發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能

1、第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述為什么多數(shù)人愿開跑車？為什么改裝車事故頻頻？第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述1. 同樣一輛汽車，在有水洼的路面行駛時(shí)，有時(shí)無同樣一輛汽車，在有水洼的路面行駛時(shí)，有時(shí)無法爬出水洼，為什么？法爬出水洼，為什么？2. 農(nóng)村拖拉機(jī)在上坡時(shí)，為什么有時(shí)需要幾個(gè)人站農(nóng)村拖拉機(jī)在上坡時(shí)，為什么有時(shí)需要幾個(gè)人站在車頭上在車頭上?3. 同一輛大貨車，為什么超載容易發(fā)生安全事故？同一輛大貨車，為什么超載容易發(fā)生安全事故？4. 轎車以最高速行駛時(shí)，一定省油嗎？轎車以最高速行駛時(shí)，一定省油嗎？5. 汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車速需要變化嗎？檔位呢汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車速需要變化嗎？檔位呢.第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述本次課主

2、要內(nèi)容本次課主要內(nèi)容n課程簡(jiǎn)介n課程學(xué)習(xí)、考核方法n發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程n發(fā)動(dòng)機(jī)特性第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述學(xué)習(xí)汽車的動(dòng)力特性、經(jīng)濟(jì)特性、制動(dòng)特性、轉(zhuǎn)向性能，揭示這些性能的影響因素、測(cè)試評(píng)價(jià)方法以及與安全之間的關(guān)系。一、課程任務(wù)一、課程任務(wù)1、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能二、課程的主要內(nèi)容二、課程的主要內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程發(fā)動(dòng)機(jī)特性M第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述3、燃油經(jīng)濟(jì)性等速百公里燃油消耗量曲線循環(huán)行駛試驗(yàn)工況4、制動(dòng)性制動(dòng)效能制動(dòng)效能恒定性制動(dòng)時(shí)汽車方向穩(wěn)定性2、動(dòng)力性最高車速 uamax加速能力最大爬坡度imax汽車設(shè)計(jì)追求汽車設(shè)計(jì)追求的是最高性價(jià)比的是最高性價(jià)比第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述6、平順性座椅

3、、人體加權(quán)加速度均方根值撞擊懸架限位塊概率行駛安全性7、通過性支承通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車通過性幾何參數(shù)5、操縱穩(wěn)定性橫擺角速度頻率響應(yīng)特性極限行駛性能M第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述三、研究方法三、研究方法四、學(xué)習(xí)方法四、學(xué)習(xí)方法理論研究試驗(yàn)研究講授試驗(yàn)抓住重點(diǎn)，善于總結(jié)，勤思好問五、考試方法五、考試方法閉卷考試第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述相關(guān)書籍推薦? 余志生余志生 汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚揗 北京：清華大學(xué)出版社，北京：清華大學(xué)出版社，2010? 董敬董敬. 汽車拖拉機(jī)汽車拖拉機(jī)M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998? 高延齡高延齡. 汽車運(yùn)用工程汽車運(yùn)用工程M 北京：人民交通出版社，北京

4、：人民交通出版社， 1990? M. 米奇克米奇克. 汽車動(dòng)力學(xué)汽車動(dòng)力學(xué)M. 陳蔭三，譯陳蔭三，譯.北京：人民交北京：人民交通出版社，通出版社， 1992? 司利增司利增. 汽車防滑控制系統(tǒng)汽車防滑控制系統(tǒng)ABS與與ASR M.北京：北京：人民交通出版社，人民交通出版社， 1996 第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車行駛的動(dòng)力源，對(duì)汽車的運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用，因而對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性有著直接的影響。本章就發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程和發(fā)動(dòng)機(jī)特性作簡(jiǎn)單介紹,為后續(xù)汽車運(yùn)行性能的學(xué)習(xí)做好鋪墊。第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程 燃

5、料及其品質(zhì)的不同，使混合氣形成和燃燒方面存在一定的差異，故需對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的燃燒過程分別分析。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述一、汽油機(jī)的燃燒過程一、汽油機(jī)的燃燒過程（一）正常燃燒過程 展開示功圖：即縱坐標(biāo)采用氣缸內(nèi)氣體壓力p，橫坐標(biāo)為曲軸轉(zhuǎn)角 。p圖1-8 汽油機(jī)的燃燒過程 圖I-著火延遲期 II-明顯燃燒期 III-補(bǔ)燃期1-開始點(diǎn)火 2-形成火焰中心 3-最高壓力點(diǎn)p第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述I-著火延遲期：從火花塞跳火到明顯的火焰核心形成這段時(shí)間，如I所示。1點(diǎn)開始點(diǎn)火，2點(diǎn)形成火焰中心過程：汽油混合氣自燃溫度較高，需點(diǎn)燃。在1點(diǎn)時(shí)，火花塞放電打火，放電穿過的區(qū)域溫度達(dá)3000K以上，氧化

6、反應(yīng)到一定程度，便形成火焰中心，并發(fā)光。II- 明顯燃燒期，即形成火焰中心到氣缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力的時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，火焰以2060m/s的速度從中心第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述向四周傳播、燃燒的主要階段，此階段進(jìn)行的愈快，愈靠近上止點(diǎn)。汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性越好.最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后1215曲軸轉(zhuǎn)角,壓力升高率為175 250KPa/()III補(bǔ)燃期從最高壓力點(diǎn)開始到燃料基本燃燒完為止，這個(gè)階段稱補(bǔ)燃期。補(bǔ)燃的成因：未燃燒的燃油，不完全燃燒中間物，貼附缸壁的混合氣。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述（二）不正常燃燒不正常燃燒：燃燒不是由火花塞點(diǎn)燃或火焰?zhèn)鞑ニ俾适遣徽５模ū己捅砻纥c(diǎn)火。1. 爆燃成

7、因：未燃混合氣在高溫、高壓作用下，超過自燃溫度自行著火。特征：產(chǎn)生特別尖銳的敲缸聲，強(qiáng)烈爆燃會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、振動(dòng)加大，甚至排氣冒黑煙。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述2.表面點(diǎn)火不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象，均稱表面點(diǎn)火。若發(fā)生在火花塞跳火前，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，壓縮功增大，向缸壁傳熱增加。二、柴油機(jī)的燃燒過程二、柴油機(jī)的燃燒過程柴油特點(diǎn)：較難揮發(fā)，但易自燃（一）燃燒過程其燃燒過程可劃分為四個(gè)階段第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述柴油機(jī)示功圖柴油機(jī)示功圖圖圖19 柴油機(jī)的燃燒柴油機(jī)的燃燒過程過程I-著火延遲期著火延遲期II-速燃期速燃期III-緩燃期緩燃期IV-補(bǔ)燃期補(bǔ)燃

8、期第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述1.著火延遲期從燃油開始噴入燃燒室到壓力偏離壓縮線開始急劇上升這一階段稱為著火延遲期。著火延遲期長(zhǎng)，期間噴入燃燒室的燃料就越多，形成的可燃混合氣就越多。但這些燃料著火后一起燃燒，壓力升高率和最高燃燒壓力就高，運(yùn)動(dòng)件承受沖擊載荷強(qiáng)烈，影響柴油機(jī)壽命。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述2.速燃期即從壓力脫離壓縮線開始到最大壓力點(diǎn)為止，如階段II所示?；钊幱谏现裹c(diǎn)附近，氣缸容積較小，著火延遲期內(nèi)的混合氣幾乎同時(shí)燃燒，缸內(nèi)溫度、壓力急劇上升，會(huì)導(dǎo)致燃燒室壁、活塞和曲軸強(qiáng)烈振動(dòng)，產(chǎn)生燃燒噪聲?？刂扑偃计趦?nèi)壓力升高率的措施：縮短著火延遲期，減少著火延遲期內(nèi)的噴油量。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

9、性能概述3.緩燃期即最大壓力點(diǎn)開始到缸內(nèi)溫度達(dá)到最高值為止的這個(gè)時(shí)期，如圖1-9階段III所示。此階段仍有大量燃料燃燒，但由于氣缸容積不斷增加，故壓力變化不大。在該階段結(jié)束時(shí)，放熱量一般達(dá)循環(huán)放熱量的70% 80 % ，缸溫在2000K左右。4.補(bǔ)燃期即從緩燃期到燃油基本上燃燒完為止，如圖第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述19中的第IV階段。過長(zhǎng)的補(bǔ)燃期會(huì)使大量的熱傳至冷卻水，并使排氣溫度升高，零件熱負(fù)荷增加，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性下降。（二）燃燒過程存在的主要問題1.排氣冒煙黑煙：柴油在高溫缺氧情況下進(jìn)行燃燒，使燃燒中間產(chǎn)物裂化聚合成炭粒，如果空氣不足或混合不好,則炭粒不能燃燒而聚合或附于氣缸內(nèi)壁

10、或隨廢氣排入大氣形成柴油特有的第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述黑煙現(xiàn)象。藍(lán)、白煙：藍(lán)、白煙是在寒冷、剛起動(dòng)的柴油機(jī)上以及怠速或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的，此時(shí)缸內(nèi)溫度低，著火性能不好，燃油未完全燃燒，由這些未燃燒或部分氧化的燃料液滴與水蒸汽構(gòu)成的微粒，隨廢氣排出，而形成藍(lán)煙或白煙。白煙：0.6m 1mm顆粒藍(lán)煙：0.6m 以下的顆粒第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述2.工作粗暴燃燒過程的速燃期，迅速升高缸內(nèi)壓力，會(huì)使燃燒室壁、活塞、連桿和曲軸 承受強(qiáng)烈的沖擊，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)聲，給人以難受的感覺，被稱為柴油機(jī)工作粗暴。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 車用發(fā)動(dòng)機(jī)工況（功率和轉(zhuǎn)速）隨汽車行駛狀況的需要而不斷變化，其

11、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)也隨之而變。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況及運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性。其中性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系稱為調(diào)整特性；而性能指標(biāo)隨運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系稱為性能特性。一、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)速特性。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述圖圖110 6100Q型車用汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速特性型車用汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速特性1全負(fù)荷全負(fù)荷 275%負(fù)荷負(fù)荷350%負(fù)荷負(fù)荷 425%負(fù)荷負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線如圖1-10所示，由圖可見，部分特性曲線的變化趨勢(shì)與外特性基本是一致的。就外特性曲線而言：1）

12、轉(zhuǎn)矩曲線的變化趨勢(shì)為：隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)矩Te增加到最大轉(zhuǎn)矩Temax，此后逐漸下降，且下降程度逐漸加快。2）功率曲線的變化趨勢(shì)為：隨轉(zhuǎn)速的升高，開始階段功率Pe增加很快；達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速再增加，功率增長(zhǎng)減慢；當(dāng)達(dá)到最大功率后，功率又隨轉(zhuǎn)速的增加而下降。 第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述3）有效耗油率曲線的變化趨勢(shì)為：一條凹形曲線，只有在某一經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)有效耗油率be最小。由于高轉(zhuǎn)速對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不利，因此一般發(fā)動(dòng)機(jī)限制其轉(zhuǎn)速為nB，并稱之為限制轉(zhuǎn)速或標(biāo)定轉(zhuǎn)速。與nB相應(yīng)的節(jié)流閥全開時(shí)的功率稱為標(biāo)定功率PB。我國(guó)汽車標(biāo)定功率為15min功率，這一功率為發(fā)動(dòng)機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min的最大有效功率。

13、 第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述二、發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性負(fù)荷特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，有效功率Pe、有效轉(zhuǎn)矩Te和平均有效壓力pe互為正比，皆可表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。負(fù)荷還可用負(fù)荷率表示，負(fù)荷率是指發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下實(shí)際輸出的功率與節(jié)流閥全開時(shí)的最大功率之比的百分?jǐn)?shù)。由于在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度的趨勢(shì)一致，故也可根據(jù)需要用節(jié)氣門開度表示負(fù)荷。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述圖圖111 613SQ柴油機(jī)柴油機(jī)的負(fù)荷特性的負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述由圖111，可以看出，有效油耗率的變化趨勢(shì)為：當(dāng)節(jié)氣門開度

14、（或測(cè)量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所決定的循環(huán)供油量）由怠速狀態(tài)逐漸增大時(shí)，油耗率迅速下降。對(duì)汽油機(jī)而言，節(jié)氣門開度增至全開度的8090%左右以后，為保證最大功率，使混合氣濃度增至0.8 0.9，由于此時(shí)出現(xiàn)了燃燒不完全，致使油耗率又重新上升；由負(fù)荷特性曲線的變化趨勢(shì)可知，負(fù)荷率為8090% 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率是最低的。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述三、發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性為了能在一張圖上較全面地展示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，常應(yīng)用多參數(shù)的所謂萬有特性曲線。應(yīng)用最廣的萬有特性曲線是以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以轉(zhuǎn)矩為縱坐標(biāo)，在圖上畫出等油耗曲線和等功率曲線，如圖1-12所示便是某一汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性圖。第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述圖圖1-12 CA6102汽油機(jī)汽油機(jī)萬有特性萬有特性發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性圖發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性圖第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能概述圖圖113 萬有特性圖等油耗率曲線萬有特性圖等油耗