第五節(jié)、發(fā)動機主要性能指標及特性

發(fā)動機的主要性能指標和特性動力性能指標經濟性能指標運轉性能指標

速度特性負荷特性

有效轉矩有效功率轉速燃油消耗率

主要性能指標特性一、動力性指標1、有效轉矩（Ttq）指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的轉矩，通常用Ttq表示，單位為N·m。有效轉矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產生的轉矩，并克服了摩擦，驅動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈轉矩。2、有效功率Pe指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效轉矩和曲軸轉速的乘積。發(fā)動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定，測出有效轉矩和曲軸轉速，然后用下面公式計算出有效功率。式中：Te－有效轉矩，單位為N·m；

n－曲軸轉速，單位為r/min。指示功率Ni：是指發(fā)動機單位時間內所做的指示功。

指示功率Ni不可能完全輸出，即在傳遞過程中不可避免產生如下機械損失。a、內部運動機件的摩擦損失約占總機械損失的60%~70%。如活塞及活塞環(huán)與氣缸壁、軸承軸頸、配氣機構等。b、驅動附屬機構的損失約占總機械損失的10%~20%。如驅動冷卻水泵、機油泵、噴油泵、風扇、電動機和點火裝置等。c、進、排氣過程所消耗的功率約占總機械損失的10%~20%。上述損失導致功率消耗稱為機械界損失功率Nm。指示功率與機械損失功率之差，稱為有效功率：3、轉速指發(fā)動機曲軸每分鐘的轉數，單位為r/min。發(fā)動機產品銘牌上標明的功率及相應轉速稱為額定功率和額定轉速。按照汽車發(fā)動機可靠性試驗方法的規(guī)定汽車發(fā)動機應能在額定工況下連續(xù)運行300～1000小時。4、平均有效壓力：內燃機單位氣缸工作容積輸出的有效功，稱為平均有效壓力Pe（kPa）。平均指示壓力pi:平均指示壓力是指循環(huán)指示功Wi與氣缸工作容積Vh之比。

二、經濟性指標1、（有效）燃油消耗率：是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率在1小時內所消耗的燃油質量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h式中：GT－每小時的燃油消耗量，kg/h；

Pe－有效功率，kW。很明顯，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動機曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經濟性越好。通常發(fā)動機銘牌上給出的有效燃油消耗率be是最小值。指示燃油消耗率:指示燃油消耗率gi是指單位指示功所消耗的燃油量（GT）2、有效熱效率ηe有效熱效率:指循環(huán)的有效功與所消耗燃料的熱量之比。指示熱效率：指發(fā)動機實際循環(huán)指示功與所消耗燃料的熱量之比值。大致范圍是：柴油機為0.25~0.4；汽油機為0.4~0.5。三、強化指標是指發(fā)動機承受的熱負荷與機械負荷能力的評價指標。1、升功率Pl：升功率是指內燃機每升工作容積產生的有效功率。升功率越大，發(fā)動機的熱負荷和機械負荷越高。2、強化系數：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積。表征了發(fā)動機的強化程度，隨著發(fā)動機技術的不斷進步，強化程度越來越高。四、緊湊性指標表征發(fā)動機總體的緊湊程度：1、比容積：外廓體積與其標定功率的比值。2、比質量（重量）：指其凈質量（重量）與標定工況有效功率之比。比容積、比質量越小，發(fā)動機結構越緊湊。五、運轉性能指標1、排放污染：內燃機排放污染是指排出廢氣中的有害成分。主要有：一氧化碳CO、碳氫化合物HC、氮氧化物NOx、二氧化硫SO2、鉛化合物、臭味氣體、固體微粒、以及從曲軸箱通風孔泄漏出的碳氫化合物和從汽油箱逸出的燃油蒸氣等。這些有害排放物主要生成于燃燒過程中，應從混合氣形成、燃燒和排氣方式上設法加以控制。表在用汽車排氣污染物排放限值（體積分數）車型類別怠速高怠速CO（%）HC（10-6）CO（%）HC（10-6）1995年7月1日前生產的輕型汽車4.512003.09001995年7月1日起生產的輕型汽車4.59003.09002000年7月1日起生產的第一類輕型汽車①0.81500.31002001年10月1日起生產的第二類輕型汽車1.02000.51501995年7月1日前生產的重型汽車5.020003.512001995年7月1日起生產的重型汽車4.512003.09002004年9月1日起生產的重型汽車1.52500.7200表9-18裝配壓燃式發(fā)動機的車輛排氣煙度限值車輛類型檢測類型限值2005年7月1日以后生產的在用汽車自然吸氣式光吸收系數/m-1渦輪增壓式2001年10月1日～2005年6月30日期間生產的在用汽車自然吸氣式光吸收系數/m-12.5渦輪增壓式3.01995年7月1日～2001年9月30日期間生產的在用汽車波許煙度值/Rb4.51995年6月30日以前生產的在用汽車波許煙度值/Rb5.02、噪聲污染內燃機工作時產生的噪聲刺激神經，使人心情煩燥、反應遲鈍、甚至導致耳聾、高血壓和神經系統(tǒng)疾病。噪聲主要源于進排氣門、風扇和增壓器等的氣體動力噪聲、氣缸內燃燒噪聲、機體內的機械噪聲（如活塞敲擊、配氣機構運行、齒輪運轉）等。國際標準組織（ISO）提出了保護環(huán)境和保護聽力的噪聲標準，現代內燃機噪聲已大大超過了允許的值。為此，我國擬訂了機動車輛允許噪聲、中小功率柴油機噪聲限值和噪聲測試方法的標準。主要噪聲源汽車分類噪聲限值dB（A）第一階段第二階段2002.10.1～2004.12.30期間生產的汽車2005.1.1以后生產的汽車M17774M2（M≤3.5t），或N1（M≤3.5t）：M≤2t2t﹤M≤3.5t78797677M1（3.5t﹤M≤5t），或M1（M﹥5t）：P﹤150kWP≥150kW82858083N1（3.5t﹤M≤12t）?；騈1（M﹥12t）：P﹤75kW75kW≤P﹤150kWP≥150kW838688818384汽車加速行駛車外噪聲限值（GB1495－2002）3、起動性能：內燃機在一定溫度下能可靠起動，且起動迅速，功率消耗的功率小、磨損少是起動性能的重要標志。起動性能的好壞直接影響車輛機動性、操作者的安全和勞動強度。我國標準規(guī)定，不采用特殊的低溫起動措施，汽油在-10℃、柴油機在-5℃以下的環(huán)境條件下起動順利，且15s以內能自行運轉六、可靠性指標可靠性是指內燃機在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。評定其可靠性，最廣泛采用的是無故障指標，包括發(fā)生故障前的工作時間、故障間隔時間、無故障工作概率等。七、耐久性指標耐久性是指內燃機在規(guī)定的使用和維修條件下，達到某種技術或經濟指標極限時完成規(guī)定功能的能力。耐久性常指內燃機的使用壽命或大修壽命。

八、工藝性指標九、發(fā)動機的速度特性速度特性：發(fā)動機的速度特性指然油調節(jié)機構位置不變時，發(fā)動機的性能指標Te，Pe，ge，隨發(fā)動機轉速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱