升功率是從發動機有效功率的角度對氣缸工作容積的利用率作出的總評價。升功率的值越大，發動機的強化程度越高，發出一定有效功率的發動機尺寸越小。因此，不斷提高Pme（平均有效壓力）和n（轉速）的水平以獲得更強化、更輕巧和緊湊的發動機，一直是內燃機工作者致力以求的奮鬥目標，因此升功率是評定一台發動機整機動力性能和強化程度的重要指標之一。
基本介紹
- 中文名：升功率
- 外文名：power per liter
- 領域：汽車
基本介紹,定義,範圍,提高措施,意義,
基本介紹
發動機的升功率體現在以下方面,即動力性和經濟性。也就是說發動機要具有較好的功率、良好的加速性和較低的燃料消耗量。影響發動機功率和燃料消耗量的因素有很多，其中影響最大的因素有排量、壓縮比、配氣機構。但這只是泛指而言。具體到發動機的比較，由於用途、設計、材料及製造工藝的差別，往往造成顯著差別。
一些排量大的發動機 功率不一定比排量小的發動機功率大，例如以排量比較，甲車是2.0升發動機最大功率是97千瓦，乙車是2.2升發動機最大功率卻只有79千瓦。同樣，有些車排量相同，同是2.0升發動機但輸出功率卻不一樣。因此，就產生了一個衡量指標，即稱為升功率。
發動機以曲軸輸出功率為基礎的指標稱有效指標，這種指標表示整個發動機性能的高低。有效指標包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以為，功率和扭矩這兩項指標就能夠反映發動機的優劣，其實不然。不是功率和扭矩越大的發動機就越好，真正能夠反映發動機動力的指標是每升氣缸工作容積所發出的功率，即升功率。
定義
升功率(kW/L)的定義是在額定工況下，發動機每升氣缸工作容積所發出的功率。升功率的表達式為：
式中，Pe為發動機的額定功率(kW)；i為氣缸數；Vs為氣缸工作容積（L）。此外，PL=Pme·n/30t。式中，Pme為額定工況下的平均有效壓力(MPa)；n為額定轉速(r/min)。
範圍
內燃機的Pme和PL值一般在下列範圍內，如表1所示：
表1 內燃機的Pme和PL值範圍
內燃機 | Pme/MPa | PL/kW·L |
農用柴油機 | 0.5-0.7 | 8-15 |
汽車用柴油機 | 0.7-2 | 20-60 |
強化高速柴油機 | 1-2.9 | 20-70 |
四衝程機車用汽油機 | 0.78-1.2 | 50-70 |
四衝程小客車用汽油機 | 0.65-1.25 | 40-90 |
二衝程小型汽油機 | 0.4-0.65 | 20-75 |
提高措施
升功率表示了單位氣缸工作容積的利用率，升功率越大表示單位氣缸工作容積所發出的功率越大。那么，當發動機功率一定時，升功率越大發動機的重量利用率就越高，相對而言發動機就越小，材料也就越省。 升功率的高低反映出發動機設計與製造的質量。因為升功率大小主要決定於氣缸平均有效壓力和轉速的乘積。提高升功率就要從提高氣缸壓力和轉速入手，因此提高升功率的具體措施也就有：
提高充氣量
這是四衝程發動機增加熱量的首要條件，因為燃料燃燒需要空氣，燃料與空氣比較，後者更難以充入氣缸，所以就要改善換氣條件，減少進氣阻力增大氣門通道截面積，有些發動機就採用4氣門形式。當多氣門結構布置困難時，首先要滿足進氣門的需要，不管氣門布置形式怎么樣，都是進氣門數量等於或者大於排氣門數量。
提高轉速
提高轉速以增加單位時間內的充氣量，轎車的發動機一般都是高轉速發動機，每分鐘轉速在5千轉以上。
改善混合氣質量和燃燒過程
採用電控燃油噴射系統，在所有工況下混合氣的質量儘可能達到最佳，空氣與燃油的混合地點從節氣門處移至噴油嘴處，燃油直接與吸入的空氣混合，從本質上改善了混合氣的均勻性。
提高發動機機械效率
這裡指出的是，多氣門與2氣門設計的結構上最大差異，就是多氣門的配氣結構複雜，增加氣門、導管、凸輪軸搖臂等，有些還要專門增加一支凸輪軸，即雙頂置凸輪軸（DOHC），這些增加的裝置必然會增加機械損失。因此，一些講究實際的廠家仍然在中小型汽車發動機上採用2氣門設計。以上四點是相互關聯的，例如發動機轉速越高引起的每次循環充氣量減少問題也越突出，這就要採用增大氣門通道截面積的措施，加大進氣門頭直徑或者採用多進氣門形式。但採用多氣門形式又會涉及到發動機機械效率的問題。世界上的事物總是矛盾並存的，廠家工程師怎樣調整平衡點，儘量完善地處理各種矛盾，就體現於各種發動機的性能表現上了。
