升功率，是指每升氣缸工作容積所能發(fā)出的功率。內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。內(nèi)燃機(jī)的輸出功率除以它的氣缸工作總?cè)莘e即為它的升功率。升功率愈高，內(nèi)燃機(jī)的單位功率重量愈輕。用提高轉(zhuǎn)速、增壓和改善燃燒以降低空（氣）-燃（料）比的方法都可提高升功率。
升功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、安裝便利的特點(diǎn)，其制造成本也相對(duì)較低；若要提升發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率，必須同步增強(qiáng)轉(zhuǎn)速以及在額定工況下的平均有效壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與單缸排量緊密相關(guān)，具體來(lái)說(shuō)，單缸排量越小，行程缸徑比也就越小，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)速，從而增大升功率。
基本介紹
升功率體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)高低主要是看動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)。但這只是泛指而言。具體到發(fā)動(dòng)機(jī)的比較，由于用途、設(shè)計(jì)、材料及制造工藝的差別，往往造成顯著差別。
有一些排量大的發(fā)動(dòng)機(jī)功率不一定比排量小的發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，例如以排量比較，甲車(chē)是2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率是97千瓦，乙車(chē)是2.2升發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率卻只有79千瓦。同樣，有些車(chē)排量相同，同是2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)但輸出功率卻不一樣。因此，就產(chǎn)生了一個(gè)衡量指標(biāo)，稱為升功率。
發(fā)動(dòng)機(jī)以曲軸輸出功率為基礎(chǔ)的指標(biāo)稱有效指標(biāo)，這種指標(biāo)表示整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的高低。有效指標(biāo)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(xiàng)指標(biāo)就能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)劣，其實(shí)不然。不是功率和扭矩越大的發(fā)動(dòng)機(jī)就越好，真正能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的指標(biāo)是每升氣缸工作容積所發(fā)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(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的功率。升功率的表達(dá)式為：
式中，Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率(kW)；i為氣缸數(shù)；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(zhuǎn)速(r/min)。
范圍
內(nèi)燃機(jī)的P和P值一般在下列范圍內(nèi)，如表1所示：
表1 內(nèi)燃機(jī)的P和P值范圍
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(fā)出的功率越大。那么，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，升功率越大發(fā)動(dòng)機(jī)的重量利用率就越高，相對(duì)而言發(fā)動(dòng)機(jī)就越小，材料也就越省。升功率的高低反映出發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量。因?yàn)樯β蚀笮≈饕獩Q定于氣缸平均有效壓力和轉(zhuǎn)速的乘積。提高升功率就要從提高氣缸壓力和轉(zhuǎn)速入手，因此提高升功率的具體措施也就有：
提高充氣量
這是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)增加熱量的首要條件，因?yàn)槿剂先紵枰諝?，燃料與空氣比較，后者更難以充入氣缸，所以就要改善換氣條件，減少進(jìn)氣阻力增大氣門(mén)通道截面積，有些發(fā)動(dòng)機(jī)就采用4氣門(mén)形式。當(dāng)多氣門(mén)結(jié)構(gòu)布置困難時(shí)，首先要滿足進(jìn)氣門(mén)的需要，不管氣門(mén)布置形式怎么樣，都是進(jìn)氣門(mén)數(shù)量等于或者大于排氣門(mén)數(shù)量。
提高轉(zhuǎn)速
提高轉(zhuǎn)速以增加單位時(shí)間內(nèi)的充氣量，轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，每分鐘轉(zhuǎn)速在5千轉(zhuǎn)以上。
改善混合氣質(zhì)量和燃燒過(guò)程
采用電控燃油噴射系統(tǒng)，在所有工況下混合氣的質(zhì)量盡可能達(dá)到最佳，空氣與燃油的混合地點(diǎn)從節(jié)氣門(mén)處移至噴油嘴處，燃油直接與吸入的空氣混合，從本質(zhì)上改善了混合氣的均勻性。
提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率
提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率增加有效功的輸出，減少機(jī)械損失主要是減少零件之間的摩擦，涉及到零件加工的精度、表面加工質(zhì)量、潤(rùn)滑質(zhì)量、溫度控制及減少附件等。
這里指出的是，多氣門(mén)與2氣門(mén)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)上最大差異，就是多氣門(mén)的配氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加氣門(mén)、導(dǎo)管、凸輪軸搖臂等，有些還要專門(mén)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(huì)增加機(jī)械損失。因此，一些講究實(shí)際的廠家仍然在中小型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用2氣門(mén)設(shè)計(jì)。以上四點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián)的，例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高引起的每次循環(huán)充氣量減少問(wèn)題也越突出，這就要采用增大氣門(mén)通道截面積的措施，加大進(jìn)氣門(mén)頭直徑或者采用多進(jìn)氣門(mén)形式。但采用多氣門(mén)形式又會(huì)涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率的問(wèn)題。世界上的事物總是矛盾并存的，廠家工程師怎樣調(diào)整平衡點(diǎn)，盡量完善地處理各種矛盾，就體現(xiàn)于各種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn)上了。
意義
升功率從發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的角度對(duì)氣缸工作容積的利用率作出了總評(píng)價(jià)，從轉(zhuǎn)速和平均有效壓力（BMEP）兩方面反映了發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度，是評(píng)價(jià)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力性能和強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)之一。
參考資料 >