内燃机的主要技术指标.ppt

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1、第三章第三章 内燃机的主要技术指标内燃机的主要技术指标内燃机主要性能指标有：l动力性指标l经济性指标l排污性指标3.1 动力性指标动力性指标l动力性指标：内燃机对外作功能力的指标。l主要有：功率，平均有效压力，转速和活塞平均速度3.1.1 有效功率有效功率1.功率：内燃机单位时间内所作的功称功率。2.指示功率：内燃机在气缸中单位时间内所作的功。3.有效功率：指示功率减去消耗于内部零件的摩擦损失、泵气损失和驱动附件等机械损失后，从发动机曲轴输出的功率称为有效功率Pe.设转速n，曲轴输出的有效功为TtqlWe=（2n/60）TtqNm/slPe=（n/30）Ttq10kWlTtq为有效扭矩。l有效

2、功率可以利用测功器测定，水力测功器可先测出有效扭矩Ttq，再用上式计算出有效功率。各种用途内燃机的运转特点3.1.2 标定功率标定功率内燃机出厂时铭牌上写明厂方标定的有效功率。15分钟功率：内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功率。汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。1小时功率：内燃机允许连续运转一小时的最大有效功率。船用主机，工程机械和机动车的最大使用功率。12小时功率：内燃机允许连续运转12小时的最大有效功率。可作为工程机械，机车和拖拉机正常使用功率。持续功率：内燃机允许长期运转的最大有效功率。可作为长期连续运转的远洋船舶，发电站，和农林排灌内燃机的持续使用功率。其它有效功率其它有效功

3、率1.升功率L：每升气缸工作容积发出的有效功率。2.单位活塞面积功率PA：衡量燃烧室组件热负荷的尺度，表征发动机的热负荷。3经济功率：在燃油消耗率较少的功率区运转时的有效功率。4极限功率：冒黑烟时的功率。3.1.4 平均有效压力平均有效压力l作用于活塞顶上的假想的大小不变的压力。它使活塞移动一个行程所作的功，等于每循环所作的有效功。lPe=iVspmen/(30)kW 式中：冲程数，四冲程=4，二冲程=2；i气缸数；Vs气缸工作容积(L)。pme平均有效压力(MPa)；n发动机转速(r/min)；发动机冲程数；pme代表单位气缸工作容积一个工作循环所发出的有效功。pme：汽油机：0.60.9M

4、Pa；非增压柴油机：0.50.8MPa；增压柴油机：0.83.2MPa。3.1.5 转速和活塞平均速度转速和活塞平均速度转速：内燃机曲轴每分钟的转速，用n(r/min)表示。转速对内燃机性能和结构影响很大，而且其范围十分广泛（606000r/min）。最高转速nmax受调速控制时，柴油机所能达到的最高转速。最低稳定转速nmin柴油机能稳定工作的最低转速。在最低稳定转速和最高转速之间是柴油机的转速工作范围（nminnnmax）。2活塞平均速度vml活塞在气缸中运动速度是不断变化的，在行程中间较大，在止点附近速度较小，止点处为零。若已知内燃机转速n时，则活塞平均速度可由下公式计算：vm=2Sn/6

5、0=Sn/30m/s式中：S行程（m）活塞平均速度是表征内燃机高速性的一项主要指标。根据活塞平均速度，可将柴油机分为高速、中速和低速三种类型，其具体数值大致如下：l低速机：vm小于等于6.5m/s;l中速机：6.6vm10m/s;l高速机：vm大于等于10m/s。3.2 经济性指标经济性指标l经济性指标一般指内燃机的燃油消耗率和机油消耗率。燃油消耗率燃油消耗率l燃油消耗率简称比油消耗，它是内燃机工作时每千瓦小时所消耗燃油量的克数，单位g/(kWh)。l指示燃油消耗率：以指示功率计；l有效燃油消耗率：以有效功率计。注：内燃机产品说明书中所指的燃油消耗率为有效燃油消耗率。若测出扭矩Teq和转速n，

6、计算出每小时燃油消耗量B和有效功率Pe,则：be=B10-3/Peg/(kWh)现代内燃机的be值g/(kWh)范围l汽油机：be=265340l高速柴油机：be=212251l中速柴油机：be=197281l低速柴油机：be=1601903.2.2 滑油消耗率滑油消耗率l内燃机在标定工况时，每千瓦时所消耗滑油量的克数，称为滑油消耗率。单位为g/(kWh)方式有：滑油经活塞环窜入燃烧室或由气阀导管流入缸内烧掉，未烧掉的则随废气排出。有一部分燃油在曲轴箱内雾化或蒸发，而由曲轴箱通风口排出。一般为0.54g/(kWh)3.3 重量和外形尺寸指标重量和外形尺寸指标l重量指标和外形尺寸指标用于评价内燃

7、机结构的紧凑性和金属材料的利用率。3.3.1 重量指标重量指标l比重量，单位功率重量，内燃机净重与标定功率的比值。mw=m/Pe（kg/kW）l净重量不包括滑油，燃油，冷却水及其它未直接装在内燃机本体上的附属设备与辅助系统的重量。l汽油机：13l船用高速机：1.43.7l船用中速机：1019l船用低速机：20353.4.2 外形尺寸指标外形尺寸指标3.4.3 排气污染指标排气污染指标废气污染主要有：l一氧化碳(CO)：一氧化碳是无色无味的气体，空气中含量超过0.1%就会中毒。l碳氢化合物(HC)：成分复杂，对人体有麻痹、致癌作用，是造成烟雾的因素之一。l氮氧化和物(NOx）：有强烈的刺激味，对

8、心脏和肺造成损坏，是大气形成臭氧的主要因素。l二氧化硫(SO2)：有强烈的刺激味，与灰尘一起危害更大。l微粒(PM)：微粒的主要成分是碳，大多小于0.3微米，微粒碳核子吸附其他有毒物质被吸入肺叶对人体造成损害。lCO：过量空气系数：a1汽油机达容积的6%，a1一氧化碳0.20.3%lHC：与燃烧的缓慢甚至停止有关，惰转和减速时生成。ppm：百万分之一lNOx：取决于火焰温度。火焰前锋中是否富氧以及高温持续时间。ppm：百万分之一欧洲轻型车排放限值(g/km)法规生效日期中国生效日期汽油车柴油车COHCNOxCOHCNOxPM欧洲11992年2000年2.720.972.720.970.14欧洲

9、21995年2004年2.20.502.21.00.500.900.080.10欧洲32000年2008年2.30.20.150.640.560.500.05欧洲42005年1.00.10.080.500.300.250.025表列值为新车型型式认证限值，对新产品一致性质量检验限值为表列值的1.2倍。非直喷式柴油机。直喷式柴油机。欧洲重型车用柴油机排放限值 g/（kWh）排放标准欧洲1欧洲2欧洲3欧洲3欧洲4欧洲5测试循环ECER49ECER49ESCETC实施年份1992年1996年2000年2000年2005年2008年中国生效年份2000年2004年2008年2008年CO4.54.02

10、.15.451.51.5HC1.11.10.660.460.46NMHC0.78CH41.6NOx8.07.05.05.03.52.0PM0.36/0.610.15/0.250.10/0.130.16/0.210.020.02动态烟度0.8m-10.5m-10.5m-1增加快速加载烟度测试（ELR）。适用于额定功率不大于85kW的柴油机。适用于单缸工作容积小于0.7L、额定转速大于3000r/min 的柴油机。对于燃气发动机或安装了先进的排气后处理装置的柴油机内燃机排放欧洲指标排放标准执行年份NOx(g/kWh)PM(g/kWh)欧199290.4/0.61欧199670.15欧200050.

11、1欧20053.50.02欧200820.02NO的质量分数（10-6)HC的质量分数（10-6)CO的体积分数（10-6)微量物质（碳烟）g/m汽油机2000-40001000100.01柴油机1000-400030000.010.5式中：Pm为机械损失功率。含各运动件摩擦损失功率、驱动附件功率、换气（泵气）损失功率等。l0.680.92(标定工况)3提高动力性的主要途径1）过量空气系数:燃烧1kg燃料实际供入缸内的空气量与理论上所需的空气量之比为过量空气系数a式中：L燃烧1kg燃油实际供入缸内的空气量；L0燃烧1kg燃油理论所需的空气量；柴油:L0=14.3kg/kg；0.495kmol/kg；汽油:L0=14.7kg/kg；0.512kmol/kg。16V280B型柴油机型柴油机(6000PS,1100rpm)