發(fā)動機基本工作原理和性能指標

1、發(fā)動機基本工作原理、性能發(fā)動機基本工作原理、性能指標和主流新技術(shù)的介紹指標和主流新技術(shù)的介紹標定部標定部 魏魏 京京四沖程發(fā)動機基本工作原理四沖程發(fā)動機基本工作原理l進氣行程進氣行程l壓縮行程壓縮行程l做功行程做功行程l排氣行程排氣行程發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語l上止點和下止點上止點和下止點上止點和下止點上止點和下止點l上止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線運上止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線運動時，當活塞向上運動到最高位置，動時，當活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的極限位置。極限位置。l下止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線運下止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線

2、運動時，當活塞向下運動到最低位置，動時，當活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置極限位置 。 l活塞行程活塞行程：上、下止點之間的距離。l氣缸工作容積：氣缸工作容積：活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積。l發(fā)動機排量：發(fā)動機排量：多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和。l壓縮比：壓縮比：是發(fā)動機中一個非常重要的概念，表示了氣體的壓縮程度。它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值。通常汽油機的壓縮比為611，柴油機的壓縮比較高，一般為1622 。 發(fā)動機的主要性能指標發(fā)動機的主要性能指標l動力性能指標動力性能指標 l經(jīng)濟性能指標經(jīng)濟性能

3、指標 l排放性能排放性能 動力性能指標l有效扭矩：有效扭矩：發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為Nm。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈扭矩。 l有效功率：有效功率：曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定。l轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù) 。 經(jīng)濟性能指標經(jīng)濟性能指標l燃油消耗率：燃油消耗率：指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW

4、h 排放性能排放性能l排放性能指標包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。l空燃比：進入氣缸的可燃混合物中空氣質(zhì)量和燃料質(zhì)量的比值。汽油理論完全燃燒的空燃比為14.7，其他燃料因化學(xué)成分差異而不同。lLambda值：即過量空氣系數(shù)。如果進入氣缸混合氣的空燃比為理論完全燃燒的空燃比，則此時過量空氣系數(shù)為1，即Lambda =1。如果空燃比大于理論空燃比，則Lambda 1，反之，則Lambda 1。通過空燃比可以計算得到Lambda值。發(fā)動機的特性發(fā)動機的特性l性能指標隨發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的速度特性。速度特性。l性能指標隨負荷（汽油機為節(jié)氣門）變化的關(guān)系稱為發(fā)

5、動機的負負荷特性荷特性。 外特性和部分特性外特性和部分特性l節(jié)氣門全開時的速度特性叫發(fā)動發(fā)動機的外特性機的外特性；節(jié)氣門不全開的任意位置所得到的速度特性都稱為部分特性部分特性。l發(fā)動機的外特性代表了發(fā)動機所具有的最高動力性能。 汽油機的外特性汽油機的外特性點火提前角點火提前角l點火提前角：點火提前角：火花塞點火時，曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點時曲軸曲拐位置之間的夾角。為什么要點火提前為什么要點火提前l(fā)點火時刻對發(fā)動機性能影響很大，從火花塞點火到氣缸內(nèi)大部分混合氣燃燒，并產(chǎn)生很高的爆發(fā)力需要一定的時間，雖然這段時間很短，但由于曲軸轉(zhuǎn)速很高，在這段時間內(nèi)，曲軸轉(zhuǎn)過的角度還是很大的。若在壓縮上止

6、點點火，則混合氣一面燃燒，活塞一面下移而使氣缸容積增大，這將導(dǎo)致燃燒壓力低，發(fā)動機功率也隨之減小。 因此要在壓縮接近上止點點火，即點火提前。VVT技術(shù)lVariable Valve Timing，可變氣門正時技術(shù)。通過改變氣門開起和關(guān)閉的時刻，優(yōu)化進排氣，來達到提升性能的作用?？梢暂^明顯地提升低速和高速下的扭矩，使得動力性更強，油耗更低。新的CVVT即連續(xù)可調(diào)氣門正時系統(tǒng)，可以進一步優(yōu)化性能。l可變氣門升程技術(shù)：通過改變氣門開啟的升程，優(yōu)化進排氣來改善高、低速的性能。和VVT的作用相似，故較高級的VVT技術(shù)中常包含這種技術(shù)，如果寶時捷的verocam技術(shù)。常見的本田的VTEC技術(shù)也是兩者的結(jié)合

7、。增壓技術(shù)l增壓技術(shù)主要有渦輪增壓和機械增壓兩種。即Turbocharging和Supercharging。l渦輪增壓是通過兩個軸向連接的渦輪來完成強制進氣的。即排氣推動排氣渦輪飛速旋轉(zhuǎn)，其又通過連接軸來驅(qū)動進氣渦輪，進氣渦輪把進氣進行壓縮，提高進氣的密度和壓力，使得氣缸在排量不變的條件下容納更多質(zhì)量的空氣，燃燒后做更多的功，即得到更大的扭矩和功率。進排氣渦輪進排氣渦輪大眾的雙增壓技術(shù)（大眾的雙增壓技術(shù)（Supercharger + Turbo ）其它新技術(shù)l可變進氣歧管長度技術(shù)l分層燃燒技術(shù)l燃油直噴技術(shù)技術(shù)集大成者：大眾的TSI技術(shù)。包含機械渦輪雙增壓、燃油直噴、分層燃燒等多項新技術(shù)。1.4升排量的TSI發(fā)動機，其動力性能可以超過一般自然進氣2.0升發(fā)動機，并且擁有很