③指示热效率(Indicated Thermal Efficiency):指示热效率是发动机实际循环指示 功与所消耗的燃料热量的比值,如下式所示:
式中it 是指示热效率; Q1 是得到指示功Wi 所消耗的热量。 对于一台发动机,当测得其指示功率 Pi (kw)和每小时燃油消耗量 B (kg/h)时,根
据it 的定义,可得:
式中 Hu 代表所有燃料的低热值(kJ/kg)
④有效热效率(Brake Thermal Efficiency):燃料燃烧所产生的热量转化为有效功 的百分数称为有效热效率,记作e 。发动机的有效热效率是类似于指示热效率的一个 比值,只是有效热效率考虑了有效功率。其表达式如下:
有效功率
e 燃料产生的热量 100%
(3)工作参数
①最高爆发压力(Maximum Explosion Pressure):最高爆发压力是指发生于装有最 佳浓度的粉尘和空气混合物的密闭容器在规定的试验条件下爆炸时所产生的最大压 力值,记作
②压缩比(Compression Ratio):压缩比是发动机混合气体被压缩的程度。它是评
价内燃机性能的参数,一般而言,其值越高越好。压缩比的定义如下,活塞位于下止 点时气缸的总容积除以活塞位于上止点时燃烧室的容积。通常情况下,汽油机压缩比 在 7 到 13 之间,柴油机的压缩比在 16 到 24 之间。压缩比的表达式如下所示:
式中 b 为缸径; S 为活塞冲程距离;Vc 代表燃烧室容积。
③活塞平均速度(Mean Piston Speed):活塞平均速度指往复式发动机运行时活塞 的平均速度,它是活塞行程和每分钟转速的函数。其等式中用一个系数 2 来表示一个 冲程相当于曲柄转动一周行程的一半(或曲轴转一周时对应活塞的两个冲程),而系 数 60 表示将原来的每秒化成标准的每分钟转速。如下式所示:
MPS 2 Stroke RPM
60式中 Stroke 代表活塞行程; RPM 表示每分钟转速。
活塞平均速度是发动机的等级和性能区别于其他发动机的良好指标。本田 S2000 在其所有的量产车中的发动机的活塞平均速度达到了 25。2 m/s,这一纪录直到奥迪 RS4(b7)的首次面世才被打破。当时这辆奥迪新款车型搭载着一台 4。2 升自供气 V8 发 动机(行程:92。7 mm;额定转速:8250 RPM),使得其活塞平均速度达到 25。5 m/s。 而 2015-2016 年生产的福特野马谢尔比 GT350 小马车又打破了奥迪创下的记录,它 有着 5。2 升自供气 V8 发动机(行程:93。0 mm;额定转速:8250 RPM),活塞平均 速度达到 25。6 m/s。
④行程缸径比(Bore/Stroke Ratio):在往复式发动机中,行程缸径比是描述气缸 缸径和活塞行程之间比率的术语。尽管从行程缸径比可以看出发动机设计者的设计理 念,但是它对发动机达到最大转矩时所需的速度没有直接影响。行程缸径比定义了发 动机整个循环中活塞位移量和气缸表面积之间的关系[9]。
⑤强化系数(Enhancement Coefficient):平均有效压力和活塞平均速度的乘积称 为强化系数。
(4)其他参数简介
①喷油压力(Injection Pressure):喷油压力是一种克服燃油或其他聚合物熔体阻 力的驱动力,以推动燃油充满发动机的燃烧室准备燃烧。如果沿着某些聚合物熔体的
流路上布置一些压力传感器,就可以获得这些聚合物熔体的压力分布。
②喷油提前角(Injection advance angle):喷油提前角是柴油机的压缩行程即将结 束时亦即活塞达到压缩冲程的上止点前的某个角度,此时来自喷油泵的高压喷油就已 经通过喷油器被喷入气缸内,在活塞达到上止点前就已经开始燃烧了。