学习目标

了解发动机性能指标的种类，发动机性能指标的计算公式；

熟悉排放指标中有害物质的种类及危害。

任务描述

学习发动机性能指标的种类和发动机性能指标的计算公式，学习排放指标中有害物质的种类及危害。

一、发动机的动力性指标 
　　动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩Te、有效功率Pe、转速n和平均有效压力Pme等作为评价发动机动力性好坏的指标。
　　1.有效转矩 
　　发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 
　　2.有效功率 
　　发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作Pe单位为kW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率Pe：

（kW）

　　　　式中：Te—有效转矩，N·m；
　　　　　　　n—曲轴转速，r/min。 
　　3.发动机转速n(r/min)
　　4.平均有效压力 
　　单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作Pme，单位为MPa。显然，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。 
　　5．升功率：Pel=标定功率/排量

二、经济性指标

发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
　　1.有效热效率
　　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ηe。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。

　　　　　　式中We——发动机有效功，kJ； 
　　　　　　　 Q1——燃料中所含的热量，kJ。 
　　现代汽车汽油机ηe值一般0.30左右，柴油机0.40左右

发动机热能传递

　　2.有效燃油消耗率
　　发动机每输出1kW·h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作ge，单位为g/（kW·h）。

　　　　　式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h；
　　　　　　　Pe—发动机的有效功率，kW。 
　　显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。

三、强化指标 
　　强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括升功率和强化系数等。 
　　1.升功率 
　　发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率大，表明每升气缸工作容积发出的有效功率大，发动机的热负荷和机械负荷都高。

　　2.强化系数 
　　平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。活塞平均速度Cm是指发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值。

（m/s）

　　　　式中：S—活塞行程，mm； 
　　　　　　 n—发动机标定转速，r/min。 
　　无论是活塞平均速度高，还是平均有效压力大，均使发动机的热负荷和机械负荷增高。因此强化系数代表了发动机的强化程度，也代表了发动机的技术水平。

四、运转性能指标 
　　1.排放指标 
　　发动机的排气中含有多种对人体有害的物质，主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、微粒（PM）（含碳烟）、二氧化硫（SO2）和醛类等。其主要危害见表1-2。

表1-2发动机主要有害排放及危害

有害排放	有害物特征	危害
CO	无色、无臭、有毒气体	使人出现恶心、头晕、疲劳等缺氧症状，严重时窒息死亡
NO2	赤褐色带刺激性的气体	伤害心、肝、肾。与光化学反应形成臭氧和醛等
HC	刺激性的气体	破坏造血机能，造成贫血、神经衰弱，降低肺对传染病的抵抗力。与光化学反应形成臭氧和醛等
光化学烟雾	HC与NOx在阳光作用下所形成的烟雾，有刺激性	降低大气可见度，伤害眼睛、咽喉，影响植物生长
醛类	较强的刺激性臭味	伤害眼睛、上呼吸道、中枢神经
微粒	碳烟等	伤害肺组织
SO2	无色、刺激性气体	刺激鼻喉，引起咳嗽、胸闷，支气管炎等

发动机性能指标课堂练习题