2 )提高转速使进排气阻力增加，使充气系数下降。柴泊机还受到过后燃烧的限制，涡流 室和预燃室柴油机中燃烧速率较高，故可能采用较高的转速。光油机是一种扰流燃烧。转速 越庙，扰流速度也越高，火焰传播度猫大，故汽油机转速的提高受过后燃烧的限制较小，加 上光油机由于防止瀑振的原因，气缸直径一般作得比柴油机小，故汽油机的转速一般可以作 得比柴油机高。 内燃机中的惯性力、摩擦磨损等不仅与转速有关，同时与活塞行程相联系，即与话塞肉 平均速度有关。因此内然机的高速性往往按照活塞平均速度分为三类： 高速内燃机一一活塞平均速度为9一14米/秒： 中速内燃机 活塞平均速度为6一9米/秒， 低速内燃机一活寒平均速度为4一6米/秒。 随着内燃机的发展和机型、用途的不同，低、中、高速并无严格的分界。例如有时又用 内燃机的标定转速划分：1000转/分以上称为高速机：300一1000转/分称为中速机，300转/ 分以下称为低速机。 发电机组内燃机的转速受到电网频率和磁极对数的限制，其关系式如下： n=60p(转/分) 式中f一电网颜常，我国为50赫： P一发电机磁极对数 内燃机的标定转速由配套动力装置而定，主要由调速器来控制。在许多汽油机中，由于 其自身特性的稳定性，只需通过发动机功率与外找功率的平衡，就可以使发动机在某一变动 很小的转速下运转。 各种用途的内燃机其转速范围大致如下： 途 柴油机（转/分） 汽油机（转/分） 汽车与拖拉机 1500-4000 2500~60G0 工程机械 1500~2800 2000~3600 干线机车 900×1500 度托车、度托艇 和小型农用动力 300G~6000 中型以上农用动力 1200~-3000 1500-4000 超舶高速 1000~2000 1500~2500 (中速 300850 3.最大扭矩和最大扭矩时的转速 内燃机的标定功率和标定转速确定以后其标定工况下的扭矩就由以下公式完全确定了。 M,=×300×95433.831（件级米） 式中N一标定功率（千瓦）， 一标定转速（转/分）： M.一标定扭矩（牛顿·米）。 汽车拖拉机、工程机械和农用动力用内燃机等除对功率和转速有要求外，还要求具有一
3 定的扭矩储备。表征扭矩储备的参数为扭矩储备系数“，又称为扭矩适应性系数。 Ha= 式中 Mm一内燃机的最大扭矩（牛顿·米）！ M 一内燃机标定工况下的扭矩（牛顿·来）。 标定工况时转速和最大扭矩时转速之比称为转速透应性系数 式中 ”。一标定转速《转/分)： 一最大扭矩时转速（转/分） 扭矩储备系数“。与转速适应性系数“的乘积称为内燃机的总适应性系数或内燃机的总 弹性系数H u=共· 各种动力装置对以上各系数的要求见表1-1。 表1】春种动力装置对内燃机适应挫系数的要求 油 机 动力装留 。 ,1-1,25 152 1.652.311.05~1.2 工程礼城 2.21.16 1,6-2 1,9-2.911.15w1.41.62 1.5~2.8 指拉机 1.21.3 1.63 1.92.8 1151,25 1,62 1,852.5 (二)经济性指标 内松机的经济性指标主要指燃油消耗率指标。即每干瓦小时的燃料消耗重最。对于固定 工况使用的内燃机是指标定功率时的燃油游耗率。对变工况使用的内燃机，则一般是指外糝 性出线上的最低油耗率。如说某内燃机的最低油耗托率，则是指万有特性上最低油耗率而言。 当然，万有特性上低油耗区越宠广，则变工况使用的内燃机的使用经济性也越好。 降低油耗率的途径有二：一为提高内燃机的指示效率，如改善燃烧，减少散热损失等。 另一为提高机城效革，如诚少机损失等 各种动力装置用内燃机的燃油消耗率范围大致如表1-2所示。 表12各种用途的内燃机的燃油消耗率指标 动力装登 汽抽机 有车拖拉机 一0宽汗：时研装装黎 300~350克/千.时 中小劝常农滑内燃机 230-270 270-400 工机校 20 270~350 内燃机车 率魔：四 触用中速紫油杭《发比》 200-220 (三)可靠性和耐久性指标 内燃机工作可靠性是指在规定的运转条件下，具有持续工作，不致因故障而影响正常运
转的能力。可靠性指标是用在保证期内（农用柴油机保证期为出厂日期起一年内保证使用 1500小时：汽站初为500小时)的不停车散髓数、停车妆喷数、邛换生主要零件数和上要零 件数来考核的。对于可靠性指标高的内燃机应在保证期内不发生停车故障和更换主婴或非主 要零件的故障。 以下各零件被规定为主要军件：机体（包机座、曲物箱）、底壳、曲轴、齿轮、凸 轮轴、油泵凸轮触、气缸盖、包套、活塞、连杆、连杆轴瓦、连杆螺钉、活塞销、进排气 门、气门弹簧、摇停、调速器弹簧、调速器飞块和销子、机油泵齿轮、活案环、油泵柱塞偶 件、出油阀偶件。 内燃机的耐久性指标常以寿命表示。它是指内燃机从开始使用到第一次大修前果计运转 的小时数。内燃机的大修期一般决定子缸套和曲物磨损到达极限尺寸的时间，此时内燃机不 能继线正常工作。表1-3列出了现代柴油机氩套和曲轴轴颈最大允许辔损极限。 表1-子缸客和曲袖袖颈最大允许的磨损极限 越升内径 ”状船能算 连杆狮符 名 ,30-10.100~260200一40040~300极限各损前回度发限含制第a度 允许发限容损相对慎 8D. 轴外径 饭外径 寿命指标较高的各种用途柴油机寿命一毅如下： 农用柴油机 6000<8000木8时 载重汽车用柴油机 30~60万公里(7500~15000小时) 工程机械用柴油机 6000一15000小时 机车柴油机 8000~32000小时 船用柴油机 15000c80000人时 一袋特殊州途的柴油机，例如主战坦克，其大修一律是规定的，即所温制大修，以 保证更高的可靠性。 (四)重层和外形见中货标 内燃机的重量和外形尺寸指标是评价内燃机结构紧凑性和对金属材料利用程度的一个指 标。不同用逾的内燃机对重址和外形尺寸指标的婴求是迥然不同的，例如汽车发动机婴求重 量和外形尺寸都要小，而工程机城和推拉则可稍大一些。坦克和高速舰艇发动机要求休积 要小而重鞋则可稍大一些等等。 衡碰内燃机重指标的参数是比重 B.-'N. (公斤/千瓦) 式中c 一内燃机净重（公斤）： N,一内缘机右效功率（千瓦）。 在系列内燃机中，随着气缸数的增多、转速的提高和平均有效压力的提高，内燃机的比 重量降低。 各种用途内燃机的比重量,的范图见表1-4
内燃机外形尺寸的紧凑性指标用体积功率表1-4各种用途内燃机的此重量范 N。来评价： 围公斤/千瓦) N,=(年瓦/米) 用 柴油税 式中”=内燃机长×宽×高（米）=内燃机轮 小型农用 廓体积（米3）。 汽车用 4u6 13 内燃机车、诅克和富速现艇用柴油机吸求 体积功率要尽可能的大，一般为： 上程机用 4~7 14 机车用柴油机N,=110一220千瓦/米号； 本绿机车用 率毫。 二 担克用柴油机N=260一一740千配/米3. 船用 13.519 舰艇用柴油机V,=170~380千瓦/米 有些国家用气虹每升排景所需的轮廓体积来表征内燃机的紧凑性，例如汽车发动机一般 为80 120升/升。西德的MB0M403达到了54升/升，为月前的最低值 (五)低公害指标一人类环境保护对内燃机提出的要求 由于内燃机数敏的大增，它的排放物和噪音等，直接成静人类的安全。至1976年为止 仅汽车保有定就达到了三亿二千三百万辆，估计其总千瓦数比其他各类动力的总和还要多， 这些内燃机排出的有害气体(NO,C0、HC等)连同噪音、臭昧等共同构成了人类环境的 污染源之一。例如据美国1968年按重量计的大气污染物，汽车的排污重骨占各种污染成分总 量的43%。大气中各项污染物成分中，汽车的排污占各单项的比例为：C0-59%,C-48%: N0,-32% 其中C0为无色无味的毒性气体，因为它对血液中的血红素的亲和力比氧强，并结合生 成一种很稳定的化合物，从而破坏血液的输氧能力。C0的毒性龙响，决定于浓度和时间。 经常吸入尽管是少量的C0,也将导致贫血。空气中只要有1/800体积的C0,就能在半小时 内，致人死亡，因为它能麻癖人的呼吸器宜。 HC则产生讨厌的气味，刺微人的呼吸系统，还生成有者的光化学烟雾。特别是不饱和 经，在太阳光紫外线的照射下与氧化氨起光化学反应，生成臭氧、盛、过氧酰基硝酸盐等组 成的烟雾产物，具有强氧化作用，刺微眼、鼻、喉等粘膜组织， 对植物的生长也有害。 内燃机中燃烧高温下生成的N0,主要是N0占95~96%。其余N0,占3~4%和少量 的N:0、N,0、N:0,等。常温下NO易于同氧反应生成NO。NO,也能与血红素起作用，但 其最大毒性还是与水蒸气结合，在肺部生成稀硝酸，威胁人类健康。N0,还是产生光化学烟 雾的反应成分。 此外，油料中含疏燃烧后生成的S0:和少量微粒物质都是严重的公害物。人类不能用自 己的智慧和劳动创造的文明与技术，米毁灭人类自己，因此近年来世界上各个国家对废气净 化和噪音引起了很大的重视，许多国家相继制定了噪声法规、排气法规和排烟法规。若产品 不符合法规，就不准出厂，就要罚款等。而且这些法规规定愈来愈严，要求愈来愈高。1978 年日本和美国排污法规见表1-5 日本对柴油机排气中的NO,还另有规定：直喷式柴油机不得超过850Pm,满流室和预 燃室柴油机不得超过500PPm(PPm为百万分之一)。 欧洲大陆用发动机制造者联合会(EMA)试验法规定：N0,+HC不得大于10,9~12.1克/
6 千瓦，时：C0不得大于13.6克/千瓦时， 表1-51978年日本和美国的排污法规 沿 HC CO'NO. HC CO NO. 小轿车 131168.15；0.防12-32.04 轻型卡华 8.88 8-2.324.5 31 学瓷整房额得粉过岳 轻型公汽农：23 117728 关于炭烟排量，德国规定缸径在100mm以下的内燃机排烟量不得超过波许烟度4，功 率愈大，排烟的总量愈多，要求也愈严。有的地区已规定排辆不许超过波许烟度2,5。 内燃机的噪音，来自三个方面：燃烧噪音、进排气噪音和机械噪音。燃烧噪音和排气 音是主要的。评定臻音的标准是噪音级的大小，它可以用噪音仪直接测矗出来。噪音级的单 位是分贝，简写为山或dB。声源在单位时间内所辐射出的能量，称为声功岸（瓦），在传 声的途径上，单位时间通过单位面积的能量称为声强度】（瓦/米），或简称声强。声强级 的定义就是声强【和基准声强1。(10~12瓦/米)之此，取以10为底的对数再乘以10，即 声强级(d)=0logo号 有时嗓音也以响度级表示。响度不仅取决于音的强弱，而且在一定程度上与音的频率有 关。为了有可能定量地比较不同频率的噪音的响度，需要引入响度级的概念，它的单位是方 (pho)。根据响度级的定义，100赫额率的声强的分贝值与响度级的方的数值相同，也就 是说1000赫颜率的声强级(dB)就是响度值(phon)。当率比1000赫高很多或低很多时， 等响度的声强级要比响度值高许多，这是人的耳朵的非线性感觉造成的。 例如美国规定载重量在3.5吨以上的卡车噪音不大于90dB。表1-6是几个国家对于小轿 车和小卡车从！976年至1980年的吸音法规。 表1-6各国汽车的噪音法规（单位：dB) 本 资美游黄 年份 小轿车小专车小轿车：小长率：小轿：小卡车小轿车小卡作 858 0 84 85 8刷 1977 82 3 80 85 82 香清餐能会严的 1978 83 60 84 85 势③有强化到0的造 974 81 84 85 8284 有孩化我1的 1980 81 81 75175 818282 日本于1978年还规定200马力(147千瓦)以上柴油汽车的噪音响度不得超过89方(phon) 小轿车柴油机不得超过82方。 美国环境保护局对工程机械的弹声标准见表1-7（表中数字为不得超过值）。 为了保护人类环境，内燃机设计工作者必须采取种种措施，来满足各种法想特要求。例 如在汽油机中减少挤气面积来减少排气中C的含量，柴油机则采用四角燃烧室诚小喷油