發(fā)動機(jī)機(jī)械損失機(jī)械損失的測量方法

發(fā)動機(jī)機(jī)械損失的原因極為復(fù)雜，以致無法用分析的辦法來求出準(zhǔn)確的數(shù)值，即使用某些經(jīng)驗(yàn)公式可用來計(jì)算，也是極為近似而不可靠。為了獲得較為可信的結(jié)果，只有通過實(shí)際發(fā)動機(jī)的試驗(yàn)來測定。常用的測試方法有示功圖法、倒拖法、滅缸法和油耗線法等。

機(jī)械摩擦損失

機(jī)械摩擦損失是指發(fā)動機(jī)運(yùn)動部件的機(jī)械摩擦、攪油及空氣動力損失。

1）活塞組件摩擦損失

活塞組件摩擦損失占摩擦損失中的最大份額，主要由活塞環(huán)面、活塞裙面以及活塞銷三部分的摩擦損失組成。

2）軸承摩擦損失

主要包括曲軸主軸承、凸輪軸軸承、連桿軸承及前后主軸承密封裝置的摩擦損失。

3）氣閥機(jī)構(gòu)摩擦損失

氣閥機(jī)構(gòu)摩擦損失包括凸輪與挺柱、搖臂與氣門桿端、氣門桿與氣門套管、搖臂軸承等部件的摩擦損失。

4）其它損失

其它如齒輪、鏈輪、皮帶輪等的傳動損失，連桿大頭的攪油損失，以及曲軸箱內(nèi)空氣壓縮、通風(fēng)和各運(yùn)動件的空氣動力損失等，所占比例均較小。

輔助機(jī)械（附件）驅(qū)動功率消耗

指發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必不可少的輔助機(jī)構(gòu)，如水泵、機(jī)油泵、高壓油泵、調(diào)速器、點(diǎn)火裝置等所需的驅(qū)動功率消耗。

泵氣損失

泵氣損失是在進(jìn)、排氣兩個沖程中，由于工質(zhì)流動時(shí)節(jié)流和摩擦等因素造成的能量損失。

機(jī)械損失各部分所占份額

1、在各種情況下，運(yùn)動件摩擦損失占有最大份額，所占比例范圍為50%-80%。

2、附件消耗所占比例一般不超過10%。

3、泵氣損失所占比例變化很大，在5%-40%之間變動。

運(yùn)用各種示功器錄取汽缸的示功圖，從中算出Pi值，從測功器和轉(zhuǎn)速計(jì)讀數(shù)中測出發(fā)動機(jī)的有效功率，從而可以算出Pe、Pm、Pmm及ηm值。這種直接測定方法是在真實(shí)的試驗(yàn)工況下進(jìn)行的，從理論上講也完全符合機(jī)械損失的定義，但試驗(yàn)結(jié)果的正確程度往往決定于示功圖測錄的正確程度。由于上止點(diǎn)處缸內(nèi)壓力的變化非常乎緩，因而在P-V圖或P-?圖上活塞上止點(diǎn)位置不易正確地確定。而上止點(diǎn)位置的少許誤差，會引起wi測算值的較大誤差。此外，在多缸發(fā)動機(jī)中，各個汽缸存在著一定的不均勻性，而在試驗(yàn)中往往只測量一個汽缸的示功圖用以代表其他汽缸，這也會引起-定的誤差，因此，示功圖法一般用于當(dāng)上止點(diǎn)位置能得到精確校正時(shí)才能取得較滿意的結(jié)果。

在電力測功器的試驗(yàn)臺上，保持發(fā)動機(jī)在給定工況穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)冷卻水和機(jī)油溫度到達(dá)正常數(shù)值時(shí)，立即切斷對發(fā)動機(jī)的供油(柴油機(jī))或停止點(diǎn)火(汽油機(jī))，同時(shí)將電力測功器轉(zhuǎn)換為電動機(jī)，倒拖發(fā)動機(jī)到同樣轉(zhuǎn)速，并且維持冷卻水和機(jī)油溫度不變，這樣測得的倒拖功率即為發(fā)動機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。

倒拖法測定機(jī)械損失功率設(shè)定的工況與發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況相比，首先，汽缸內(nèi)無可燃混合氣燃燒，所以作用在活塞上的氣體壓力在膨脹行程中大幅度下降，使活塞、連桿曲軸的摩擦損失有所減少；其次，按這種方法求出的摩擦功率中含有不應(yīng)該有的泵氣損失功率這一項(xiàng)，且由于排氣過程中溫度低、密度大，使其比實(shí)際工況還要大；再次，倒拖在膨脹、壓縮行程中，由于充量向汽缸壁的傳熱損失，以致于p—V圖上膨脹線和壓縮線不重合而處于它的下方，即出現(xiàn)了圖1所示的負(fù)功。實(shí)際上，在測量該工況的有效功率時(shí)，這部分傳熱損失已被考慮在內(nèi)。

滅缸法僅用于多缸發(fā)動機(jī)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作后，縣測出其有效功率Pe,之后在噴油泵齒條位置或節(jié)氣門不變的情況下，停止向某一氣缸供油或點(diǎn)火，并用減少制動力矩的辦法迅速將轉(zhuǎn)速恢復(fù)到原來的數(shù)值，并重新測定其有效功率Pe`。這樣，如果滅缸后其他各缸的工作情況和發(fā)動機(jī)機(jī)械損失沒有變化，則被熄滅的氣缸原來所發(fā)出的指示功率（Pi）<sub>x</sub>為（Pi）<sub>x</sub>=（Pe-Pe`）_x ,依次各缸滅火，最后可以從各缸指示功率的總和中求得整臺發(fā)動機(jī)的指示功率Pi為Pi=∑（Pe-Pe`）_x,然后求出Pm和ηm。

油耗線法又叫負(fù)荷特性法。測定方法如下：在規(guī)定轉(zhuǎn)速下作負(fù)荷特性試驗(yàn)，繪制發(fā)動機(jī)的燃油消耗量G t與有效功率N e的關(guān)系曲線 (Gt = f ( N e) ] 。近似直線部分延長與橫坐標(biāo)相交，則交點(diǎn)的橫坐標(biāo)即為規(guī)定轉(zhuǎn)速下發(fā)動機(jī)機(jī)械損失功率。這種方法的前提是：假設(shè)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失功率和指示熱效率都不隨負(fù)荷的增減而變化。但是發(fā)動機(jī)在實(shí)際工作中，當(dāng)轉(zhuǎn)速不變而負(fù)荷變化時(shí)，氣缸內(nèi)壓力和溫度都發(fā)生變化，機(jī)械損失功率也相應(yīng)變化，隨著負(fù)荷增大，氣缸內(nèi)壓力和溫度升高，機(jī)械損失功率增大。

另外負(fù)荷變化時(shí)，混合氣成分改變，燃燒過程及燃燒完全程度也相應(yīng)變化，指示熱效率也不會保持恒定。因此通過油耗線法求得的只是某一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下發(fā)動機(jī)機(jī)械損失功率的近似值，無法求得某一轉(zhuǎn)速不同負(fù)荷下發(fā)動機(jī)機(jī)械損失功率的實(shí)際值。 2100433B