【正文】 實(shí)際上: 進(jìn)、排氣節(jié)流沿程損失，缸內(nèi)進(jìn)氣、擠壓、燃燒渦流損失。三 換氣損失理論上: 忽略進(jìn)、排氣過程。實(shí)際上: 進(jìn)、排氣門提前開啟，遲后關(guān)閉。而且有流動(dòng)阻力。換氣損失中逆向循環(huán)所包圍的面積為泵氣損失。泵氣損失包含在換氣損失之中。四 時(shí)間損失理論上: 定容加熱瞬間完成，定壓加熱速度與活塞運(yùn)行速度密切配合。實(shí)際上: 燃燒需要時(shí)間。五 補(bǔ)燃損失理論上: 加熱瞬間停止，膨脹過程無加熱。實(shí)際上: 雖然大部分（80%以上）燃料在燃燒過程中燃燒掉，但仍有小部分燃料會(huì)拖到膨脹線上才燃燒，做功效果變差，熱效率下降。六 泄漏損失理論上: 閉口系統(tǒng)，無泄漏。實(shí)際上: 活塞氣環(huán)不會(huì)100%嚴(yán)密密封，總會(huì)有些氣體竄到曲軸箱中，造成損失。167。13 熱平衡總熱量: QT = GT hu 分別轉(zhuǎn)化為 一 有效功的熱量 QEQe=36.180。103Ne [ kJ/h ]（1 kw/h = 36.180。103 kJ）只有這部分熱量做了功，是有用的，所以希望越大越好。一般柴油機(jī): 30～40% ； 汽油機(jī): 20～30%。Qe令 qe=QT二 傳遞給冷卻介質(zhì)的熱量 QSQS=GScS(t2t1)其中Gs－發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻介質(zhì)的每小時(shí)流量 [ kg/h ] cs－冷卻介質(zhì)比熱 [ kJ/kg℃ ] t1，t2 －冷卻介質(zhì)的進(jìn)、出口溫度 [℃]三 廢氣帶走的熱量QRQSqs=QTQR=(Gr+Gk)(cprt2cpt1)其中Gr－燃料量 [ kg/h ] Gk－空氣量 [ kg/h ] cpr－廢氣比熱 [ kJ/kg℃ ] cp－空氣比熱 [ kJ/kg℃ ] t1，t2 －進(jìn)、排氣溫度 [℃]四 燃料不完全燃燒的熱損失QB QRqr=QEQB=QT(1hr)其中hr－燃料效率五 其它熱量損失QLQB qb=QTQL=QT(QE+QS+QR+QB)發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡方程式: qe167。14 指示指標(biāo)ql=qt(qe+qs+qr+qb)+qs+qr+qb+ql=1pV圖 pφ?qǐng)D發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo): 指示指標(biāo)，有效指標(biāo)指示指標(biāo): 以工質(zhì)在汽缸內(nèi)對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)工作循環(huán)的質(zhì)量。有效指標(biāo): 以曲軸上得到的凈功率為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)整機(jī)性能。示功圖: 發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力p隨汽缸容積V（pV圖）或曲軸轉(zhuǎn)角f（pf圖）變化的圖示。一 指示功和平均指示壓力（一）指示功Wi一個(gè)循環(huán)工質(zhì)對(duì)活塞所做的有用功。應(yīng)該：非增壓：Fi=F1F2 增壓：Fi=F1+F2 因?yàn)? F2不容易測(cè)量, 實(shí)際將F2歸到機(jī)械損失中考慮。所以: Fi=F1Wi=Fiab 其中 a,b － 橫、縱座標(biāo)比例尺指示功大，說明 ○汽缸工作容積大 ○熱功轉(zhuǎn)換有效程度大。為突出后者，比較不同大小發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換有效程度，引入平均有效壓力的概念。（二）平均指示壓力pi單位汽缸工作容積所做的指示功。Wi pi=（假想?yún)?shù)）Vh 其中Vh－每缸工作容積。pi,柴 pi,汽=686～981 [ kpa ] =784～1180 [ kpa ]二 指示功率Ni單位時(shí)間所做的指示功。若: 缸數(shù)i，每缸工作容積Vh [ m ]，沖程數(shù) t，平均指示壓力 pi[ pa ]，轉(zhuǎn)速 n [ r/min ]。則3n2piVhin Ni=Wii [ w ] =60t30tpiVhin =180。103 [ kw ]30t 若: 每缸工作容積Vh [ L ]，平均指示壓力 pi[ bar ]。則piVhin Ni= [ kw ]300t三 指示比油耗和指示熱效率（一）指示比油耗gi單位指示功率的耗油量。GT gi=180。103 [ g/kwh ]Ni GT－每小時(shí)耗油量 [ kg/h ]（二）指示熱效率hiWi hi=Qi Qi－做Wi指示功所消耗的熱量。36.180。106 hi=gihu hu－燃料的低熱值。hi,柴=～ gi,柴=170～200 [ g/kwh ] hi,汽=～ gi,汽=230～340 [ g/kwh ]167。15 有效指標(biāo)一 有效功率和機(jī)械損失功率（一）有效功率Ne單位時(shí)間所做的有效功。peVhin Ne=180。103 [ kw ]30t 其中 pe－平均有效壓力。（二）機(jī)械損失功率Nm發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部損耗的功率。機(jī)械損失包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦損失；驅(qū)動(dòng)附件損耗，如: 機(jī)油泵、燃油泵、掃氣泵、冷卻水泵、風(fēng)扇、配氣機(jī)構(gòu)；和泵氣損失等。pmVhin Nm=180。103 [ kw ]30t Ne=NiNm其中 pm－平均機(jī)械損失壓力。二 有效扭矩Me功率輸出軸輸出的扭矩。2pn Ne=Me [ w ]602pn =Me [ kw ]360180。10Men 187。 [ kw ] 9550三平均有效壓力pe單位汽缸工作容積所做的有效功。peVhin 由于 Ne=180。103 [ kw ]30tpiVhin Ni=180。103 [ kw ]30tpeNe 所以pe=pipm =piNiMet pe=314 [ kpa ].Vhi pe181。Mepe,柴=588～883 [ kpa ] pe,汽=588～981 [ kpa ]四 升功率和比重量（一）升功率Nl單位汽缸工作容積所發(fā)出的功率。Ne Nl=iVhpen =180。103 [ kw/l ] 30t（二）比重量Ge發(fā)動(dòng)機(jī)凈重量G與所發(fā)出有效功率Ne的比值。G Ge= [ kg/kw ]Ne Nl173。，Ge175。 174。 發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度高。Nl,車柴=11～26 [ kw/l ] Ge,車柴=4～9 [ kg/kw ] Nl,拖柴=9～15 [ kw/l ] Ge,拖柴=～16 [ kg/kw ] Nl,汽=22～55 [kw/l ] Ge,汽=～4 [ kg/kw ] 可見，汽油機(jī)的強(qiáng)化程度要比柴油機(jī)的高。五 有效比油耗和有效熱效率（一）有效比油耗ge單位有效功率的耗油量。GT ge=180。103 [ g/kwh ]Ne GT－每小時(shí)耗油量 [ kg/h ]（二）有效熱效率heWe he=Qe Qe－做We有效功所消耗的熱量。180。106 he=gehu he,柴 he,汽=～ ge,柴=218～285 [ g/kwh ] =～ ge,汽=285～380 [ g/kwh ] 由此可見，柴油機(jī)的熱效率比汽油機(jī)的高，經(jīng)濟(jì)性比汽油機(jī)好。167。16 機(jī)械損失 一 機(jī)械效率hm對(duì)于不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，絕對(duì)損失大的，其相對(duì)損失卻不一定也大。必須有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，故引進(jìn)機(jī)械效率的概念。有效功率與指示功率的比值。NepeNmpm hm= ==1=1NipiNipi Ne222。Ni174。hm173。 性能好，所以應(yīng)盡量提高h(yuǎn)m。hm,柴=～ hm,汽=～二 機(jī)械損失的測(cè)定（一）倒拖法－只能在電力測(cè)功機(jī)上試驗(yàn)在壓縮比不很高的汽油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測(cè)功機(jī)相連。起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，冷卻水溫度、機(jī)油溫度達(dá)正常值。然后使發(fā)動(dòng)機(jī)在給定工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的供油（Ni=0,pi=0）。將電力測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)使用，在給定轉(zhuǎn)速下倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并維持冷卻水溫度和機(jī)油溫度不變。由于此時(shí)Nm=Ne，因此從電力測(cè)功機(jī)上所測(cè)得的倒拖功率Ne即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率Nm。（二）滅缸法－僅適用于多缸機(jī)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到以給定工況穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，先測(cè)出整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率Ne。之后，在柴油機(jī)油門拉桿或齒條位置、或汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動(dòng)的情況下，停止向某一汽缸供油或點(diǎn)火。調(diào)整測(cè)功機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速，重新測(cè)定有效功率Ne,1（其余五個(gè)汽缸的有效功率），Ne,1必然小于Ne（一缸熄火），兩者之差即為滅掉缸的指示功率Ni,1=NeNe,1。因?yàn)镹i,1=NiNi,x1=(Ne+Nm)(Ne,1+Nm,1)=NeNe,1。逐次滅缸，則整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率為Nii=1 如果各缸負(fù)荷均勻，則僅測(cè)一個(gè)缸，即滅火一次即可，Ni 其它還有示功圖法，油耗線法等。三 影響機(jī)械效率的因素=229。(NeNe,i)x，其中x為總缸數(shù)。x=x(NeNe,1)。這樣，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失功率為Nm=NiNe，機(jī)械效率為hm=Ne/Ni。(一)轉(zhuǎn)速其中cm－活塞平均運(yùn)行速度。pm與cm幾乎呈直線關(guān)系。hm與n似呈二次方關(guān)系。n173。 174。 □ 慣性力173。 174。 活塞對(duì)缸壁的側(cè)壓力173。 174。 軸承負(fù)荷173?！?各摩擦副相對(duì)速度173。 174。 摩擦損失173?！?泵氣損失173。，驅(qū)動(dòng)附件損耗173。174。 pm173。 174。 hm175。若要提高轉(zhuǎn)速來強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，則hm將成為主要障礙之一。（二）負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷 □ 柴油機(jī): 油門拉桿或齒條位置□ 汽油機(jī): 節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)速n一定，負(fù)荷175。 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒劇烈程度175。，平均指示壓力pi175。；而由于轉(zhuǎn)速不變，pm平均機(jī)械損失壓力pm基本保持不變。則hm=1175。，機(jī)械效率下降。pi175。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有效功率Ne=0，指示功率Ni全部用來克服機(jī)械損失功率Nm。即Ni=Nm，因此，hm=0。由于車用柴油機(jī)普遍在高轉(zhuǎn)速、較低負(fù)荷下工作，機(jī)械效率下降嚴(yán)重。因此，機(jī)械效率對(duì)于車用柴油機(jī)尤為重要。（三）潤滑油品質(zhì)和冷卻水溫度潤滑油粘度影響潤滑效果潤滑油溫度影響潤滑油粘度冷卻水溫度影響潤滑油溫度即冷卻水、潤滑油溫度通過潤滑油粘度間接影響潤滑效果。潤滑油粘度（牌號(hào)）175。；冷卻水溫度173。 174。 潤滑油溫度173。 174。 潤滑油粘度175。174。 潤滑效果173。 174。 摩擦175。 174。 Nm,pm175。 174。 hm173。 潤滑油粘度（牌號(hào)）175。175。；冷卻水溫度173。173。 174。 潤滑油溫度173。173。 174。 潤滑油粘度175。175。油膜破裂趨勢(shì)173。173。 174。 摩擦173。173。 174。 Nm,pm173。173。 174。 hm175。175。 潤滑油中雜質(zhì)173。 174。 摩擦173。 174。 Nm,pm173。 174。 hm175。要求: 定期保養(yǎng)、清洗機(jī)油濾清器，5000～10000公里換機(jī)油。167。17 燃燒熱化學(xué) 一 燃料的完全燃燒（一）理論空氣量L0 目的: 1 kg燃料完全燃燒所需要的空氣量L0汽油: gC2 已知條件: 1 kg燃料中所含gC kg 碳，gH kg 氫氣，gO kg氧氣=0855.[ kg/kg ]，gH=0145.[ kg/kg ]，gO=0 [ kg/kg ] 柴油: gC=087 [ kg/kg ].[ kg/kg ]，gH=0126.[ kgkg ]，gO= 化學(xué)反應(yīng)方程式C+O2174。CO2 H2+O2174。H2O 需要總的O2量C+O2174。CO2 H2+1O22174。H2O 1 kmol 1 kmol 1 kmol 1 kmol kmol 1 kmol21111 1 kg kmol kmol 1 kg kmol kmol 121242gHgHgCgC gC kg kmol kmol gH kg kmol4212125 燃料中所含的O2量gO gO [ kg ] = [ kmol ]326 所需空氣中的O2量 = 總的O2量－燃料中所含的O2量 所需空氣量（目的）（1）kmol 空氣中氧氣成分約占21%，所以kmol 1gCgHgO(++)[ kmol/kg ] L0=（2）kg ，即 1 kmol 空氣 = kg 空氣，所以(++)[ kg/kg ] L0=（3）m 1 kmol 空氣 = m 空氣，所以(++)[m3/kg ] L0=（二）過量空氣系數(shù)和空燃比 1 過量空氣系數(shù) aL a=L0燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣量 =完全燃燒1kg燃料理論上所需要的空氣量 表示混合氣的濃稀程度。a 大 174。 混合氣稀；a 小 174。 混合氣濃一般，柴油機(jī): a 1；汽油機(jī): a 163。 1。2 空燃比 A/F A/F=aL0空氣量 =燃料量 表示混合氣的濃稀程度。A/F 大 174。 混合氣稀；A/F 小 174。 混合氣濃（三）分子變更系數(shù) 1 理論分子變更系數(shù) m0M2 m0=M1燃燒后工質(zhì)的摩爾數(shù) =燃燒前工質(zhì)的摩爾數(shù) m0173。 174。 容積變化大 174。 膨脹做功好 174。 ht173。（1）完全燃燒: gHgO+432 m0=1+aL0（2）不完全燃燒:(1a)L0++432 m0=1+aL02 實(shí)際分子變更系數(shù) mM2+Mrm0+r m= =M1+Mr1+r 其中Mr－1 kg 燃料燃燒后殘余廢氣的摩爾數(shù)。r=Mr/aL0－殘余廢氣系數(shù)。二 燃料的不完全燃燒第五章 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及排放污染噪聲: 汽車的主要噪聲源 — 發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)的主要噪聲源 — 風(fēng)扇噪聲和配氣機(jī)構(gòu)噪聲。柴油機(jī)的主要噪聲源 — 燃燒噪聲。柴油機(jī)的噪聲比汽油機(jī)的大。排放: 汽油機(jī)的CO、NOx和HC排放比柴油機(jī)的多，柴油機(jī)的炭粒排放比汽油機(jī)的多。167。51 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲污染及防治GB規(guī)定: 城市噪聲聲壓級(jí)白天 — Lp 163。 42 [ dB ]，夜間 — Lp 163。 37 [ dB ]。一 噪聲的評(píng)價(jià)指標(biāo)（一）噪聲的物理參數(shù) 1 聲壓 p 聲波通過介質(zhì)時(shí)，波峰處的壓力升高量 [ pa ]。2 聲壓級(jí) Lp — 無因次參數(shù)p Lp=20lg [ dB ]p0其中p0 — 1000 [ Hz ]時(shí)的基準(zhǔn)聲壓，即聽閥聲壓，p05=2180。105 [ pa ]。人耳能聽到的聽閥聲壓=2180。10 [ pa ]，產(chǎn)生疼痛的痛閥聲壓 = 20 [ pa ]。相差100萬倍左右。3 聲強(qiáng) I 單位時(shí)間、單位面積上通過的聲能 [ W/m ]。4 聲強(qiáng)級(jí) LI — 無因次參數(shù)2I LI=10lg [ dB ]I0其中I0 — 1000 [ Hz ]