当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第三章：工作循环与能量利用 > 3.8 机械效率的影响因素 > Video
同学们好
这节课我们学习
影响发动机机械效率的因素
影响机械效率的因素有很多
原则上只要对机械损失功
和有效功有影响的因素
都会对机械效率产生影响
如发动机的运转因素
润滑条件 运动件
材料与结构因素等
对机械效率都有不同程度的影响
其中影响较大的因素
有活塞平均速度
负荷和润滑条件
首先我们看发动机转速
或者是活塞平均速度的影响
这幅图给出了负荷不变
发动机机械效率
随转速的变化规律
由图可以看出
机械效率随转速
或者是活塞平均速度的上升
而快速下降
这是因为在负荷不变
而转速上升的时候
一、各摩擦副相对速度增加
摩擦阻力加大
二、曲柄连杆活塞等
运动件的惯性力加大
活塞侧的压力
及轴承负荷上升
摩擦阻力加大
三、进排气流动损失加大
也就是泵气损失会加大
四、辅助机械的摩擦阻力也增加
那么上述各因素
都使得机械效率
随发动机转速的上升
而呈下降趋势
由此我们可以看出
单靠提高发动机转速
来强化发动机输出功率的做法
是有一定限制的
接下来我们看看负荷的影响
根据机械效率的定义式
可以看出有效功率越小
机械效率越低
怠速的时候有效功率等于0
那么发动机做的功
全部用来克服机械损失
所以它的机械效率必然也等于0
虽然负荷减小时
缸内压力会有所下降
使得活塞轴承摩擦阻力
会下降一些
但相比负荷对机械效率的影响
可以忽略不计
这幅图所示为
发动机机械效率随有效功率
也就是负荷的一个变化曲线
由图我们可以看出
在低负荷时机械效率很低
比如城市工况行驶的汽车
发动机大部分时间
是在中低负荷下运行
因此提高发动机工作时的负荷率
以及降低中低负荷的机械损失
对整车和发动机节能
具有十分重要的意义
增压发动机
与原型非增压发动机相比
虽然摩擦损失功率
因气缸压力上升
以及增压器的机械损失
而略有增加
但是由于有效功率上升的更多
所以它的机械效率
仍然比非增压的机型要高
由此我们可以推出
增压中冷使得进气温度下降
它的有效功率上升的更大
机械效率也会更高
这就是增压中冷
可以节能的主要原因之一
请同学们思考一下
如果发动机的有效输出功率
保持一致
试比较同一类型的
自然吸气发动机
与机械增压发动机
和涡轮增压发动机的
机械效率的大小
最后来看润滑条件的影响
发动机运动件的摩擦损失
占总机械损失的大部分
因此改善运动件
相对运动面上的润滑条件
可以显著提高机械效率
润滑油也就是我们俗称的机油
它的黏度是影响机械效率
最重要的润滑因素
发动机在冷启动
和低温工况下运行时
不允许润滑油的黏度过高
而在发动机已充分暖机后
又不允许润滑油的黏度过低
以免破坏机件表面的油膜
而出现干摩擦状态
同时也避免气密状态的恶化
而增大润滑油消耗量
那么保持发动机
正常的水温和油温
以及保持正常的传热条件
对保持润滑油合适的黏度
是非常重要的
正常的水温受沸点限制
一般是在80到95摄氏度为宜
正常的润滑油温度
则是在85到110摄氏度
范围内为宜
高品质的润滑油
可允许在更高温度下工作
发动机润滑油选用的原则是
在满足环保要求
并保证能在各种环境和工况
能可靠润滑的前提下
尽量选用低黏度的润滑油
以减少摩擦损失
改善启动性能
为了人们更好的选用车用润滑油
下面我们对润滑油的分类
进行简单介绍
发动机润滑油
以油品黏度和质量为依据
进行分类
也就是润滑油规格分类
涵盖黏度等级
和质量等级两个方面
也就是说描述一种润滑油
既要说明它的黏度等级
又要说明它的质量等级
我国润滑油的黏度等级
等同于美国汽车工程师协会
SAE标准 SAEJ300
润滑油的黏度等级
反映了润滑油的低温启动
和泵送动力黏度
高温运动黏度
和高温高剪切动力黏度等特性
也决定了其使用温度范围
黏度等级通常用数字
或者是数字加一个W表示
其中纯数字
比如30表示是夏季用油
而数字加W
如10W表示冬季用油
同时满足冬季用油的
低温黏度要求
和夏季用油的
高温黏度要求的机油
我们称之为多级油
它可以四季通用
比如5W-30
或者是10W-40
W前的数字越小
适用环境温度越低
W后的数字越大
适用的环境温度越高
由于多级油
具有较低的低温黏性
和良好的低温泵送性
采用多级油
一般可节省燃料3%到5%
同时还可免除季节换油
我国润滑油的质量等级
是参照美国石油协会API
和国际润滑油标准化认可委员会
ILSAC的标准制定
从1992年开始两者
汽油机润滑油之间
有一定的对应关系
如这幅图所示
汽油机润滑油可分为
SF SG SH或者是GF-1
SJ或者是GF-2
SL或者是GF-3
SM或者是GF-4
SN或者是GF-5等多个质量等级
那么这里首字母S
代表的是汽油润滑油
实际上这个S是指spark
火花点火的意思
第二个字母
越靠后表示润滑油等级越高
也就是润滑油的清洁分散性
抗氧化性 耐磨损性
和防锈性等品质越高
柴油机润滑油
可分为CC CD CE CF
CF-4 CG-4 CH-4 CI-4
CI-4+ CJ-4等多个质量等级
那么这里首字母C
代表柴油机润滑油
C事实上是compression
就是压燃
代表柴油机的润滑油
第二个字母
越靠后表示润滑油等级越高
关于影响机械效率的因素
我们就介绍到这里
同学们 再见
-0.1 总论
--Video
-0.2 车用发动机的种类
--Video
-1.1 示功图及其测取
--Video
-1.2 四冲程发动机示功图分析
--Video
-1.3 二冲程发动机示功图分析
--Video
-1.4 性能指标分类与循环指示功
--Video
-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
--Video
-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
--Video
-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
--Video
-2.1 燃料的分类
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-2.2 汽油、柴油的炼制
--Video
-2.3 汽油的理化特性
--Video
-2.4 柴油的理化特性
--Video
-2.5 燃料构成与理化特性
--Video
-2.6 汽油、柴油质量标准
--Video
-2.7 燃料与发动机工作模式
--Video
-2.8 工质主要热力参数
--Video
-2.9 燃烧热化学
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-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
--Video
-3.1 热力过程与热机循环的简化
--Video
-3.2 理论循环分类及循环热效率
--Video
-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
--Video
-3.4 工质对循环热效率的影响
--Video
-3.5 真实循环对热效率的影响
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-3.6 机械损失的构成
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-3.7 机械损失的测量方法
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-3.8 机械效率的影响因素
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-3.9 发动机的能量分配与转化效率
--Video
-3.10 发动机的节能途径与技术
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-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
--Video
-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
--Video
-4.2 配气相位对发动机性能的影响
--Video
-4.3 充量系数的解析式
--Video
-4.4 进气阻力对充量系数的影响
--Video
-4.5 其他因素对充量系数的影响
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-4.6 充量系数的速度特性
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-4.7 压力波及其传播特性
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-4.8 单缸机的进排气动态效应
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-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
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-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
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-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
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-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
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-5.1 发动机运行工况
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-5.2 发动机特性曲线分类
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-5.3 发动机速度特性
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-5.4 发动机负荷特性
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-5.5 发动机全特性
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-5.6 发动机外特性与整车动力性
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-5.7 发动机全特性与整车经济性
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-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
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-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
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-6.1 燃烧现象及其分类
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-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
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-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
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-6.4 均质混合气中的火焰传播
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-6.5 液体燃料的雾化
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-6.6 油滴的蒸发与燃烧
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-6.7 示功图与燃烧放热率
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-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
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-7.2 柴油机燃烧放热规律
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-7.3 柴油机燃油喷射系统
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-7.4 柴油机喷油过程
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-7.5 柴油机缸内气流运动
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-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
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-7.7 柴油机混合气形成方式
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-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
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-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
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-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
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-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
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-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
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-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
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-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
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-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
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-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
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-9.2.1 NO的生成机理
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-9.2.2 CO和HC的生成机理
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-9.2.3 PM和Soot的生成机理
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-9.3 有害排放物生成的影响因素
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-9.4 汽油机机内净化技术
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-9.5 柴油机机内净化技术
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-9.6 汽油机后处理技术
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-9.7 柴油机后处理技术
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-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
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-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
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-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
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-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
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-10.6 天然气发动机
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-10.7 氢燃料发动机
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-10.8 二甲醚发动机
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-10.9 甲醇发动机
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-10.10 乙醇发动机
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-10.11 生物柴油发动机
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-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
