第3章_循環(huán)分析與能量利用

1、Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua UniversityEmail: Phone:14汽車發(fā)動機原理汽車發(fā)動機原理Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University1. 循環(huán)模式與熱效率循環(huán)模式與熱效率 2. 機械損失與機械效率機械損失與機械效率 3. 能量分配與合理利用能量分配與合理利用 )2)()(ssssc0aumtcummeteinTRpVlHHGPuetumitumtc

2、e111HHHb循環(huán)熱效率和機械效率循環(huán)熱效率和機械效率 質(zhì)環(huán)節(jié)質(zhì)環(huán)節(jié) 講課內(nèi)容講課內(nèi)容第一部分：動力輸出與能量利用第一部分：動力輸出與能量利用第第1 1章章 性能指標與影響因素性能指標與影響因素第第2 2章章 燃料、工質(zhì)與熱化學燃料、工質(zhì)與熱化學第第3 3章章 工作循環(huán)與能量利用工作循環(huán)與能量利用第第4 4章章 換氣過程與進氣充量換氣過程與進氣充量第第5 5章章 運行特性與整車匹配運行特性與整車匹配第二部分：燃燒與排放第二部分：燃燒與排放第第6 6章章 燃燒的基礎知識燃燒的基礎知識第第7 7章章 柴油機混合氣形成與燃燒柴油機混合氣形成與燃燒第第8 8章章 汽油機混合氣形成與燃燒汽油機混合氣形

3、成與燃燒第第9 9章章 有害排放物的生成與控制有害排放物的生成與控制第第1010章章 新燃燒方式與替代燃料動力新燃燒方式與替代燃料動力Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University循環(huán)模式分類循環(huán)模式分類 1) (Theoretical Cycle)工質(zhì)工質(zhì)(空氣空氣)，物性參數(shù)，物性參數(shù)(比熱比比熱比, k)為常數(shù)，不隨溫度變化為常數(shù)，不隨溫度變化循環(huán)循環(huán)： 封閉熱力循環(huán)：系統(tǒng)加熱封閉熱力循環(huán)：系統(tǒng)加熱燃燒放熱；系統(tǒng)放熱燃燒放熱；系統(tǒng)放熱氣體交換氣體交換(進排氣進排氣) 特殊熱力過程：絕熱壓

4、縮和膨脹；等容或等壓加熱和放熱特殊熱力過程：絕熱壓縮和膨脹；等容或等壓加熱和放熱 2) (Ideal Cycle)工質(zhì)工質(zhì)真實工質(zhì)真實工質(zhì)循環(huán)循環(huán)理想循環(huán)理想循環(huán) 3) (Real Cycle)工質(zhì)工質(zhì)真實工質(zhì)真實工質(zhì)循環(huán)循環(huán)真實循環(huán)真實循環(huán)Q2Q1等熵壓縮等熵壓縮等容等容/等壓加熱等壓加熱 等熵膨脹等熵膨脹等容放熱等容放熱工質(zhì)和循環(huán)模式是決定循環(huán)熱效率的兩大因素工質(zhì)和循環(huán)模式是決定循環(huán)熱效率的兩大因素 Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率(Cycle therm

5、al efficiency)h ht211qq - -h htt1wq 0 12321tqq w-pVTswtwtq2q1示功圖示功圖溫熵圖溫熵圖溫熵圖溫熵圖(T-s)是分析循環(huán)熱效率是分析循環(huán)熱效率的一種有效而又直觀的方法的一種有效而又直觀的方法w pdV Tds dut - - 循環(huán)功循環(huán)功( (動力過程功）動力過程功）熱力學熱力學第一定律第一定律循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率: :Tdsdq Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University理論循環(huán)分類理論循環(huán)分類：1) 等容加熱等容加熱 等容循環(huán)等

6、容循環(huán)(Otto循環(huán)循環(huán))2) 等壓加熱等壓加熱 等壓循環(huán)等壓循環(huán)(Diesel循環(huán)循環(huán))3) 混合混合(等容等壓等容等壓)加熱加熱 混合循環(huán)混合循環(huán)(Sabathe循環(huán)循環(huán))1- 2: 等熵壓縮等熵壓縮(isentropic)2- 3: 等容等容/等壓加熱等壓加熱(isochoric/isobaric)3- 4: 等熵膨脹等熵膨脹(isentropic)4- 1: 等容放熱等容放熱(isochoric)Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University等容循環(huán)等容循環(huán)(Isochoric cyc

7、le)VspT3q1q1q22411234V1V2q2q2q1奧托循環(huán)奧托循環(huán)(Otto Cycle):早期汽油機早期汽油機轉速低，燃燒接近等容放熱轉速低，燃燒接近等容放熱壓力升高比壓力升高比 p3/p2壓力升高比對等容循環(huán)的壓力升高比對等容循環(huán)的熱效率沒有影響！熱效率沒有影響！等容循環(huán)效率等容循環(huán)效率:( () )( () )h hh hh hk kk kk kt21t,vv41v321412321221134143t,v122111qq1c TTc TT1TTT1TTT1TTVVVVTT1TT1VV - - - - - - - - - - - - - - - - - - -h he et,

8、v111 - - -k Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University加熱時刻對循環(huán)的影響加熱時刻對循環(huán)的影響(等容度等容度)q1 = const.q133 3 3q13*4*41q222*3*4*4q212*2TpsVTDC 加熱加熱: 1 - 2 - 3 - 4BTDC 加熱加熱: 1 - 2*- 3*- 3- 4*- 1ATDC 加熱加熱: 1 - 2 - 2*- 3*- 4*- 1h ht211qq - -偏離上止點加熱，偏離上止點加熱，h ht 增大增大 or 減小減小?1cmcmV

9、Vee等容度：等容度：VcmVs等容加熱等容加熱100等容度等容度q2 增加，增加，h ht 減小減小VcDepartment of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University等壓循環(huán)等壓循環(huán)(Isobaric cycle)q13341q224q212Tpq1p2V2V1sV4狄賽爾循環(huán)狄賽爾循環(huán)(Diesel Cycle):早期柴油機在上止點噴油燃燒早期柴油機在上止點噴油燃燒 h ht,p=容積預膨脹比容積預膨脹比: =V3/V2預膨脹比預膨脹比 與等容度與等容度 是什么關系？是什么關系？ 1121Departme

10、nt of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University混合循環(huán)與其他循環(huán)的比較混合循環(huán)與其他循環(huán)的比較q1p241q2,vvT21q134q2,v等容循環(huán)等容循環(huán) pq12341q2,pvTs21q14q2,p等壓循環(huán)等壓循環(huán) 3s3h ht,s=現(xiàn)代汽油機和柴油機的實際工作循環(huán)現(xiàn)代汽油機和柴油機的實際工作循環(huán)是混合循環(huán)。相對而言，傳統(tǒng)汽油機是混合循環(huán)。相對而言，傳統(tǒng)汽油機更接近于等容循環(huán)，傳統(tǒng)柴油機更接更接近于等容循環(huán)，傳統(tǒng)柴油機更接近于等壓循環(huán)。近于等壓循環(huán)。 3pq1,p241q2,svs21q1,p34q2,

11、sq1,v3 q1,v3 T混合循環(huán)混合循環(huán) Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University理論循環(huán)熱效率的比較理論循環(huán)熱效率的比較20161284000.8h hte e等容循環(huán)等容循環(huán) 等壓循環(huán)等壓循環(huán) 混合循環(huán)混合循環(huán) 150 bar70 barp3 = 40 bark k = 1.4q*= 9.14p1 = 1 barq*qc T1p 1 在加熱量、壓縮比相同的條件下，等容循環(huán)具有最高的熱效率，在加熱量、壓縮比相同的條件下，等容循環(huán)具有最高的熱效率，因此，提高等容加熱

12、比例是提高熱效率的有效途徑因此，提高等容加熱比例是提高熱效率的有效途徑Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University壓縮比和壓縮比和等熵等熵指數(shù)對熱效率的影響指數(shù)對熱效率的影響20161284000.8h ht,vk k = e e：1) 壓縮比由壓縮比由8增加為增加為12，熱效，熱效率能提高率能提高1015。但。但20，熱效率提高不明顯熱效率提高不明顯2) k k等熵指數(shù)由等熵指數(shù)由1.2提高到提高到1.4, 熱熱效率可增加效率可增加40(q1和和e e不

13、變不變, k k , cp和和cv , 工質(zhì)溫升工質(zhì)溫升 , 效效率率 )循環(huán)參數(shù)對熱效率的影響循環(huán)參數(shù)對熱效率的影響四大循環(huán)參數(shù)四大循環(huán)參數(shù): 1) 壓縮比壓縮比e e; 2) 等熵指數(shù)等熵指數(shù)k k; 3) 壓力升高比壓力升高比 ; 4) 預膨脹比預膨脹比 Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University1) 1, 等容循環(huán)等容循環(huán), 對對h ht無影響無影響2) 1, 等壓循環(huán)等壓循環(huán), 增大增大, h ht明顯下降明顯下降3) 混合循環(huán)：混合循環(huán)： 不變：隨不變：隨 上升，上升，h ht

14、略有增加略有增加 再增大，再增大，h ht不受影響不受影響 不變：隨不變：隨 增大，增大，h ht明顯下降明顯下降結論結論： 減少等壓加熱；增加等容加熱減少等壓加熱；增加等容加熱循環(huán)參數(shù)對熱效率的影響循環(huán)參數(shù)對熱效率的影響Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University理論循環(huán)分析的指導意義理論循環(huán)分析的指導意義1） n 在允許的條件下在允許的條件下, 盡可能提高壓縮比盡可能提高壓縮比 e e, 尤其是汽油機尤其是汽油機n 合理組織燃燒合理組織燃燒, 提高循環(huán)加熱等容度（減少預膨脹比提高循環(huán)加熱

15、等容度（減少預膨脹比 、合理選擇燃燒、合理選擇燃燒始點、壓燃同時著火始點、壓燃同時著火 ）n 保證工質(zhì)具有較高的等熵指數(shù)保證工質(zhì)具有較高的等熵指數(shù) k k（稀燃（稀燃 ）2）e e、k k及及q1不變：不變：等容循環(huán)等容循環(huán)h ht 混合循環(huán)混合循環(huán)h ht 等壓循環(huán)等壓循環(huán)h htpmax及及q1相同：相同：等壓循環(huán)等壓循環(huán)h ht 混合循環(huán)混合循環(huán)h ht 等容循環(huán)等容循環(huán)h htDepartment of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University理論循環(huán)分析的指導意義理論循環(huán)分析的指導意義: 缸內(nèi)噴射擴散燃燒

16、缸內(nèi)噴射擴散燃燒, 噴油時間縮短噴油時間縮短, 初期等容放熱變化不大初期等容放熱變化不大, 即即 基本不變而基本不變而 減小減小, h ht提高提高: 預混燃燒預混燃燒, 燃燒速度下降燃燒速度下降, 燃燒時間加長燃燒時間加長, 即即 下降而下降而 上升上升, h ht下降下降： 中、低負荷工況中、低負荷工況, 柴油機使用油耗較汽油機低柴油機使用油耗較汽油機低3050。Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University理想循環(huán)理想循環(huán)：1) 保持理論循環(huán)中關于循環(huán)的假設保持理論循環(huán)中關于循環(huán)的假設(

17、簡化簡化)2) 工質(zhì)特性按真實情況考慮：工質(zhì)特性按真實情況考慮：n 循環(huán)過程中成分是變化的循環(huán)過程中成分是變化的n 工質(zhì)的熱力參數(shù)隨溫度、分子結構及混合氣濃度等變化工質(zhì)的熱力參數(shù)隨溫度、分子結構及混合氣濃度等變化1) 工質(zhì)特性對熱效率的影響工質(zhì)特性對熱效率的影響(與理論循環(huán)相比與理論循環(huán)相比)2) 理想循環(huán)代表了人類努力所能達到的水平理想循環(huán)代表了人類努力所能達到的水平(與真實循環(huán)相比與真實循環(huán)相比)：真實循環(huán)的指示效率與理想循環(huán)熱效率之比。反映了實際發(fā)動機：真實循環(huán)的指示效率與理想循環(huán)熱效率之比。反映了實際發(fā)動機 指示效率接近理想水平的程度。指示效率接近理想水平的程度。dtitrelhhh壓

18、縮過程壓縮過程: 空氣空氣+燃料蒸氣燃料蒸氣+殘余廢氣殘余廢氣膨脹過程膨脹過程: 廢氣廢氣+空氣空氣Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University真實工質(zhì)對熱效率的影響真實工質(zhì)對熱效率的影響 cv, cp= f（T, 分子結構）分子結構） Qv=cvT，Qp=cp T T cv和和 cp k k T h ht 多原子分子多原子分子 cv和和cp k k T h ht 即：即：真實工質(zhì)真實工質(zhì)k k 理想工質(zhì)理想工質(zhì)k k 真實工質(zhì)真實工質(zhì)h ht 例如：例如：柴油機柴油機k k 汽油機汽油機k

19、 k；稀薄燃燒；稀薄燃燒k k 化學計量比燃燒化學計量比燃燒k k 高溫時，原子間的結合力減弱，產(chǎn)生熱分解（吸熱過程）。高溫時，原子間的結合力減弱，產(chǎn)生熱分解（吸熱過程）。 CO2CO+O2 H2OH2+O2 低溫膨脹及排氣時，反向燃燒放熱。因此，低溫膨脹及排氣時，反向燃燒放熱。因此，燃燒放熱時間拉長燃燒放熱時間拉長 等容度等容度 h ht 。 * T越高，越高，p越小越小 熱分解越嚴重，因此，熱分解越嚴重，因此，汽油機熱分解汽油機熱分解 柴油機熱分解。柴油機熱分解。Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua

20、University真實工質(zhì)對熱效率的影響真實工質(zhì)對熱效率的影響1.401.351.301.251.204006008001000K溫度溫度Temperaturek k = cp/cvAir a a = 2.0 a a = 1.25 a a = 0.83 a a = 0.67 a a = 1.0w/o exhaust gas residual 液體燃料發(fā)動機燃燒后，液體燃料發(fā)動機燃燒后， 1，p和和h ht 氣體燃料發(fā)動機燃燒后，氣體燃料發(fā)動機燃燒后， 1，p和和h ht （氣體燃料分子計入燃前分子總數(shù)）（氣體燃料分子計入燃前分子總數(shù)） 總的來說，總的來說， 的的影響不大影響不大 a 1，未燃

21、碳氫，未燃碳氫 多原子多原子 T k k h ht a1，空氣，空氣單雙原子單雙原子 T k k h ht Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University汽油機與柴油機理想循環(huán)熱效率的比較汽油機與柴油機理想循環(huán)熱效率的比較1) n 柴油機柴油機 a 汽油機汽油機 a 柴油機柴油機 h ht 汽油機汽油機 h ht n 汽油機混合氣濃且等容度高，汽油機混合氣濃且等容度高，Tmax， 殘余廢氣殘余廢氣 k k ，熱分解，熱分解 汽油機汽油機 h ht n 汽油機汽油機 柴油機柴油機 ，但影響不大，

22、但影響不大2) n 汽油機汽油機 a更小，而更小，而柴油機柴油機 a 更大更大 汽油機汽油機 h ht n 汽油機汽油機 r，柴油機，柴油機 r不變，汽油機不變，汽油機k k ，燃燒速度，燃燒速度 汽油機汽油機 h htn 汽油機高、低負荷溫差小，汽油機高、低負荷溫差小， Tmax k k 汽油機汽油機 h ht考慮真實工質(zhì)特性后，汽、柴油機熱效率差距加大：考慮真實工質(zhì)特性后，汽、柴油機熱效率差距加大：Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University真實循環(huán)真實循環(huán)1) (總加熱量的總加熱量的6

23、)真實循環(huán)并非絕熱過程真實循環(huán)并非絕熱過程, 通過氣缸壁面、缸蓋底通過氣缸壁面、缸蓋底面、活塞頂面向外散熱。面、活塞頂面向外散熱。散熱量散熱量 Qw=Fw（T-Tw）d式中，式中， 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù) Fw 散熱面積散熱面積, Fw =f（ ） T缸內(nèi)工質(zhì)溫度缸內(nèi)工質(zhì)溫度, T= f（ ） Tw 燃燒室壁面溫度燃燒室壁面溫度, 可設為定值可設為定值l 壓縮過程壓縮過程: 前期吸熱前期吸熱, 后期散熱后期散熱, 使壓縮線略下使壓縮線略下降降(有利有利)。l 燃燒及膨脹過程燃燒及膨脹過程: 溫差大溫差大, 散熱強烈散熱強烈, 使使pz和膨和膨脹線下降脹線下降(不利不利)。l 燃燒膨脹線的下降幅度遠大

24、于壓縮線燃燒膨脹線的下降幅度遠大于壓縮線, 使動力使動力過程功減小。過程功減小。Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University真實循環(huán)真實循環(huán)2) 實際燃燒及向工質(zhì)加熱不可能瞬間完成：實際燃燒及向工質(zhì)加熱不可能瞬間完成：l存在點火存在點火(噴油噴油)提前，使有用功面積下降，提前，使有用功面積下降，h ht。lpz出現(xiàn)在出現(xiàn)在TDC后后10 CA，而非等容加熱，使有用功，而非等容加熱，使有用功面積減小。面積減小。3) l排氣門早開，造成膨脹功損失。排氣門早開，造成膨脹功損失。l泵氣損失功泵氣損失

25、功(W2W3)4) l 正常燃燒時，也有正常燃燒時，也有h hc100%l 不正常燃燒、不正常燃燒、 a 1等，等， h h t 5) 流動增強以及提高渦流與湍流程度，流動增強以及提高渦流與湍流程度，h h t 因為：造成能量損失、散熱損失因為：造成能量損失、散熱損失 例如：流動損失，非直噴式柴油機直噴式柴油機例如：流動損失，非直噴式柴油機直噴式柴油機 6) Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University真實循環(huán)與理論循環(huán)的比較真實循環(huán)與理論循環(huán)的比較：l 由于由于工質(zhì)工質(zhì)和和循環(huán)循環(huán)方面的差

26、別，使得方面的差別，使得: 理論循環(huán)理論循環(huán)t -實際循環(huán)實際循環(huán)t =1020百分點百分點l 兩者之間的差別指出了改善內(nèi)燃機兩者之間的差別指出了改善內(nèi)燃機t的基的基本原則本原則Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University1. 循環(huán)模式與熱效率循環(huán)模式與熱效率2. 機械損失與機械效率機械損失與機械效率3. 能量分配與合理利用能量分配與合理利用講課內(nèi)容講課內(nèi)容第一部分：動力輸出與能量利用第一部分：動力輸出與能量利用第第1 1章章 性能指標與影響因素性能指標與影響因素第第2 2章章 燃料、工質(zhì)與

27、熱化學燃料、工質(zhì)與熱化學第第3 3章章 工作循環(huán)與能量利用工作循環(huán)與能量利用第第4 4章章 換氣過程與進氣充量換氣過程與進氣充量第第5 5章章 運行特性與整車匹配運行特性與整車匹配第二部分：燃燒與排放第二部分：燃燒與排放第第6 6章章 燃燒的基礎知識燃燒的基礎知識第第7 7章章 柴油機混合氣形成與燃燒柴油機混合氣形成與燃燒第第8 8章章 汽油機混合氣形成與燃燒汽油機混合氣形成與燃燒第第9 9章章 有害排放物的生成與控制有害排放物的生成與控制第第1010章章 新燃燒方式與替代燃料動力新燃燒方式與替代燃料動力Department of Automotive EngineeringTsinghua

28、UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素mimmimimiem111ppPPWWWW-Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率(1) (5080)活塞組件、軸承、氣門機構等活塞組件、軸承、氣門機構等(2) (10)水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等

29、水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等運轉運轉必不可少的必不可少的輔助機構輔助機構(3) (540)pmemfmWWWW1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素p 為什么泵氣損失包含在機械為什么泵氣損失包含在機械損失中？損失中？Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份

30、額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素p無凸輪軸（無凸輪軸（Camless）發(fā)動機）發(fā)動機測量機械損失時可以剔除泵氣損測量機械損失時可以剔除泵氣損失嗎？失嗎？(1) (5080)活塞組件、軸承、氣門機構等活塞組件、軸承、氣門機構等(2) (10)水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等運轉運轉必不可少的必不可少的輔助機構輔助機構(3) (540)pmemfmWWWW電控氣門電控氣門Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械

31、損失與機械效率機械損失與機械效率標定工況：標定工況：l 自吸式汽油機自吸式汽油機: h hm=0.80.9l 自吸式柴油機自吸式柴油機: h hm=0.780.85l 渦輪增壓式柴油機渦輪增壓式柴油機: h hm=0.800.921) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素p 在相同排量和標定工況條件下，在相同排量和標定工況條件下，比較渦輪增壓發(fā)動機、機械增壓發(fā)比較渦輪增壓發(fā)動機、機械增壓發(fā)動機和自然吸氣發(fā)動機的機械效率，動機和自然吸氣發(fā)動機的機械效率，哪個大？哪個?。磕膫€大？哪個小

32、？(1) (5080)活塞組件、軸承、氣門機構等活塞組件、軸承、氣門機構等(2) (10)水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等水泵、機油泵、燃油泵、點火裝置等運轉運轉必不可少的必不可少的輔助機構輔助機構(3) (540)pmemfmWWWWDepartment of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率(1) 由總指示功由總指示功Wi，減去臺架上測得，減去臺架上測得的有效功的有效功We只適用研發(fā)：只適用研發(fā)：(a) 上止點難以精確測量：偏差上止點難以精確測量：偏差1 CA，誤差，

33、誤差1015(b) 各缸不均勻，需要同時測量各缸不均勻，需要同時測量meiWWW1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率(2) 發(fā)動機正常運轉后。斷油或斷火，用發(fā)動機正常運轉后。斷油或斷火，用電機反拖發(fā)動機，測得的反拖功率電機反拖發(fā)動機，測得的反拖功率誤差誤差：(a) 無燃燒，缸內(nèi)壓力低，活塞與缸套

34、無燃燒，缸內(nèi)壓力低，活塞與缸套間隙加大；潤滑油粘度加大，摩擦損間隙加大；潤滑油粘度加大，摩擦損失增大失增大(b) 排氣阻力加大，泵氣損失變化排氣阻力加大，泵氣損失變化(c) 壓縮、膨脹線不重合，增大壓縮、膨脹線不重合，增大pmm汽油機壓縮比小，所以誤差小汽油機壓縮比小，所以誤差小1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素meiWWWDepartment of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械

35、損失與機械效率機械損失與機械效率(3) 用于多缸機用于多缸機本質(zhì)上也是倒拖法（本質(zhì)上也是倒拖法（N-1缸拖缸拖1缸），但缸），但更接近真實狀態(tài)更接近真實狀態(tài)新問題：新問題：p 滅缸后進排氣波動效應的影響滅缸后進排氣波動效應的影響p 兩大數(shù)相減得到小數(shù)，誤差加大兩大數(shù)相減得到小數(shù)，誤差加大-NPPNPPPPPPPPPPPPP1iieeeN1iieeeimN1iieeN1ii1iieei1)(1)()()()(1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素Department of Aut

36、omotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率(4) 轉速不變，測出整機燃料消耗率隨負荷轉速不變，測出整機燃料消耗率隨負荷的變化曲線。將此線外延到與橫坐標相的變化曲線。將此線外延到與橫坐標相交的交的a點，則點，則a0之值為機械損失值。之值為機械損失值。適合柴油機，不適合汽油機適合柴油機，不適合汽油機)(/1)( ameac過量空氣系數(shù)負荷柴油機pnkB1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械

37、效率的影響因素（參看公式（參看公式1-41和圖和圖2-16）Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率： (1) 多用倒拖法，不適合用滅缸多用倒拖法，不適合用滅缸法法(滅缸不安全滅缸不安全)和油耗線法和油耗線法(不成直線不成直線) (2) 適合滅缸法、油耗適合滅缸法、油耗線法，小型柴油機可以用倒拖法線法，小型柴油機可以用倒拖法 (3) 無法使用倒拖無法使用倒拖法和滅缸法，低增壓可以用油耗線法。法和滅缸法，低增壓可以用油耗線法。1) 機械效率的定義機械效率

38、的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University機械損失與機械效率機械損失與機械效率(1) l cm，摩擦阻力摩擦阻力，泵氣損，泵氣損失失(2) l 負荷負荷Pe，h hml 怠速怠速h hm0l 增壓機型增壓機型h hm(3) l 機油粘度：冷起動和低溫機油粘度：冷起動和低溫不能過高；高負荷不能過低不能過高；高負荷不能過低l 水溫水溫8095 C，機油溫，機油溫度度8

39、5110 C)(1memmPPP-1) 機械效率的定義機械效率的定義2) 機械損失的組成與份額機械損失的組成與份額3) 機械損失的測量機械損失的測量4) 機械效率的影響因素機械效率的影響因素Department of Automotive EngineeringTsinghua UniversityTsinghua University美國汽油機油美國汽油機油API分級分級等級等級使用對象使用對象油品性能油品性能SASA一般低負荷汽油機和柴油機一般低負荷汽油機和柴油機不含添加劑或只加降凝劑與抗泡劑不含添加劑或只加降凝劑與抗泡劑SBSB中負荷汽油機中負荷汽油機加入某些抗氧劑與抗磨劑加入某些抗氧劑

40、與抗磨劑SCSC用于用于1964-19671964-1967年生產(chǎn)的汽油車年生產(chǎn)的汽油車加入清凈分散劑與抗氧防腐劑加入清凈分散劑與抗氧防腐劑SDSD用于用于1968-19711968-1971年生產(chǎn)的汽油車年生產(chǎn)的汽油車具有更好的減少低溫油泥防銹性能具有更好的減少低溫油泥防銹性能SESE用于用于19721972年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車具有更好的高溫氧化及抗低溫油泥性能具有更好的高溫氧化及抗低溫油泥性能SFSF用于用于19801980年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車具有比具有比SESE更高的高溫氧化及抗磨性更高的高溫氧化及抗磨性SGSG用于用于1989-19931989-1993

41、年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車具有更好的高溫抗氧化變稠性能及清凈性和好的低溫油泥分散性具有更好的高溫抗氧化變稠性能及清凈性和好的低溫油泥分散性SHSH用于用于19941994年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車引入引入CMACMA試驗規(guī)范，因而比試驗規(guī)范，因而比SGSG的水平苛刻的水平苛刻10%10%左右左右SJSJ用于用于19961996年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車發(fā)動機性能與發(fā)動機性能與SHSH一樣，節(jié)能試驗，由一樣，節(jié)能試驗，由VIVI變?yōu)樽優(yōu)閂I-AVI-A，油中磷含量，油中磷含量0.1%0.1%SLSL用于用于20002000年以后生產(chǎn)的汽油車年以后生產(chǎn)的汽油車改善催化轉化器的保護，由改善催化轉化器的保護，由GF-2GF-2的的12812810103 3kmkm延長到延長到161610103 3kmkm萬公里，萬公里，通過銹球試驗，通過銹球試驗，F(xiàn)F、GG、AA、BB臺架臺架等級等級使用對象使用對象油品性能油品性能GF-1GF-1用于使用用于使用SHSH油的汽油車油的汽油車質(zhì)量等級相當于質(zhì)量等級相當于SHSH，并要求通過程序，并要求通過程序 P P0.12%0.12%GF-2GF-2用于使用用于使用SJSJ油的汽油車油的汽油車質(zhì)量等級相當于質(zhì)量等級相當于SFSF，并要求通過程序，并要求通過程序-A-A P P0.1%0.1%GF-3GF-3用于使