第一章性能指标与影响因素介绍.ppt

3 、有效热效率ηe 定义 ：实际 循环有效功(J)与消耗的热量(J)之 比值 4、有效燃油消耗率be: 定义：单位有效功的耗油量(g/kw.h) B---小时耗油量kg/h ★指示指标与有效指标的比较： 1. 以工质对活塞作功为计算基准的指标称为指示指标 基于示功图算出，直接反映燃烧和热力循环组织的好坏 用于理论分析和科研 2. 以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效指标 由试验测出，直接反映产品最终性能 用于产品开发、生产和使用当中 只有与作功有关的指标，如功、功率、油耗、平均压力、热效率等才有“有效”与“指示”之分 “指示”与“有效” ★ 指示：活塞得到的燃料燃烧对其做功，燃料燃烧不可能把所有热能转化成机械能，热能只是一部分转化成机械能，这部分机械能就是活塞得到功，取名“指示功”；反映“热功转换”过程的好坏。 有效：活塞拥有的指示功经过发动机一整套传送过程，将功传递给飞轮，而在传递过程中，一部分要损失（如摩擦、附件），因此飞轮得到的功已经不再是活塞所拥有的指示功，而是指示功减去传递损失后剩余的功。飞轮对外做的功，是对外界有用的功，因而将飞轮所拥有的功取名“有效功”。反映“整机性能”，包含了燃烧过程和机械损失过程。 燃料 指示功 有效功 燃烧、热功转换 机械传递 指示效率 机械效率 比功率 (升功率, power density) PL—单位发动机排量发出的功率 (评价气缸容积利用程度和紧凑性) PL= Pe / Vs (kW/L) 比质量 me—单位有效功率所占发动机质量 (评价轻量化和紧凑性) me= m / Pe (kg/kW) 比容积 Ve—单位有效功率所占发动机的体积 (评价紧凑性) Ve= V / Pe (m3/kW) 功率密度评价指标 发动机转速与活塞平均速度 主要影响： 惯性力引起的机械应力 摩擦(磨损) 热负荷 充气效率 噪声 活塞平均速度： (强化指标之一) 注意： 发动机转速与活塞速度不完全是一个概念！ 活塞平均速度越高，说明发动机强化度越高 1.3 影响动力经济性指标的环节与因素 追求： p We V mi s = 高 高 从燃料到We转化传递过程中，什么因素决定其大小？ 一、油量多少； 二、利用率（转化率）高低 具体： （1） Hu 油质本身 1.3.2 （2） gb 用量 1.3.3 （3） η 总效率 1.3.4 1.3 影响动力经济性指标的环节与因素 决定动力输出的两大环节 设单位时间加入发动机的燃料总质量为B (kg/s)，燃料低热值(low heat value)为Hu(kJ/kg)，燃料能量转换的总效率为?et ，则有效功率Pe可表示为： 设单位时间进入发动机的混合气总量为Gm(kg/s)，混合气低热值为Hum (kJ/kg)，则有效功率Pe也可表示为： 与燃料热值和混合气浓度直接相关 ， 不是定值！ 提高功率的两大环节： 混合气热值Hum或燃料热值Hu 单位时间实际吸入发动机的可燃混合气总量Gm或燃料总量B 可燃混合气能量或燃料能量转换为有效输出功的多少 ? 工作过程各环节效率或总效率?et “质”的 环节 “量”的 环节 油/气混合比(浓度)是影响发动机性能的重要参数： 1) 过量空气系数 ?a（Excess air ratio/Relative air-fuel ratio） 设单位质量燃料完全燃烧所需理论空气量为l0，而实际供给的空气量为l，则?a定义为： ?a 1 ,稀(lean)混合气 ?a 1, 浓(rich)混合气 ?a =1, 化学计量比（stoichiometric ratio），过去称理论空燃比 1.3.2 可燃混合气浓度与热值 2) 空燃比? (Air/Fuel ratio, A/F) 3) 燃空比? (Fuel/Air ratio, F/A) 可燃混合气浓度与热值 燃空当量比(equivalent ratio) ? ＝1 / ?