发动机机械损失机械损失的测量方法

发动机机械损失的原因极为复杂，以致无法用分析的办法来求出准确的数值，即使用某些经验公式可用来计算，也是极为近似而不可靠。为了获得较为可信的结果，只有通过实际发动机的试验来测定。常用的测试方法有示功图法、倒拖法、灭缸法和油耗线法等。

机械摩擦损失

机械摩擦损失是指发动机运动部件的机械摩擦、搅油及空气动力损失。

1）活塞组件摩擦损失

活塞组件摩擦损失占摩擦损失中的最大份额，主要由活塞环面、活塞裙面以及活塞销三部分的摩擦损失组成。

2）轴承摩擦损失

主要包括曲轴主轴承、凸轮轴轴承、连杆轴承及前后主轴承密封装置的摩擦损失。

3）气阀机构摩擦损失

气阀机构摩擦损失包括凸轮与挺柱、摇臂与气门杆端、气门杆与气门套管、摇臂轴承等部件的摩擦损失。

4）其它损失

其它如齿轮、链轮、皮带轮等的传动损失，连杆大头的搅油损失，以及曲轴箱内空气压缩、通风和各运动件的空气动力损失等，所占比例均较小。

辅助机械（附件）驱动功率消耗

指发动机运转时必不可少的辅助机构，如水泵、机油泵、高压油泵、调速器、点火装置等所需的驱动功率消耗。

泵气损失

泵气损失是在进、排气两个冲程中，由于工质流动时节流和摩擦等因素造成的能量损失。

机械损失各部分所占份额

1、在各种情况下，运动件摩擦损失占有最大份额，所占比例范围为50%-80%。

2、附件消耗所占比例一般不超过10%。

3、泵气损失所占比例变化很大，在5%-40%之间变动。

运用各种示功器录取汽缸的示功图，从中算出Pi值，从测功器和转速计读数中测出发动机的有效功率，从而可以算出Pe、Pm、Pmm及ηm值。这种直接测定方法是在真实的试验工况下进行的，从理论上讲也完全符合机械损失的定义，但试验结果的正确程度往往决定于示功图测录的正确程度。由于上止点处缸内压力的变化非常乎缓，因而在P-V图或P-∅图上活塞上止点位置不易正确地确定。而上止点位置的少许误差，会引起wi测算值的较大误差。此外，在多缸发动机中，各个汽缸存在着一定的不均匀性，而在试验中往往只测量一个汽缸的示功图用以代表其他汽缸，这也会引起-定的误差，因此，示功图法一般用于当上止点位置能得到精确校正时才能取得较满意的结果。

在电力测功器的试验台上，保持发动机在给定工况稳定运转，当冷却水和机油温度到达正常数值时，立即切断对发动机的供油(柴油机)或停止点火(汽油机)，同时将电力测功器转换为电动机，倒拖发动机到同样转速，并且维持冷却水和机油温度不变，这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。

倒拖法测定机械损失功率设定的工况与发动机实际运行情况相比，首先，汽缸内无可燃混合气燃烧，所以作用在活塞上的气体压力在膨胀行程中大幅度下降，使活塞、连杆曲轴的摩擦损失有所减少；其次，按这种方法求出的摩擦功率中含有不应该有的泵气损失功率这一项，且由于排气过程中温度低、密度大，使其比实际工况还要大；再次，倒拖在膨胀、压缩行程中，由于充量向汽缸壁的传热损失，以致于p—V图上膨胀线和压缩线不重合而处于它的下方，即出现了图1所示的负功。实际上，在测量该工况的有效功率时，这部分传热损失已被考虑在内。

灭缸法仅用于多缸发动机。当内燃机调整到给定工况稳定工作后，县测出其有效功率Pe,之后在喷油泵齿条位置或节气门不变的情况下，停止向某一气缸供油或点火，并用减少制动力矩的办法迅速将转速恢复到原来的数值，并重新测定其有效功率Pe`。这样，如果灭缸后其他各缸的工作情况和发动机机械损失没有变化，则被熄灭的气缸原来所发出的指示功率（Pi）<sub>x</sub>为（Pi）<sub>x</sub>=（Pe-Pe`）_x ,依次各缸灭火，最后可以从各缸指示功率的总和中求得整台发动机的指示功率Pi为Pi=∑（Pe-Pe`）_x,然后求出Pm和ηm。

油耗线法又叫负荷特性法。测定方法如下：在规定转速下作负荷特性试验，绘制发动机的燃油消耗量G t与有效功率N e的关系曲线 (Gt = f ( N e) ] 。近似直线部分延长与横坐标相交，则交点的横坐标即为规定转速下发动机机械损失功率。这种方法的前提是：假设转速不变时，发动机的机械损失功率和指示热效率都不随负荷的增减而变化。但是发动机在实际工作中，当转速不变而负荷变化时，气缸内压力和温度都发生变化，机械损失功率也相应变化，随着负荷增大，气缸内压力和温度升高，机械损失功率增大。

另外负荷变化时，混合气成分改变，燃烧过程及燃烧完全程度也相应变化，指示热效率也不会保持恒定。因此通过油耗线法求得的只是某一转转速下发动机机械损失功率的近似值，无法求得某一转速不同负荷下发动机机械损失功率的实际值。 2100433B