一、发动机性能1.发动机性能评价的主要指标:动力性指标: 功率P、转矩T tq、转速n、平均有效压力p e经济性指标：燃油消耗率b、（润滑油消耗率）环保性指标：有害排放物（CO、HC、NO x微粒）、噪声、振动使用性指标：可靠性、耐久性、维修方便性2.循环：理想工质：①理想气体：空气②物性参数不随着压力、温度的变化而变化理想循环：①封闭系统②进排气门的关闭看作瞬时的过程③压缩、膨胀看作绝热等熵过程加热过程：方式：①等容放热过程：等容②等压③混合a图：说明定容加热的热效率最高b图：说明汽柴油机在Q1相同、最高压力相同下，汽油机热效率比柴油机热效率低，而且实际中P zmax柴>P zmax汽，所以汽油机热效率比柴油机热效率就更低了。
3. 理论循环分析的指导意义指出了改善发动机动力性、经济性的基本原则和方向a.在允许的条件下，尽可能提高压缩比εb.合理组织燃烧，提高循环加热等容度（减少预膨胀比ρ和合理选择燃烧始点）c.保证工质具有较高的绝热指数K4.自然吸气四冲程发动机pv 图废气涡轮增压四冲程发动机pv 图5.指示指标1）指示功(kJ) W i (一个实际循环工质对活塞所做的有用功,即净指示功,相当于示功图面积A1±A3)2）平均指示压力(MPa) p mi=W i/ V s3）平均指示功率(kw) P i = p mi V s in/30τ4）指示热效率ηi=W i/Q1 =3.6/ b i hμ5）指示燃料消耗率(g/(kw·h) ) b i=B/P i（单位指示功的耗油量）B—每小时耗油量（kg/h）6.有效指标：动力性指标：（1）有效功率(kJ) P e (曲轴输出功)= P i - P m（2）平均有效压力(MPa) p me=W e/ V s（3）有效功率(kw) P e= p me V s in/30τ（4）有效扭矩(N.m) P e= 2πnT tq/60*1000 = T tq n/9550（5）转速n(转/min)和活塞平均速度C m (m/s)C m = Sn/30经济性指标（6）有效热效率ηe=We/Q1 =3.6/ behμ（7）有效燃料消耗率(g/(kw·h) ) be=B/Pe发动机的强化指标（1）升功率P L(kw.L)和比质量m e (kg/kw)P L = P e/V s i= p me V s in/30V s iτ = p me n/30τm e = m/ P em—发动机的干质量，不含冷却水和润滑油的发动机质量（2）强化系数p me C mp me C m越高，发动机的热负荷和机械负荷越大，发动机的发展趋势是强化系数的提高，故p me C m的提高也标志了技术的进步。
7.机械损失：(1) 组成与份额：Pm(机械损失功）：指示功率不能完全对外输出，功在发动机内部传递过程中，不可避免有以下损失：内部运动零件的摩擦损失；驱动附属机构的损失；泵气损失a.发动机内部运动零件的摩擦损失(占P m的62~75%)活塞组件与缸壁的摩擦(45~60% ) 、曲柄连机组轴承的摩擦、(15~20% )气阀机构的摩擦(2~3% )等。
b.驱动附件的损失(占P m的10~20%)c.水泵、水箱风扇、机油泵、柴油机喷油泵、空调、转向助力泵等泵气损失(占P m的10~20%) A3+A2(2) 测量方法：a.示功图法b.倒拖法：发动机按测试工况运行到正常稳定状态(水温、油温正常) ,断油或切断点火，立即将测功机转为电动机运行，反拖发动机到同样转速，则测得的反拖功率即为机械损失功率。
显然，这种测试方法必然将泵气损失功包含在内了。
误差：（a）无燃烧，缸内压力低，活塞与缸套间隙加大；润滑油粘度加大，摩擦损失增加（b）缸内工质温度低，工质密度大，排气压力加大，泵气损失增加。
（汽油机压缩比小，所以误差小，柴油机则误差较大。
）c.灭缸法：用于多缸机设N缸发动机正常运转时，测出有效功率Pe。
然后第i缸灭火（停止供油或点火），在相同转速下测定工作的N-1个气缸的有效功率（Pe）-i, 此时认为总的Pm 不变，则灭缸后所减少的输出功率量为被灭缸的指示功率P i误差：灭缸后进排气波动效应会影响各缸进气的均匀性，从而引起额外的测试误差。
小结：1）汽油机多用倒拖法，不适合用灭缸法和油耗线法（不成直线）2）小型柴油机适合灭缸法、反拖法，自然吸气柴油机多在生产、调试中使用油耗线法，作为产品质量监控的手段。
3）废气涡轮增压柴油机无法使用倒拖法和灭缸法，因为这两种方法都破坏了增压系统的正常工作。
低增压可以用油耗线法。
高增压机型，除示功图法外，尚无更好的方法。
（3）影响因素：a.转速 b.负荷c.润滑条件及冷却水温度：机油选用原则：①在保证发动机正常工作时有可靠润滑条件的前提下，尽量选用粘度系数小的润滑油，以减少摩擦损失，改善起动性能。
③强化系数高，轴承负荷大时，用粘度较大的润滑油；④转速高，配合间隙小时，用粘度较小的润滑油。
冷却水温度影响燃烧过程和传热损失，也与润滑油的用油温度有关，也就关系到摩擦损失的大小，提高水温，对性能有益，但受水的沸点的限制，水温在80~95℃正常机油温度在85~110 ℃，高品质油可允许在更高温度下工作二、发动机的换气过程换气过程的目的:•最大限度地吸入新鲜充量•最小的换气损失•各缸进气的均匀性•在缸内形成合理的流场，以控制混合气的形成和燃烧1.四行程发动机的换气过程1）换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期，约占曲轴转角410～480°。
换气系统：进气系统+燃烧室+排气系统；α —进气提前角0〜40ºβ —进气迟闭角20〜60ºγ —排气提前角30〜80ºδ—排气迟闭角10〜35º自然吸气式发动机的配气定时（2）换气过程分期①排气过程（占240 〜260º曲轴转角）：a.自由排气阶段（超临界、亚临界）：1/3 下止点后10 〜30º曲轴转角结束，排出60％的废气b.强制排气阶段：2/3②进气过程：（占230 〜260º曲轴转角）进气门提前打开为了保证活塞下行时有足够大的开启面积核心问题是充气效率ηv气门重叠过程：（占0 〜80º曲轴转角）进、排气门同时开启：可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波，清除残余废气。
2.换气损失：Y——排气泵气损失X——进气泵气损失W——自由排气损失（排气门提前打开引起的膨胀功的损失）换气损失=泵气损失+膨胀损失=排气损失+进气损失3.配气相位对发动机性能的影响配气相位影响充气效率，也影响循环的热效率4.四行程发动机的充气效率ηv及影响因素：（1）充气效率是实际进入气缸的容积的新鲜工质的量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的量的比值ηv= m1/m s=V1/V s（2）影响充气效率的因素：a.进气终了压力p a p a↑ηv↑ b.进气终了温度T a T a↑ηv↓c.残余废气系数γγ↑ηv↓d.配气定时e.压缩比εε↑γ↓ηv↑f.进气状态P s↑P a↑ηv↑5.减少进气系统的阻力减少各段通路的阻力，增大流通能力，是提高ηv，改善发动机性能的主要方向。
进气系统的阻力不仅影响充气效率ηv，也影响换气损失，从而影响发动机的输出功率。
进气门1）、提高进气门的时面值∫fdt转速n提高,时面值降低,dt内通过气门的气体流量减少2）、减少进气马赫数M a某些小升程段的流速已接近“壅塞”3）、增加气门直径d s和气门数：增大气门直径可扩大气流通路截面积多气门结构可大幅度增加进气体积流量D s↑ηv↑4）、增大气门升程：在惯性力允许条件下使气门开闭得尽可能快，从而增大时面值，提高通过能力5）、减少气门处的流动损失进气道和进气管：a.管壁光滑，避免转弯、截面突变，保证有足够的流通面积，提高充气效率。
b.流动损失与燃油雾化的矛盾（化油器或单点电喷汽油机）c.流动损失与缸内涡流比的矛盾（柴油机和GDI汽油机）d.柴油机上，还要求气流通过进气道在气缸中形成涡流，改善混合气的形成和燃烧。
空气滤清器在保证滤清效果的前提下，尽可能减小阻力；使用低阻高效的滤清器，及时换芯能量损失主要表现为压力损失，压力损失分为两类：沿程压力损失和局部压力损失6.进排气管动态效应动态效应定义:由于进排气的流动过程是典型的不稳定（不定常）流动,使得进排气门处的压力和流速不断改变,从而对充气效率、排气流速及各缸进排气不均匀有影响.•压力波传播的速度就是该介质状态下的音速α ，若管道中某点在压力波传到时已具有流速v,则压力波面的传播速度为c= v±α ;•压力单波传到之处，其效果是使该处压力上升者叫密波，或压缩波；反之，为疏波，或膨胀波；•开口端出现全负反射，即反射波性质与来波相反，而幅值相同；封闭端出现全正反射，即反射波性质及幅值与来波完全相同。
单缸机进气管动效应的利用▪本循环压力波的动态效应(惯性效应)设进气门开启时间为Δt s,压力波传播周期为Δt=2L/αa)Δt > Δt s时,反射波对进气无影响b)Δt < Δt s时,反射波在进气后期到达气门口时, ηv提高管长L与转速n要合理匹配;L太长,对ηv没有影响;太短,多次返回的密波和疏波相互抵消,影响不大.上循环(波动效应)不同频比q时,气门口相邻两循环间上一循环压力波的波形.当q=1,2,…..正整数时,正巧本循环进气之初,上循环的殘余负波到达,故对ηv不利;当q=1.5,2.5……时,循环的殘余正波到达,故对ηv有利.结论：频率比q一定时，管长与转速成反比。
即：高速时所需进气管短，低速时所需进气管长。
据此原理的可变技术——可变进气管长度技术7. 二行程发动机的换气过程：①二冲程与四冲程的差别：a进排气重叠（扫气）期占70～80％，换气持续时间短，b残余废气系数大,且有大量新气流失；c有效膨胀行程小，扫气耗能大，指示热效率ηi小；d变工况时易偏离优化匹配状态,故变工况时性能差；e排放性能（HC）差。
f有扫、排气孔，润滑困难，机油消耗大g热负荷高，冷却困难，易出再活塞顶局部过热、排气口过热等现象动力性能只增大50～70％，燃油消耗率高20～30％。
②两冲程小型汽油机应用场合：常用于外置，高功率，低排量的摩托车、助力车、踏板车、卡丁车，以及一些园林用机器上，例如割草机、电锯等等。
因为设计简单、成本低、比功率高。
市面上仍然存在很少数的两冲程柴油发动机系統。
在柴油发动机的域中，通常只有很大排量的动力系统，例如大型海事用发动机或是卡车和重型工程机具动力系统，才会见到二冲程的设计，它们的共同特点是：运行时要求的转速低；并都搭配涡轮增压器以提升功率表现。