第一节 动力性指标
动力性指标:内燃机对外作功能力的指标。主要有:功率,平均有效压力,转速和活塞平均速度.
功率:内燃机单位时间内所作的功称功率,它包括:
一. 有效功率Ne
指示功率:内燃机在气缸中单位时间内所作的功。
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Ne.
如果内燃机的转速为n,曲轴输出的有效功率为We,由于:
We=2nπMe/60 N*m
则内燃机的有效功率为:
Ne=nπMe/3000 kW
式中Me为有效扭矩.
有效功率可以利用测功器测定,水力测功器可先测出有效扭矩Me,再用上式计算出有效功率。
二. 标定功率:内燃机出厂时铭牌上写明厂方标定的有效功率。
①.15分钟功率:内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功率。通常作为汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。
②.1小时功率:内燃机允许连续运转1小时的最大有效功率。可作为船用主机、工程机械和机动车的最大使用功率。
③.12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。
④.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。
三. 其它有效功率
①.升功率Nl:每升气缸工作容积发出的有效功率。
②.单位活塞面积功率NA:衡量燃烧室组件热负荷的尺度,表征发动机的热负荷特性。
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。
四. 平均有效压力pe: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。
有效功率也可以用下式表示:
Ne=iVhpen/30t kW
式中:i---气缸数;
Vh---气缸工作容积(L);
pe---平均有效压力(MPa);
n---发动机转速(r/min);
t---发动机冲程数,对于四冲程发动机t=4,对于二冲程发动机t=2。
于是:pe=30tNe/iVhn
可见pe代表了单位气缸工作容积所发出的功率。pe是一个很重要的指标,它不仅说明工作循环进行的好坏,而且还包括了机械损失的大小,在其他相同的条件下,pe值越高,发动机输出的有效功率就越多。pe的数值,一般如下:
汽油机: 0.6~0.9MpPa;
非增压柴油机: 0.5~0.8Mpa;
增压柴油机: 0.8~3.2Mpa。
五. 转速和活塞平均速度:
⒈转速:内燃机曲轴每分钟的转速,用r/min表示。转速对内燃机性能和结构影响很大,而且起范围十分宽广(86~6000r/min)。各种类型的内燃机使用的转速范围亦不相同。其中两个转速值得注意:
①.最高转速nmax----受调速控制时,柴油机所能达到的最高转速。
②.最低稳定转速nmin-----柴油机能稳定工作的最低转速。
转速的工作范围:nmin<n<nmax
2.活塞平均速度Cm:活塞在气缸中运动的速度是不断变化的,在行程中间较大,在止点附近速度较小,止点处为零。若已知内燃机的转速N时,则活塞的平均速度可由下式计算:
Cm=2*S*n/60=Sn/30 m/s
式中:S----行程(m)。
活塞平均速度是表征内燃机高速性能的一项主要指标。
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:
低速机:Cm≤6.5 m/s;
中速机:6.5<Cm<10 m/s;
高速机:Cm≥10 m/s。