然而,伴随着全球环境的恶化,各国政府的大力宣传环保和个人环保意识的提高, 人们对汽车性能和排放越来越重视。对于我国提出的可持续发展的目标,柴油机等汽 车行业需要引起重视,加紧研发提高柴油机性能,本文所研究的恰是研究柴油机的喷 油压力参数对柴油机的性能指标以及一些经济性指标的影响。
1。2 柴油机的性能影响指标
1。2。1 目前柴油机的性能指标分类
柴油机的性能指标有很多,主要分为动力性指标,经济性指标和工作参数三大类。 其中动力性指标主要有:平均指示压力、指示功率、有效功率和机械损失功率、机械 效率和平均有效压力;而经济性指标分为:指示油耗率、指示热效率、有效油耗率和 有效热效率;工作参数主要是:最高爆发压力、排气温度、活塞平均速度、行程缸径 比 s/D、强化系数和压缩比。除了以上提到的各种参数外,喷油时的压力以及喷油提
前角等等也是柴油机的重要性能指标。
1。2。2 柴油机的各项性能指标简介
研究各性能指标对柴油机的影响对我们后来的研究内容有预见性的作用,有利于 开展后期的工作。结合相关期刊文献的内容,我们可以初步了解到各性能参数对柴油 机性能影响的情况。以下简要介绍各前辈在相关领域已经取得的重要成就:
(1)动力性指标
①平均有效压力(Mean Effective Pressure):平均有效压力是与往复式发动机的操 作有关的一个量,它独立于发动机排量指标且能有效评价一个发动机的做功能力。当 作为指示平均有效压力(IMEP)时,它可以被认为是在柴油机循环周期不同部分作用 于活塞的平均压力[2]。
②平均指示压力(Mean Indicated Pressure):平均指示压力区别于平均有效压力, 它是记录在指示图上的压力的平均值,可以通过面积仪或电子计算机计算得到。
③指示功率(Indicated Power):首先指明指示功率和有效功率(Brake Power)的 区别,在柴油机中,指示功率是指在气缸内产生的功率;而制动功率(亦即有效功率) 是在传动轴上产生的有用功率。由于机械摩擦等因素,指示功率总是大于制动功率。 两者联系为:
机械效率 有效功率指示功率
指示功率是柴油机输出功率的理论最大值。指示功率是气缸内气体膨胀所产生的 总的功率,忽略任何系统内的摩擦,热损失和熵的影响[3]。
④机械损失功率(Mechanical Loss Power):对于内燃机而言,轴和轴承或者轴封 之间肯定会存在摩擦造成功损。机械损失的组成主要有:摩擦损失、驱动附件损失、 泵气损失和风阻损失[4]。
⑤机械效率(Mechanical Efficiency):如前所述,机械效率是机械输出功(有用功) 和输入功(动力功)的比值。据相关资料记载,目前汽油发动机的机械效率在 22% 到 27%之间,而柴油机的机械效率在 28%到 30%之间。这也表明柴油机突出的机械 性能,研究柴油机自有其重要之处[5]。
(2)经济性指标
①指示油耗率(Indicated Specific Fuel Consumption):对应单位指示功消耗的燃料 质量叫做指示燃油消耗率,即指示油耗率。
②有效油耗率(Brake Specific Fuel Consumption):对应单位有效功消耗的燃料质 量称为有效燃油消耗率,即有效油耗率。它是对任何燃烧燃料并产生旋转或者轴功的 原动机的燃料效率的量度。它通常被用于将内燃机的效率与轴输出进行比较。它等于 燃油消耗的速率除以产生的功率,因此,它也会被认为是单位功率的燃油消耗量。有 效油耗率的引入使得将不同发动机的燃油效率直接进行对比成为可能。