(shù)的/kg、定義充氣效率的義kg/定,則p0()1000cetsuaMPaHpl meme為：00287000()( )(/)()3.485ssscetusasssumecetusmeaspRTH pl Tp MPaT KH kg kgpMPaH ppl Tssme把代入，p為進(jìn)氣管壓力（Pa），T為進(jìn)氣管溫度（K）,空氣的氣體常數(shù)R=287J/(kg.K)，得：p若以、燃料代入，則為000000(/)3.48528.90.121aamecetusascusmeetaslL

14、 kmol kglm LmpHpLTHpplTme若 換用燃料 ，則，為空氣的分子量，代入上式可得 （MPa） po 衡量發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)是和。，即1113,3.6 10eimietitetitmeetuetWWWQQQPBH 而所以：所以：當(dāng)測得發(fā)動機(jī)有效功率和每小時耗油量時，可以計算出值。g(kWh)是指單位有效功的耗油量，通常用每有效kWh所消耗的燃料g數(shù)be來表示，即：o 又可表示為 o 可見，有效燃油消耗率與有效熱效率成反比，知道其中一值后，可求出另一值。310eeBbP63.6 10eetubH一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的be和和et值大致在以下范圍：值

15、大致在以下范圍： beg (kWh)-1 et低速柴油機(jī)低速柴油機(jī) 190225 0.380.46中速柴油機(jī)中速柴油機(jī) 200240 0.360.43高速柴油機(jī)高速柴油機(jī) 215285 0.300.40(其中較低的其中較低的be值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī)值屬排氣渦輪增壓的四沖程、二沖程柴油機(jī))四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī) 280340 0.250.30二沖程汽油機(jī)二沖程汽油機(jī) 400550 0.150.20第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械損失與機(jī)械效率機(jī)械損失與機(jī)械效率3030mmmsmmsmPpV inp V niP上述諸損失中，可將上述諸損失中，可將14項(xiàng)損失之和視作發(fā)動項(xiàng)損失之和視作發(fā)動機(jī)的內(nèi)

16、部摩接損失，并以機(jī)的內(nèi)部摩接損失，并以Pf表示其損耗的功率，表示其損耗的功率，掃氣泵或增壓器所消耗的功率為掃氣泵或增壓器所消耗的功率為PB，因此，發(fā)，因此，發(fā)動機(jī)的機(jī)械摩擦損失功率可表示為動機(jī)的機(jī)械摩擦損失功率可表示為: Pm=Pf+PBo 右圖以平均壓力表示了一非增壓發(fā)動機(jī)機(jī)械損失各組成部分的分配情況，可見其中活塞和活塞環(huán)的摩擦損失所占的比例最大。 實(shí)際上，在測量該工況的有效功率時，實(shí)際上，在測量該工況的有效功率時，這部分傳熱損失已被考慮在內(nèi)。這三種這部分傳熱損失已被考慮在內(nèi)。這三種因素的綜合結(jié)果是：倒拖時所消耗的功因素的綜合結(jié)果是：倒拖時所消耗的功率要超過柴油機(jī)在給定工況工作時的實(shí)率要超過

17、柴油機(jī)在給定工況工作時的實(shí)際機(jī)械損失，在低壓縮比發(fā)動機(jī)中，誤際機(jī)械損失，在低壓縮比發(fā)動機(jī)中，誤差大約為差大約為5，在高壓縮比發(fā)動機(jī)中，在高壓縮比發(fā)動機(jī)中，誤差有時可高達(dá)誤差有時可高達(dá)(1520)，因而此方，因而此方法在測定汽油機(jī)機(jī)械損失時得到較廣泛法在測定汽油機(jī)機(jī)械損失時得到較廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。3. 滅缸法( )()ixeexPPP1()iieexxPPP4. 油耗線法333003.6 103.6 10 ()3.6 10PBBuitiemituitmemmemmmmmBHPPPB HPPppPp該方法理論基礎(chǔ) 當(dāng)柴油機(jī)空轉(zhuǎn)（無負(fù)荷），若不隨負(fù)荷增減而變化時，兩式相除，得： 圖27為柴油機(jī)在轉(zhuǎn)

18、速不變的情況下進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)(詳見第八章)，求出發(fā)動機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下，每小時燃油消耗量與平均有效壓力的關(guān)系曲線。如果把燃油消耗量曲線延長并求出其與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，就可以求得pmm值。這個方法雖然只是近似的方法，但只要在低負(fù)荷附近，燃油消耗量曲線為直線就相當(dāng)可靠，即使沒有電力測功器和示功器也能進(jìn)行測定。但是，這種方法不適用于用節(jié)氣門調(diào)節(jié)功率的汽油機(jī)。當(dāng)測得其pmm值后，其機(jī)械效率可近似地用下式估算式中， B可取某一常用工況的數(shù)值。011memmmmemmmemmppBppppB 在以上所介紹的幾種測定機(jī)械效率的方法中，只能用于配有的情況，因而不適用于大功率發(fā)動機(jī)，而較。對于(pb0.15M Pa

19、），由于倒拖法和滅缸法破壞了增壓系統(tǒng)的正常工作，因而只能用來測定機(jī)械損失。對于(pb0.15MPa)，除外，尚無其他適用的方法可取代。一般內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率大致在以下范圍： m 非增壓柴油機(jī) 0.780.85 增壓柴油機(jī) 0.800.92 汽油機(jī) 0.800.90第四節(jié)第四節(jié) 排放指標(biāo)排放指標(biāo)o 一、排放物的濃度o 二、質(zhì)量排放量o 三、比排放量o 四、排放率o 定義：從廣義上講，是指排放物在總排氣量中所占的比例o 對于氣態(tài)排放物（CO、HC、NOx）來說，常用體積分?jǐn)?shù)來表示o 一般內(nèi)燃機(jī)的排放物都可以作為理想氣體處理o 內(nèi)燃機(jī)工程的標(biāo)準(zhǔn)的大氣狀態(tài)為總壓力101.3kPa，水蒸氣分壓為1kPa，

20、溫度為273Ko 固體排放物微粒用質(zhì)量濃度表示，常用單位為mg/m3二、二、排放量排放量o 單位時間后者按照某標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行一次測試，在試驗(yàn)期內(nèi)測出的污染物質(zhì)量，稱為質(zhì)量排放量，通常以g/h或g/test表示o 按照內(nèi)燃機(jī)的車輛規(guī)定的工況組合（稱為測試循環(huán)）行使后折算到單位里程的排放量，稱為（單位）里程質(zhì)量排放量，常用單位為g/kmo 內(nèi)燃機(jī)針對單機(jī)進(jìn)行測試時，每單位功排出的污染物質(zhì)量，常用g/(kW.h)表示，用以評價不同種類、排量的內(nèi)燃機(jī)的排放特性o 比排放量可以根據(jù)測得的發(fā)動機(jī)功率、排氣流量、污染物濃度、污染物密度等數(shù)據(jù)進(jìn)行計算o 計算比排放時，可以參閱有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行o 排放率定義為燃

21、燒單位質(zhì)量的燃料所排放的污染物質(zhì)量，常用g/kg表示o 排放率在研究各種燃燒排放源對大氣環(huán)境影響時常用到，因?yàn)槿剂舷牧亢团欧怕士梢苑奖愕挠嬎阄廴疚锟偭?，但對于?nèi)燃機(jī)來說。排放率隨工況變化十分復(fù)雜，所以應(yīng)用不多。第五節(jié)第五節(jié) 提高內(nèi)燃機(jī)動力性能與經(jīng)濟(jì)性能的途徑提高內(nèi)燃機(jī)動力性能與經(jīng)濟(jì)性能的途徑 為闡明改善內(nèi)燃機(jī)工作過程的組織來提高其動力性能和經(jīng)濟(jì)性能的各種措施，首先分析影響單位氣缸工作容積的輸出功率，即升功率PL的各因素。162eitmui0t402-172-191P30PK3.63 100-b2126HmeititLcmsamuLcmsaup nHnlHlKn e由（）和（）變化不大而據(jù)此，

22、可以進(jìn)行提高發(fā)動衡量經(jīng)濟(jì)性的指機(jī)動力性和改善標(biāo)為b經(jīng)濟(jì)性，由（）的途求得：徑分析。 1. 采用增壓技術(shù) 從式(237)可以看到，在保持過量空氣系數(shù)a等參數(shù)不變的情況下，這就需要在內(nèi)燃機(jī)上裝置增壓器，使空氣進(jìn)入氣缸前進(jìn)行預(yù)壓縮。目前，在在上廣泛采用排氣渦輪增壓器上廣泛采用排氣渦輪增壓器，尤其是當(dāng)采用高增壓后，可以促使柴油機(jī)的。與此同時，它還是改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、降低比質(zhì)量、降低廢氣有害排放、降低排煙、節(jié)約原材料的一項(xiàng)最有效的技術(shù)措施。由于采用增壓，柴油機(jī)的pme值已超過3 MPa，單位功率質(zhì)量可降低到2kgkW以下。 由于受限制，壓縮行程終了時的壓力和溫度不宜過高，這就限制了增壓壓力不宜過高。增

23、壓后，一般功率的提高也僅在3040之間。 內(nèi)燃機(jī)的增壓技術(shù)還可以用來，因?yàn)殡S海拔高度的增加，進(jìn)氣密度下降，燃燒惡化，裝備增壓發(fā)動機(jī)的汽車，其動力性與經(jīng)濟(jì)性可以得到明顯改善。1PitLcmsaKn 2. 合理組織燃燒過程，提高循環(huán)指示效率it 提高指示效率it不僅改善了內(nèi)燃機(jī)的動力性能，同時也改善其經(jīng)濟(jì)性能，因此，需要從研究內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)和實(shí)際循環(huán)入手，深入分析在整個熱功轉(zhuǎn)換過程中，各種熱力損失的大小及其分布，掌握各種因素對熱力損失的影響程度，從而尋找減少這些損失的技術(shù)措施。而其中最重要的一個方面就是。 1PitLcmsaKn 隨著隨著的不斷強(qiáng)化，增壓程度和轉(zhuǎn)速的不的不斷強(qiáng)化，增壓程度和轉(zhuǎn)速的不

24、斷提高，都要求燃燒過程能夠高效率進(jìn)行，要斷提高，都要求燃燒過程能夠高效率進(jìn)行，要求對柴油機(jī)的求對柴油機(jī)的進(jìn)行深入的工作。進(jìn)行深入的工作。 對于對于，由于向較高壓縮比和高轉(zhuǎn)速方，由于向較高壓縮比和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展，促使爆燃燃燒、表面點(diǎn)火等不正常燃向發(fā)展，促使爆燃燃燒、表面點(diǎn)火等不正常燃燒傾向加強(qiáng)；由于環(huán)境保護(hù)要求，對內(nèi)燃機(jī)噪燒傾向加強(qiáng)；由于環(huán)境保護(hù)要求，對內(nèi)燃機(jī)噪聲、排放的限制越來越嚴(yán)格。為了改善汽油機(jī)聲、排放的限制越來越嚴(yán)格。為了改善汽油機(jī)的排放品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性，要求的排放品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性，要求等，這些都對汽油機(jī)的混合氣形成等，這些都對汽油機(jī)的混合氣形成和燃燒提出廠許多新課題。和燃燒提出廠許多新課題。一

25、直是內(nèi)燃機(jī)工作過一直是內(nèi)燃機(jī)工作過程研究的核心問題之一，關(guān)于這方向的討論見程研究的核心問題之一，關(guān)于這方向的討論見本書第五、六、七章。本書第五、六、七章。1PitLcmsaKn 4. 提高發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速o 。因此，它是提高發(fā)動機(jī)功率和減小質(zhì)量、尺寸的一個有效措施。當(dāng)前，小型柴油機(jī)(D7090mm)的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)5000rmin，僅一般在3000 rmin左右，活塞平均速度vm約在1113ms之間；車用汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在40007000rmin，某些小型風(fēng)冷汽油機(jī)轉(zhuǎn)速可高達(dá)800010000rmin，它們的vm值在1820ms左右。o 。因此，需要在這些方面開展深入的研究。關(guān)于這方面內(nèi)容的討論，貫

26、穿在本書有關(guān)各章中。1PitLcmsaKn 5. 提高內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率o 提高機(jī)械效率可以提高內(nèi)燃機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能，這方面主要靠合理選定各種。 1PitLcmsaKn 6. 采用二沖程提高升功率 o理論上，采用二沖程相對于四沖程可以提高升功率一倍，但由于二理論上，采用二沖程相對于四沖程可以提高升功率一倍，但由于二沖程在組織熱力過程和結(jié)構(gòu)設(shè)計上的特殊問題，在相同工作容積和沖程在組織熱力過程和結(jié)構(gòu)設(shè)計上的特殊問題，在相同工作容積和轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速下，Pme往往達(dá)不到四沖程的水平，升功率只能提高往往達(dá)不到四沖程的水平，升功率只能提高50一一60，與此同時還得采用一些較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；否則，若仍保持簡，

27、與此同時還得采用一些較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；否則，若仍保持簡單的結(jié)構(gòu)，其升功率不易超過四沖程，而燃油消耗率卻顯著上升。單的結(jié)構(gòu)，其升功率不易超過四沖程，而燃油消耗率卻顯著上升。o目前，在大型低速船用柴油機(jī)和小型風(fēng)冷汽油機(jī)目前，在大型低速船用柴油機(jī)和小型風(fēng)冷汽油機(jī)(2.0kW以下以下)中中二沖程占絕對優(yōu)勢外，在其他的領(lǐng)域中，四沖程在機(jī)型數(shù)量上還是二沖程占絕對優(yōu)勢外，在其他的領(lǐng)域中，四沖程在機(jī)型數(shù)量上還是占絕大多數(shù)，但是，近年來國外不少公司又在大力進(jìn)行車用二沖程占絕大多數(shù)，但是，近年來國外不少公司又在大力進(jìn)行車用二沖程發(fā)動機(jī)的研究。在美國，高速車用柴油機(jī)采用四排氣門、直流換氣發(fā)動機(jī)的研究。在美國，高速車用柴

28、油機(jī)采用四排氣門、直流換氣高壓噴射、直噴燃燒室，已成為另一種提高車用柴油機(jī)升功率的技高壓噴射、直噴燃燒室，已成為另一種提高車用柴油機(jī)升功率的技術(shù)措施。術(shù)措施。關(guān)于這方面的關(guān)于這方面的討論見本書第四章。討論見本書第四章。1PitLcmsaKn 1、it 、 et 、 bi 、be的大致范圍i ebig/(kWh ) beg/(kWh)汽油機(jī) 0.25-0.4 0.25-0.3 215-340 280-340 柴油機(jī) 0.41-0.5 0.3-0.4 170-210 215-285 補(bǔ)充 發(fā)動機(jī)的熱平衡 n 2、汽油機(jī)與柴油機(jī)熱量分配的差異名 稱 汽油機(jī) 柴油機(jī) 理論循環(huán)熱效率t 0.54-0.58 0.64-0.67 指示熱效率it0.25-0.40 0.41-0.5 各種損失使熱效率下降 工質(zhì)比熱容變化燃燒不完全及熱分解傳熱損失提前排氣 0.10-0.120.08-0.100.03-0.050.01 0.09-0.100.06-0.090.04-0.010.01 o 說明：n 1）汽油機(jī)t低于柴油機(jī)t的主要原因是壓縮比小所造成，所以提高壓縮