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1. 发动机性能指标

发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主要性能指标有:动力性能指标,经济性能指标和排放性能指标。

(1) 动力性能指标 动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标,包括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。

a. 有效扭矩:指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩,通常用Te表示,单位为N·m。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩,并克服了摩擦,驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。

b. 有效功率:指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率,通常用Pe表示,单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定,测出有效扭矩和曲轴转速,然后用下面公式计算出有效功率。

 

式中:Te - 有效扭矩,单位为N·m;

      n - 曲轴转速,单位为r/min。

c. 转速:指发动机曲轴每分钟的转数,单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行300~1000小时。

(2) 经济性能指标

通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量,也就是发动机每发出1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位),燃油消耗率通常用ge表示,其单位为g/kW·h,计算公式如下

 

式中:GT - 每小时的燃油消耗量,kg/h;

      Pe - 有效功率,kW。

很明显,有效燃油消耗率越小,表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少,其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率ge是最小值。

(3) 排放性能

排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO,HC,NOx)排放量、噪声等。

 

2. 特性

发动机的主要性能指标有效扭矩Te,有效功率Pe,有效耗油率随其运转工况(负荷、转速)变化而变化的关系称为发动机的特性。其性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性,而性能指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。用曲线来表示这些关系,称为发动机的特性曲线。发动机特性是对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据。在发动机特性中 ,其速度特性最为常用,下面仅介绍发动机的速度特性。

速度特性

发动机的速度特性指发动机的性能指标Te,Pe,ge,随发动机转速n变化的规律,用曲线表示,称为速度特性曲线。速度特性可以在发动机试验台上测得。当节气门开度保持不变时,同时用测功器对发动机曲轴施加一定数值的阻力矩。当发动机运转稳定时即阻力矩和发动机发出的有效扭矩相等时,可用转速表测出此时的稳定转速,同时在测功器上测出该转速下的有效扭矩Te,计算出有效功率Pe,另外可测出消耗一定量汽油所经历的时间,换算成每小时耗油量GT,然后计算出有效燃油消耗率ge。改变测功器的阻力矩数值,重复上述过程,又可以得出一组n、Te、Pe、ge,这样重复若干次,可以得到一系列的n、Te、Pe、ge,然后根据这些数据,以转速n为横坐标,以性能指标Te、Pe、ge为纵坐标作出三条曲线,即为相对应于该节气门开度的速度特性曲线。节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性;节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。