第2章 內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)

第二章內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)1內(nèi)燃機(jī)的工作指標(biāo)耐久可靠性指標(biāo)動(dòng)力性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)指單位時(shí)間內(nèi)做功能力的大小，反映能量轉(zhuǎn)換中數(shù)量方面的大小。主要指標(biāo)有：功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速指單位時(shí)間單位功率消耗燃料量多少，反映能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)量的好壞。主要指標(biāo)有：燃油消耗率熱效率指內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性、振動(dòng)性和排放性等方面指標(biāo)指大修或更換零件之間的最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間與無(wú)故障長(zhǎng)期工作能力。反映設(shè)計(jì)，加工水平的高低。2主要內(nèi)容

第一節(jié)示功圖與指示性能指標(biāo)第二節(jié)有效性能指標(biāo)第三節(jié)機(jī)械損失與機(jī)械效率第四節(jié)排放指標(biāo)第五節(jié)提高內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的途徑3第一節(jié)

示功圖與指示性能指標(biāo)一、示功圖

二、指示性能指標(biāo)4一、示功圖1.定義是指氣缸內(nèi)壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角(或氣缸容積)而變化的關(guān)系的圖形。p—V示功圖或p—φ示功圖。2.研究原因

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，從示功圖可以觀察到內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同階段(壓縮、燃燒、膨脹)以及進(jìn)氣、排氣行程中的壓力變化，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用熱力學(xué)知識(shí)，將它們與所積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，可以對(duì)整個(gè)工作過(guò)程或工作過(guò)程的不同階段進(jìn)展的完善程度作出正確的判斷。因此，示功圖是研究?jī)?nèi)燃機(jī)工作過(guò)程的重要試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5p—φ示功圖6p—V示功圖壓燃式點(diǎn)燃式7一、示功圖3.示功圖的轉(zhuǎn)換p—V圖與p—φ?qǐng)D是可以互相轉(zhuǎn)換的。

p-V圖p-φ?qǐng)D8由p—V圖轉(zhuǎn)換成p—φ?qǐng)D計(jì)算時(shí)一般5～10度為一點(diǎn)，在壓縮終點(diǎn)和燃燒始點(diǎn)階段要密一點(diǎn)，此處壓力變化大、點(diǎn)太稀誤差大。9二、指示性能指標(biāo)

內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)工作進(jìn)行中由兩部分組成第一部分：完成能量的轉(zhuǎn)換。第二部分：完成運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。化學(xué)能熱能機(jī)械功（即缸內(nèi)燃料燃燒到缸內(nèi)氣體膨脹推動(dòng)活塞做功）活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對(duì)活塞所做的功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。指示性能指標(biāo)i以曲軸對(duì)外輸出的功為基礎(chǔ)的性能指標(biāo)。有效性能指標(biāo)e指示性能指標(biāo)>有效性能指標(biāo)用來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)際工作循環(huán)的好壞，研究發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。用來(lái)評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)性能的好壞。意義：意義：10

（一）指示功Wi和平均指示壓力pmi

是指氣缸內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)所得到的有用功Wi。1.指示功為了便于分析規(guī)定：工質(zhì)（氣體）推動(dòng)活塞做功定為作正功“＋”活塞推動(dòng)工質(zhì)（氣體）做功定為作負(fù)功“－”進(jìn)氣過(guò)程膨脹過(guò)程壓縮過(guò)程排氣過(guò)程正功“＋”負(fù)功“－”正功“＋”負(fù)功“－”11指示功指示功的大小可以由p—V圖中閉合曲線所占有的面積求得12指示功非增壓增壓四沖程非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)指示功面積四沖程增壓發(fā)動(dòng)機(jī)指示功面積壓縮、燃燒、膨脹行程中所得到的有用功面積進(jìn)氣、排氣行程中消耗的功的面積由于增壓后進(jìn)氣的壓力大于排氣壓力(泵氣損失)13指示功二沖程二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)指示功面積只有一塊示功圖面積Fi，它表示了指示功的大小。

14指示功示功圖面積，可以用求積儀或計(jì)算方法求得152.平均指示壓力指示功反映了發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在一個(gè)工作循環(huán)中所獲得的有用功的數(shù)量，它除了和循環(huán)中熱功轉(zhuǎn)換的有效程度有關(guān)外，還和氣缸容積的大小有關(guān)。為了能更清楚地對(duì)不同工作容積發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的熱功轉(zhuǎn)換有效程度作比較，引出了平均指示壓力的概念。發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積每循環(huán)做的指示功。定義：當(dāng)一定時(shí)，說(shuō)明熱量轉(zhuǎn)換功多，氣缸工作容積的利用程度平均指示壓力是一個(gè)假想的平均不變的壓力，以這個(gè)壓力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)沖程S所做的功，即為循環(huán)的指示功Wi。16平均指示壓力平均指示壓力是從實(shí)際循環(huán)的角度評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸工作容積利用率高低的一個(gè)參數(shù)。平均指示壓力是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)動(dòng)力性能的一個(gè)很重要的指標(biāo)。柴油機(jī)：四沖程非增壓0.6～0.95MPa四沖程增壓0.85～2.6MPa二沖程0.35～1.3MPa汽油機(jī)：四沖程摩托車(chē)用0.9～1.43MPa四沖程小客車(chē)用0.65～1.25MPa四沖程載貨車(chē)用0.6～0.85MPa二沖程小型風(fēng)冷0.4～0.85Mpa在標(biāo)定工況下取值范圍：17(二)指示功率

若一臺(tái)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

（N／m2），轉(zhuǎn)速為n（r／s），根據(jù)pmi的定義，每循環(huán)氣體所作的指示功（J）為:1.定義：內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功。2.公式推導(dǎo)：18

若一臺(tái)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

（N／m2），轉(zhuǎn)速為n（r／s），根據(jù)pmi的定義，每循環(huán)氣體所作的指示功（J）為:設(shè)每秒鐘的做功次數(shù)為z具有i個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)每秒所做的指示功率為：193.實(shí)際應(yīng)用的公式對(duì)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)20（三）指示熱效率和指示燃油消耗率

1.指示熱效率定義：發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗燃料熱量的比值。對(duì)于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)測(cè)得其指示功率Pi(kW)和每小時(shí)燃油消耗量B(kg／h)時(shí)，燃料的熱值為Hu(KJ/Kg)。根據(jù)定義，可得：Q1為得到指示功Wi所消耗的熱量（J）。21（三）指示熱效率和指示燃油消耗率

2.指示燃油消耗率定義：?jiǎn)挝恢甘竟β氏牡娜剂狭?。表示?shí)際循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)ηit和bi之間存在著以下關(guān)系：若以柴油的低熱值Hu＝41868kJ／kg代入22

ηit

bi[g／(kW·h)]四沖程柴油機(jī)0.41～0.50210～170二沖程柴油機(jī)0.40～0.50215～170四沖程汽油機(jī)0.25～0.40340～215二沖程汽油機(jī)0.20～0.278430～300一般內(nèi)燃機(jī)的ηit和bi的統(tǒng)計(jì)范圍如下：從統(tǒng)計(jì)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(dòng)機(jī)的指示熱效率高于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。23第二節(jié)有效性能指標(biāo)一、機(jī)械效率和有效功率二、平均有效壓力和升功率三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力四、有效熱效率和有效燃油消耗率24一、機(jī)械效率和有效功率1.有效功率和機(jī)械效率上面所討論的指示性能指標(biāo)只能評(píng)定工作循環(huán)進(jìn)行的好壞，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的指示功率需扣除運(yùn)動(dòng)件的摩擦功率以及驅(qū)動(dòng)氣門(mén)機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇、機(jī)油泵、發(fā)電機(jī)等附件所消耗的功率后才能變?yōu)榍S的有效輸出，所有這些消耗功率的總和稱(chēng)為機(jī)械損失功率Pm，有效功率:機(jī)械效率:為反映獲得有效功率的程度引入機(jī)械效率25一、機(jī)械效率和有效功率2.有效功率的測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的有效功率Pe(kW)是指從曲軸端獲得的有用功，可以利用各種型式的測(cè)功器測(cè)出。通過(guò)水力測(cè)功器或電力測(cè)功器作為負(fù)荷，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，在額定轉(zhuǎn)速下，當(dāng)Ttq＝TR

，算出TR，即為T(mén)tq。根據(jù)理論力學(xué)得知，旋轉(zhuǎn)物體作的功，等于力矩與旋轉(zhuǎn)角度的乘積。26二、平均有效壓力和升功率與平均指示壓力相似，可看作是一個(gè)假想的、平均不變的壓力作用在活塞頂上，使活塞移動(dòng)一個(gè)沖程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功。平均有效壓力是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的一個(gè)很重要的參數(shù)。按照上述定義可以所表示的pmi和Pi之間的關(guān)系那樣，列出Pe(kW)和pme(MPa)的關(guān)系式1.平均有效壓力271.平均有效壓力因此，對(duì)于一定氣缸總工作容積(即iVs)的發(fā)動(dòng)機(jī)，平均有效壓力pme值反映了發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩Ttq的大小:28二、平均有效壓力和升功率2.升功率定義在標(biāo)定工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。升功率是從發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的角度對(duì)其氣缸工作容積的利用率作總的評(píng)價(jià)。它與pme和n的乘積成正比。PL值越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度越高，發(fā)出一定有效功率的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸越小。因此，不斷提高pme和n的水平以獲得更強(qiáng)化，更輕巧和緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)，一直是內(nèi)燃機(jī)工作者致力以求的奮斗目標(biāo)，因而PL是評(píng)定一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力性能和強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)之一。

29

pme/MPaPL/(kW.L-1)農(nóng)用柴油機(jī)0.6～0.88.8～14.7汽車(chē)用柴油機(jī)0.65～111～25.8強(qiáng)化高速柴油機(jī)1～2.915～40固定船用戶(hù)速柴油機(jī)0.6～2.53.7～7.35四沖程摩托車(chē)用汽油機(jī)0.78～1.251.8～88

四沖程小客車(chē)用汽油機(jī)0.65～1.240～70四沖程載貨汽車(chē)用汽油機(jī)0.6～0.722～25.8四沖程小型風(fēng)冷汽油機(jī)0.4～0.6518.4～73.5目前內(nèi)燃機(jī)的pme和PL值一般在下列范圍內(nèi)：30三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力充量系數(shù)φc過(guò)量空氣系數(shù)φa在推導(dǎo)前，先出兩個(gè)重要定義：31三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力1、充量系數(shù)φc進(jìn)氣始點(diǎn)參數(shù)：進(jìn)氣終點(diǎn)參數(shù)：（沿程阻力，局部阻力影響）（工質(zhì)受機(jī)溫加熱影響）根據(jù)：32三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力1、充量系數(shù)φc為表征換氣過(guò)程中實(shí)際進(jìn)入氣缸空氣量多少引入充量系數(shù)充量系數(shù)φc是表征實(shí)際換氣過(guò)程進(jìn)行完善程度的一個(gè)極為重要的參數(shù)。33三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力2、過(guò)量空氣系數(shù)φa燃燒lkg燃料的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比定義柴油l0≈14.3，汽油l0≈14.8。34三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力2、過(guò)量空氣系數(shù)φa(理論混合氣)(稀混合氣)(濃混合氣)是反映混合氣濃度量35柴油機(jī)φa總是大于1，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，φa小意味著可以氣缸多噴油，吸入氣缸的空氣利用率高，發(fā)出的功率大。φa是反映混合氣形成和燃燒完善程度及整機(jī)性能的一個(gè)指標(biāo)，應(yīng)力求減小φa，減小φa在小型高速柴油機(jī)中主要受燃燒完善程度的限制，在大型及增壓柴油機(jī)中主要受熱負(fù)荷的限制。柴油機(jī)在全負(fù)荷時(shí)φa的一般數(shù)值范圍為：高速柴油機(jī)φa＝1.2～1.5增壓柴油機(jī)φa＝1.7～2.236

在整個(gè)運(yùn)行工況中，可以遇到φa＞1和φa≤1的各種情況，汽油機(jī)在全負(fù)荷時(shí)φa的一般數(shù)值范圍為:

φa＝0.85～1.1除了運(yùn)用φa這一參數(shù)來(lái)表示燃燒時(shí)空氣量和燃料量之比外，還可以應(yīng)用空氣燃料比或燃料空氣比1／α來(lái)表示，它們之間的關(guān)系為：汽油機(jī)37實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的φa可由廢氣分析法求得。對(duì)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Φa的測(cè)量Aa為發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣消耗量，kg／h；B為燃油耗油量，kg／h；l0為化學(xué)計(jì)量空燃比。38三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力3.pme的推導(dǎo)與建立39三、由吸入空氣量計(jì)算平均有效壓力3.pme的推導(dǎo)與建立40建立了動(dòng)力性指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等一系列參數(shù)之間的關(guān)系，為分析發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供了一個(gè)重要依據(jù)。3.pme的推導(dǎo)與建立41四、有效熱效率和有效燃油消耗率衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)是有效熱效率ηet和有效燃油消耗率be。是實(shí)際循環(huán)的有效功與為得到此有效功所消耗的熱量的比值1.有效熱效率42四、有效熱效率和有效燃油消耗率2.有效燃油消耗率指單位有效功的耗油量，[g／(kW·h)]又可表示為:可見(jiàn)，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。43

be／[g/(kW·h)]ηet低速柴油機(jī)190～2250.38～0.45中速柴油機(jī)195～2400.36～0.43高速柴油機(jī)215～2850.30～0.40(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))四沖程汽油機(jī)274～4100.30～0.20二沖程汽油機(jī)410～5450.20～0.15一般內(nèi)燃機(jī)在標(biāo)定工況下的be和ηet值大致在以下范圍:44第三節(jié)機(jī)械損失與機(jī)械效率一、機(jī)械損失的評(píng)定指標(biāo)二、機(jī)械損失的組成部分

三、機(jī)械損失的測(cè)定45一、機(jī)械損失的評(píng)定指標(biāo)1、機(jī)械損失功率2、機(jī)械效率3、平均損失壓力同平均指示壓力、平均有效壓力的定義相似，平均機(jī)械損失壓力的定義是：發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積一個(gè)循環(huán)所損失的功。在致力于提高內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)時(shí)，應(yīng)盡可能減少機(jī)械損失，提高機(jī)械效率。46二、機(jī)械損失的組成部分1.活塞與活塞環(huán)的摩擦損失(40%~65%)2.軸承與氣門(mén)機(jī)構(gòu)的摩擦損失(10%~15%)3.驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率消耗(10%~20%)4.風(fēng)阻損失5.驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失(10%~20%)471.活塞與活塞環(huán)的摩擦損失這部分損失占整個(gè)摩擦損失的主要部分。這是由于它的滑動(dòng)面大、相對(duì)速度高、潤(rùn)滑不充分等原因造成的，這種摩擦與活塞的長(zhǎng)度、活塞間隙以及活塞環(huán)的數(shù)目和環(huán)的張力等結(jié)構(gòu)因素有關(guān)。此外，在構(gòu)造相同的情況下，它隨氣缸內(nèi)壓力、活塞速度以及潤(rùn)滑油粘度的升高而增加。(40%~65%)482.軸承與氣門(mén)機(jī)構(gòu)的摩擦損失它包括所有主軸承、連桿軸承和凸輪軸軸承等的摩擦損失。在這些軸承里，由于潤(rùn)滑充分，純液力摩擦因數(shù)很低；隨著軸承直徑的增大和轉(zhuǎn)速的提高，軸頸圓周速度的增大，這部分損失亦將增加，但它對(duì)氣缸中壓力的變化不太敏感。至于消耗在氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的損耗，在最大功率工況下所占比例是很微小的。(10%~15%)493.驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率消耗這里所指的附屬機(jī)構(gòu)，主要是指為保證發(fā)功機(jī)工作所必不可少的部件總成，如冷卻水泵總成(風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)中則是冷卻風(fēng)扇)、機(jī)油泵、噴油泵、調(diào)速器等；而一些較次要的部件總成，如發(fā)電機(jī)、汽車(chē)制動(dòng)用的空氣壓縮機(jī)、水箱風(fēng)扇等，除非加以說(shuō)明，一般不包括在內(nèi)。這些附屬機(jī)構(gòu)消耗的功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和潤(rùn)滑油粘度的增加而增大，但與氣缸壓力無(wú)關(guān)．它僅占機(jī)械損失中一小部分。(10%~20%)504.風(fēng)阻損失連桿、曲軸等零件在曲軸箱內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為克服油霧、空氣阻力及曲軸箱通風(fēng)等將消耗一部分功，但其數(shù)值是很微小的。51

5.驅(qū)動(dòng)掃氣泵及增壓器的損失

在二沖程或機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，還要加上對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行壓縮而帶來(lái)的損失。52說(shuō)明：1.活塞與活塞環(huán)的摩擦損失2.軸承與氣門(mén)機(jī)構(gòu)的摩擦損失3.驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的功率消耗4.風(fēng)阻損失5.增壓器消耗的功率

發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部摩擦損失注：上述5項(xiàng)中沒(méi)有換氣損失功率Pp，這是由于在計(jì)算Pi時(shí)，計(jì)算F1時(shí)，扣除了F2這塊面積，因此就定義而言，Pf不包含在Pm項(xiàng)中，但在測(cè)量中要Pf和Pp分開(kāi)是很難的。所以高速發(fā)動(dòng)機(jī)中摩擦損失應(yīng)為：53三、機(jī)械損失的測(cè)定1、示功圖法2、倒拖法3、滅缸法4、油耗線法541.示功圖法（1）運(yùn)用各種示功器錄取氣缸的示功圖算出Pi值（2）利用測(cè)功器和轉(zhuǎn)速計(jì)測(cè)出有效功率Pe

值（3）算出Pm，ηm及pmm值試驗(yàn)方法551.示功圖法注：示功圖完全是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的，試驗(yàn)結(jié)果的正確程度住往決定于示功圖測(cè)錄的正確程度，其中最大的誤差來(lái)源于p—φ?qǐng)D或p—V圖上活塞上止點(diǎn)位置不易正確地確定。此外，在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，各個(gè)氣缸多少存在著—定的不均勻性，而在試驗(yàn)中往往只測(cè)錄一個(gè)氣缸的示功圖用以代表其他各缸，這也會(huì)引起一定的誤差，因此，示功圖法一般示用于當(dāng)上止點(diǎn)位置能得到精確校正時(shí)才能取得較滿意的結(jié)果。562.倒拖法

這樣測(cè)得的倒拖功率即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。這種方法在具有電力測(cè)功器的試驗(yàn)條件下方可進(jìn)行。試驗(yàn)方法試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測(cè)功器相連(1)讓發(fā)動(dòng)機(jī)以給定工況下穩(wěn)定運(yùn)行，冷卻水、機(jī)油溫度到達(dá)正常數(shù)值。（2）切斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油，將電力測(cè)功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)速倒拖發(fā)功機(jī)，并且維持冷卻水和機(jī)油溫度不變。572.倒拖法存在問(wèn)題其次，由于排氣過(guò)程中溫度低、密度大，使換氣損失功增大（排溫低，排氣容量大）；再次，由于沒(méi)有燃燒，機(jī)溫降低，在膨脹、壓縮中，由于充量向氣缸壁的傳熱損失增加，p一V圖上膨脹線和壓縮線不重合而處于它的下方，出現(xiàn)了負(fù)功面積。首先，氣缸內(nèi)不進(jìn)行燃燒過(guò)程，作用在活塞上的氣體壓力在膨脹行程中大幅度下降，使活塞、連桿、曲軸的摩擦損失減少；58倒拖時(shí)所消耗的功率要超過(guò)柴油機(jī)在給定工況工作時(shí)的實(shí)際機(jī)械損失。2.倒拖法綜合結(jié)果低壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)誤差大約為5％高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)誤差有時(shí)可高達(dá)(15—20)％倒拖法測(cè)定汽油機(jī)機(jī)械損失593.滅缸法

（此法僅適用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)）試驗(yàn)方法（1）當(dāng)內(nèi)燃機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作后，先測(cè)出其Pe

。（2）在噴油泵齒條位置或節(jié)氣門(mén)不變的情況下，停止向某一氣缸供油或點(diǎn)火。并用減少制動(dòng)力矩的辦法迅速將轉(zhuǎn)速恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值，并重新測(cè)定其有效功率Pe，依次將各缸滅火。

（以四缸機(jī)為例）停第一缸后的功率為Pe（1)停第二缸后的功率為Pe（2)停第三缸后的功率為Pe（3)停第四缸后的功率為Pe（4)如何計(jì)算機(jī)械損失？603.滅缸法由于停缸前：而停一缸后：比較停缸前后的變化：同理：通式：613.滅缸法舉例：南昌柴油機(jī)廠生產(chǎn)的4105柴油機(jī)，依次停一缸后，發(fā)動(dòng)機(jī)所測(cè)得的功率為：求624.油耗線法理論依據(jù)：怠速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)處于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，不對(duì)外做功。因此，怠速時(shí)：(消耗了B0kg/h燃油，獲得了Pi的功，用于克服發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失Pm)634.油耗線法理論依據(jù)：標(biāo)定工況：設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的Pe，n(消耗了Bkg/h燃油，對(duì)外做了Pe的功)怠速工況：644.油耗線法作發(fā)動(dòng)機(jī)油耗線：柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的情況下進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，求出發(fā)動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下，每小時(shí)燃油消耗量與平均有效功率的關(guān)系曲線。注：

通常是在中等負(fù)荷下（即圖中mn段）找準(zhǔn)油耗線直線段，然后向兩邊延伸，比較準(zhǔn)確。因高、低負(fù)荷時(shí)油耗線不成直線，誤差大。654.油耗線法作發(fā)動(dòng)機(jī)油耗線：柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的情況下進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，求出發(fā)動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下，每小時(shí)燃油消耗量與平均有效壓力的關(guān)系曲線。這個(gè)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(méi)有電力測(cè)功器和示功器也能進(jìn)行測(cè)定。但是，這種方法不適用于用節(jié)氣門(mén)調(diào)節(jié)功率的汽油機(jī)。665.幾種測(cè)量方法的適用范圍倒拖法只能用于配有電力測(cè)功器的情況，因而不適用于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，而較適用于測(cè)定壓縮比不高的汽油機(jī)的機(jī)械損失。排氣渦輪增壓柴油機(jī)由于倒拖法和滅缸法破壞了增壓系統(tǒng)的正常工作，因而只能用示功圖法、油耗線法來(lái)測(cè)定機(jī)械損失。(pb＜0.15MPa)排氣渦輪中增壓、高增壓的柴油機(jī)(pb≥0.15MPa)除示功圖外，尚無(wú)其他適用的方法可取代。滅缸法只適用于多缸機(jī)67一般內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械效率大致在以下范圍：

ηm非增壓柴油機(jī)0.78～0.85增壓柴油機(jī)0.80～0.92汽油機(jī)0.80～0.9068第四節(jié)排放指標(biāo)一、排放物的濃度二、質(zhì)量排放量三、比排放量四、排放率69一、排放物的濃度定義：從廣義上講，是指排放物在總排氣量中所占的比例對(duì)于氣態(tài)排放物（CO、HC、NOx）來(lái)說(shuō)，常用體積分?jǐn)?shù)φ來(lái)表示一般內(nèi)燃機(jī)的排放物都可以作為理想氣體處理內(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，溫度為273K固體排放物微粒用質(zhì)量濃度表示，常用單位為mg/m370二、質(zhì)量排放量單位時(shí)間后者按照某標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)行一次測(cè)試，在試驗(yàn)期內(nèi)測(cè)出的污染物質(zhì)量，稱(chēng)為質(zhì)量排放量，通常以g/h或g/test表示按照內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛規(guī)定的工況組合（稱(chēng)為測(cè)試循環(huán)）行使后折算到單位里程的排放量，稱(chēng)為（單位）里程質(zhì)量排放量，常用單位為g/km71三、比排放量?jī)?nèi)燃機(jī)針對(duì)單機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，沒(méi)單位功排出的污染物質(zhì)量，常用g/(kW.h)表示，用以評(píng)價(jià)不同種類(lèi)、排量的內(nèi)燃機(jī)的排放特性比排放量可以根據(jù)測(cè)得的發(fā)動(dòng)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(jì)算計(jì)算比排放時(shí)，可以參閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行72四、排放率排放率定義為燃燒單位質(zhì)量的燃料所排放的污染物質(zhì)量，常用g/kg表示排放率在研究各種燃燒排放源對(duì)大氣環(huán)境影響時(shí)常用到，因?yàn)槿剂舷牧亢团欧怕士梢苑奖愕挠?jì)算污染物總量，但對(duì)于內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)。排放率隨工況變化十分復(fù)雜，所以應(yīng)用不多。73第五節(jié)提高內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性能與經(jīng)濟(jì)性能的途徑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。動(dòng)力性能經(jīng)濟(jì)性能74

1.提高進(jìn)氣密度（采用增壓技術(shù)）通過(guò)壓氣機(jī)使