【正文】 J/kg） 指示燃油消耗率 ib （簡稱指示油耗率）是指單位指示功的耗油量。它們的大致范圍是[14]： 四沖程柴油機(jī) it? =～ ib =175～ 210 [g/(kW 這些損失所消耗的功率總合即為機(jī)械損失功率 mP 。 3q3 101 0 4 ?? ???? nTTnP ttqe ? （ kW） （ 310） 式中 tqT —— 有效轉(zhuǎn)矩（ N與平均指示壓力一樣， mep 與有效功率 eP 之間的關(guān)系式為： 31030 ??? ? inVpP smee（ kW） (312) 式中 eP —— 有效功率（ kW）； mep —— 平均有效壓力 (kPa)； sV —— 氣缸工作容積（ L）。 平均有效壓力 mep 值一般范圍是： 農(nóng)用柴油機(jī) mep =600～ 800（ kPa） 車用柴油機(jī) mep =650～ 1000（ kPa） 強(qiáng)化高速柴油機(jī) mep =1000～ 2900（ kPa） 四沖程載貨汽車用汽油機(jī) mep =600～ 700（ kPa） 四沖程小客車用汽油機(jī) mep =650～ 1200（ kPa） 二沖程小型風(fēng)冷汽油機(jī) mep =400～ 750（ kPa） (2) 升功率 LP 升功率 LP 是指在標(biāo)定工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。升功率大，每升氣缸工作容積發(fā)出的有效功率大，同時(shí)內(nèi)燃機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷大，表示內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)化程度高 [15]。h)] （ 317） 式中 eb —— 有效燃油消耗率 [g/(kW eb 、 et? 可根據(jù)實(shí)測 eP 、 B 計(jì)算出來，其大致范圍： 低速柴油機(jī) et? =～ eb =190～ 225 [g/(kWh)] 二沖程汽油機(jī) et? =～ eb =410～ 545 [g/(kW 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 20 s11c VVmmsh ??? （ 321） 式中 m V1—— 分別為實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮充量的質(zhì)量、在進(jìn)氣狀況下所占有的體積。 充量系數(shù)是用來表征內(nèi)燃機(jī)實(shí)際換氣過程進(jìn)行的完善程度的一個(gè)重要參數(shù)?；旌蠚庵锌諝赓|(zhì)量與燃油質(zhì) 量之比稱為空燃比? ，即 燃油質(zhì)量空氣質(zhì)量?? 按照化學(xué)反應(yīng)方程式的當(dāng)量關(guān)系，可求出 1kg 汽油完全燃燒所需空氣質(zhì)量約為 ，按此比例的混合氣的空燃比 ? =，稱為理論混合氣。 則 001 lVlmgasscab ???? ?? （ kg） 得每循環(huán)加熱量 Q 為 0lVHgQasscub ? ???? （ kJ） （ 323） 式中 0la? —— 燃燒每公斤燃料實(shí)際充入汽缸的空氣量（ kg）； uH —— 燃燒低熱值（ kJ/kg）。 活塞平均速度是表征發(fā)動(dòng)機(jī)高速性的指標(biāo)，它對發(fā)動(dòng)機(jī)的性工作可靠性及使用壽命都有很大的影響。目前，四沖程中小功率柴油機(jī)的強(qiáng)化系數(shù) pmeCm/τ 一般為 ~15。 Ng 值小，表明發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量輕、而功率大。同時(shí)，它還是改善經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約原材料、降低排氣污染最有效的一項(xiàng)技術(shù)措施。 (3) 提高氣缸的充量系數(shù) c? 同樣大小的氣缸 容積，如能吸入更多的空氣，則將允許進(jìn)入更多的燃料，就可獲得更多的有用功。 (5) 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率可使其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有所提高。 用 MATLAB 語言編制系統(tǒng)仿真軟件，計(jì)算得到 柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 額定工況 n=2600r/min、α=100%下的 數(shù)據(jù)為： 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率： 發(fā)動(dòng)機(jī)指示熱效率： 44% 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油率： % 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻度： % 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率： WD175 曲軸與軸瓦之間摩擦系數(shù)為 μc= WD175 活塞與缸套之間摩擦系數(shù)為 μp=[20] 小結(jié) 本章 經(jīng)對影響柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，有利于今后在維修、保養(yǎng)、調(diào)整和使用中，揚(yáng)長避短，盡可能的提高其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，提高工作效率和效益，使其優(yōu)質(zhì)、高效、低耗地 發(fā)揮作用。 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 27 圖 42 額定工況點(diǎn)單工作循環(huán)活塞速度 活塞加速度 將活塞的速度 v 對時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，即得活塞的加速度 j dtdddvdtdvj ?? ??? )2co s(co s2 ???? ?? r (44) WD175 柴油機(jī)的活塞加速度曲線如圖 43 所示， 由圖 43 可見，活塞的加速度隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系曲線近似為弦函數(shù)曲線。 氣體壓力和慣性力是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中最主要的也是數(shù)值最大的力，它們應(yīng)當(dāng)與每一瞬時(shí)的外界反作用力相平衡，同時(shí)也是曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件受載的主要原因。p —— 曲柄箱內(nèi)的氣體壓力（ kPa） 。 慣性力的作用 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力有兩種：一種是由往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 jm 所產(chǎn)生的慣性力，簡稱往復(fù)慣性力，以 jF 表示；二是由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 rm 所產(chǎn)生的慣性力，簡稱旋轉(zhuǎn)慣性力或離心力，以 rF表示，如圖 44 表示 [22]。 圖 45 活塞往復(fù)慣性力 jF 的方向與活塞加速度方向相反（公式中負(fù)號表示）。 作用在活塞上的合力及其分解 WD175 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的力和力矩如圖 46 所示 [23]。切向力 tF 與 39。1F 。 下式表 39。39。139。也就是說當(dāng)內(nèi)燃機(jī)曲軸向外輸出力矩 T 時(shí)也受到一個(gè)與外界輸出力矩大小相同的反作用力矩 kT 。 額定工況點(diǎn) R175 單循環(huán)輸出扭矩如圖 48 所示。圖 410 為兩力的合力曲線關(guān)系。油門開度為 30%～ 100%，轉(zhuǎn)速為 1200r/min～ 3400r/min 的工況內(nèi)，運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻度為 %～,平均為 %；燃油消耗率為 ～ ；機(jī)械效率為 %～81%；輸出功率為 ～ ， 絕大多數(shù)工況下的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性較好。在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向 任老師 致以最崇高的敬意和衷心的感謝！ 謹(jǐn)向其他幫助和關(guān)心我的老師和同學(xué)表示誠摯的謝意！ 最后，感謝 惠民電大 為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供優(yōu)越的條件！對辛勤培養(yǎng)我的各位老師表示最誠懇的敬意和感激之情！ 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 36 參考文獻(xiàn) [1] 周龍保，劉巽 俊，高宗英 .內(nèi)燃機(jī)學(xué) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx， 7： 36～ 38. 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TRFRFhFhFT ck????????????????????c o ss i ns i ns i nt a nt a n 上式說明， cF 和 39。 cc FFFF ??? ?? s ins in 139。F 和垂直于氣缸中心線的 39。1F 和 1F 與 39。nF 又和 39。 (2) 合力 F 的分解 由于連桿的擺動(dòng)， F 除了對連桿產(chǎn)生拉壓力 1F 以外，還對氣缸壁產(chǎn)生側(cè)向力 cF ，這時(shí)可得 ?cos/1 FF ? （ 49） ?tanFFc? （ 410） 力 cF 使氣缸在連桿傾斜時(shí)受到活塞的側(cè)向推壓，故稱為側(cè)向力。 1jF稱為一級往復(fù)慣性力（簡稱一級慣性力），它是曲軸轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù)，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，它變化一個(gè)周期； 2jF 稱為二級往復(fù)慣性力（簡稱二級慣性力），它是曲軸轉(zhuǎn)角二倍的曲線函數(shù)，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，它變化兩個(gè)周期。 jm 為集中到活塞銷中心處并作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，它等于活塞組質(zhì)量與簡化到連桿小端的連桿組質(zhì)量之和。p ），即分別取決于 gp 和 39。 柴油 發(fā)動(dòng)機(jī) 及其曲柄連桿機(jī)構(gòu) 動(dòng)力分析 28 氣體壓力的作用 作用在活塞上總的氣體壓力 gF 等于活塞上下倆側(cè)空間內(nèi)的氣體壓力差與活塞頂面積的乘積： ? ? 639。 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中 的 作用力 有 ： （ 1） 氣缸中氣體壓力； （ 2） 運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力； （ 3） 外界負(fù)荷對內(nèi)燃機(jī)的阻力； （ 4） 相對運(yùn)動(dòng)件表面的摩擦力等。 dtdddxdtdxv ?? ??? )2s in2( s in ???? ?? r (43) 活塞平均速度