第五節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)及特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)和特性動(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)

速度特性負(fù)荷特性

有效轉(zhuǎn)矩有效功率轉(zhuǎn)速燃油消耗率

主要性能指標(biāo)特性一、動(dòng)力性指標(biāo)1、有效轉(zhuǎn)矩（Ttq）指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，通常用Ttq表示，單位為N·m。有效轉(zhuǎn)矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，并克服了摩擦，驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈轉(zhuǎn)矩。2、有效功率Pe指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)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(duì)外輸出的凈功率。它等于有效轉(zhuǎn)矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺(tái)上用測(cè)功器測(cè)定，測(cè)出有效轉(zhuǎn)矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。式中：Te－有效轉(zhuǎn)矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。指示功率Ni：是指發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)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(chǎn)生如下機(jī)械損失。a、內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)件的摩擦損失約占總機(jī)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(jī)構(gòu)等。b、驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失約占總機(jī)械損失的10%~20%。如驅(qū)動(dòng)冷卻水泵、機(jī)油泵、噴油泵、風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火裝置等。c、進(jìn)、排氣過程所消耗的功率約占總機(jī)械損失的10%~20%。上述損失導(dǎo)致功率消耗稱為機(jī)械界損失功率Nm。指示功率與機(jī)械損失功率之差，稱為有效功率：3、轉(zhuǎn)速指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時(shí)。4、平均有效壓力：內(nèi)燃機(jī)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(jīng)濟(jì)性指標(biāo)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(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)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(shí)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(dòng)機(jī)曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)實(shí)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(jī)為0.25~0.4；汽油機(jī)為0.4~0.5。三、強(qiáng)化指標(biāo)是指發(fā)動(dòng)機(jī)承受的熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)。1、升功率Pl：升功率是指內(nèi)燃機(jī)每升工作容積產(chǎn)生的有效功率。升功率越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷越高。2、強(qiáng)化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積。表征了發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，強(qiáng)化程度越來越高。四、緊湊性指標(biāo)表征發(fā)動(dòng)機(jī)總體的緊湊程度：1、比容積：外廓體積與其標(biāo)定功率的比值。2、比質(zhì)量（重量）：指其凈質(zhì)量（重量）與標(biāo)定工況有效功率之比。比容積、比質(zhì)量越小，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)越緊湊。五、運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)1、排放污染：內(nèi)燃機(jī)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?xì)浠衔颒C、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(fēng)孔泄漏出的碳?xì)浠衔锖蛷钠拖湟莩龅娜加驼魵獾?。這些有害排放物主要生成于燃燒過程中，應(yīng)從混合氣形成、燃燒和排氣方式上設(shè)法加以控制。表在用汽車排氣污染物排放限值（體積分?jǐn)?shù)）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(chǎn)的輕型汽車4.512003.09001995年7月1日起生產(chǎn)的輕型汽車4.59003.09002000年7月1日起生產(chǎn)的第一類輕型汽車①0.81500.31002001年10月1日起生產(chǎn)的第二類輕型汽車1.02000.51501995年7月1日前生產(chǎn)的重型汽車5.020003.512001995年7月1日起生產(chǎn)的重型汽車4.512003.09002004年9月1日起生產(chǎn)的重型汽車1.52500.7200表9-18裝配壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛排氣煙度限值車輛類型檢測(cè)類型限值2005年7月1日以后生產(chǎn)的在用汽車自然吸氣式光吸收系數(shù)/m-1渦輪增壓式2001年10月1日～2005年6月30日期間生產(chǎn)的在用汽車自然吸氣式光吸收系數(shù)/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(chǎn)的在用汽車波許煙度值/Rb4.51995年6月30日以前生產(chǎn)的在用汽車波許煙度值/Rb5.02、噪聲污染內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲刺激神經(jīng)，使人心情煩燥、反應(yīng)遲鈍、甚至導(dǎo)致耳聾、高血壓和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。噪聲主要源于進(jìn)排氣門、風(fēng)扇和增壓器等的氣體動(dòng)力噪聲、氣缸內(nèi)燃燒噪聲、機(jī)體內(nèi)的機(jī)械噪聲（如活塞敲擊、配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)行、齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)）等。國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）提出了保護(hù)環(huán)境和保護(hù)聽力的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)噪聲已大大超過了允許的值。為此，我國擬訂了機(jī)動(dòng)車輛允許噪聲、中小功率柴油機(jī)噪聲限值和噪聲測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)。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(chǎn)的汽車2005.1.1以后生產(chǎn)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）。或N1（M﹥12t）：P﹤75kW75kW≤P﹤150kWP≥150kW838688818384汽車加速行駛車外噪聲限值（GB1495－2002）3、起動(dòng)性能：內(nèi)燃機(jī)在一定溫度下能可靠起動(dòng)，且起動(dòng)迅速，功率消耗的功率小、磨損少是起動(dòng)性能的重要標(biāo)志。起動(dòng)性能的好壞直接影響車輛機(jī)動(dòng)性、操作者的安全和勞動(dòng)強(qiáng)度。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油在-10℃、柴油機(jī)在-5℃以下的環(huán)境條件下起動(dòng)順利，且15s以內(nèi)能自行運(yùn)轉(zhuǎn)六、可靠性指標(biāo)可靠性是指內(nèi)燃機(jī)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。評(píng)定其可靠性，最廣泛采用的是無故障指標(biāo)，包括發(fā)生故障前的工作時(shí)間、故障間隔時(shí)間、無故障工作概率等。七、耐久性指標(biāo)耐久性是指內(nèi)燃機(jī)在規(guī)定的使用和維修條件下，達(dá)到某種技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)完成規(guī)定功能的能力。耐久性常指內(nèi)燃機(jī)的使用壽命或大修壽命。

八、工藝性指標(biāo)九、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指然油調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)Te，Pe，ge，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱