發(fā)動機原理與汽車?yán)碚撜渍n件匯總完整版電子教案(全)

1、發(fā)動機原理與汽車?yán)碚摫菊乱?1.能夠運用工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識分析發(fā)動機工作過程；2.能夠分析并總結(jié)與發(fā)動機性能相關(guān)的各種因素；3.能夠分析并概括總結(jié)提高發(fā)動機性能的措施；4.能夠解釋評價發(fā)動機性能的指標(biāo)及其內(nèi)在關(guān)系。第一章 發(fā)動機原理基礎(chǔ)知識第一節(jié) 氣體的熱力性質(zhì)一、基本概念1. 工質(zhì)實現(xiàn)熱能與機械能相互轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)。2.熱力系統(tǒng)作為研究對象的某一宏觀尺寸范圍內(nèi)的工質(zhì)。3. 熱力狀態(tài)工質(zhì)在某一時刻所處的宏觀狀況。4. 熱力過程工質(zhì)從某一初始狀態(tài)變化到另一狀態(tài)所經(jīng)歷的整個過程。二、基本狀態(tài)參數(shù) 發(fā)動機原理中常用的基本狀態(tài)參數(shù)：溫度()、壓力()和比體積()。1. 溫度 描述物體內(nèi)部大量分子不規(guī)

2、則運動劇烈程度。1）熱力學(xué)中所用的溫度是開氏溫度，用符號表示，單位為開爾文，單位符號為；2）工程上所用的攝氏溫度用符號表示，單位為攝氏度，單位符號為“”；3）兩者近似換算關(guān)系為：t T - 273注意： 只有開氏溫度才是狀態(tài)參數(shù)，開氏溫度不可能有負(fù)值！2. 壓力 單位面積上所受的垂直作用力稱為壓力，即壓強。1）熱力學(xué)中的壓力是指氣體分子對單位容器壁面產(chǎn)生的實際作用力，稱為絕對壓力，用符號p表示，單位：帕斯卡（Pa）2）只有絕對壓力p才是氣體的狀態(tài)參數(shù)， 以p0表示大氣壓力，則：當(dāng)p p0時，p=pg + p0， pg為用壓力表測得的表壓力；當(dāng)p 的混合氣稱為稀混合氣；at 的混合氣稱為濃混合氣

3、；at 的混合氣稱為理論混合氣。二、充氣效率與發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩：式中:K2對一定的發(fā)動機為比例常數(shù); v充氣效率; at 過量空氣系數(shù)； i 指示熱效率; m機械效率。 影響發(fā)動機重要動力性指標(biāo)(Pe和Me)的主要參數(shù)是:過量空氣系數(shù)、充氣效率、指示熱效率和機械效率。第四節(jié)改善換氣過程的措施一、減小進(jìn)氣阻力1.減小進(jìn)氣門處的阻力系數(shù)()增大氣門直徑可以擴大流通截面，減小其阻力系數(shù)()采用多氣門結(jié)構(gòu)是增大進(jìn)氣流通截面、減小進(jìn)氣阻力系數(shù)的有效措施。()適當(dāng)增加進(jìn)氣門升程，改進(jìn)配氣凸輪型線，在慣性力允許的條件下，盡可能提高氣門開閉速度均可提高氣門處的通過能力，減小其阻力系數(shù)。(

4、)進(jìn)氣流速取決于活塞運行速度，適當(dāng)減小活塞行程，可在一定轉(zhuǎn)速下使活塞運行速度降低，從而可降低進(jìn)氣流速，減小進(jìn)氣阻力。2.減小空氣濾清器的阻力系數(shù) 在使用中，應(yīng)進(jìn)行空氣濾清器的維護(hù)，及時更換濾芯。3.減小進(jìn)氣管道的阻力系數(shù) 為減小進(jìn)氣管道的阻力系數(shù)，在保證各缸充氣量分配、混合氣形成及進(jìn)氣渦流形成等要求的前提下，應(yīng)盡可能采用圓形截面，增大進(jìn)氣道尺寸，減少彎道和流通截面的變化。二、減小排氣阻力 減小排氣阻力主要是在結(jié)構(gòu)上采取措施，減小排氣系統(tǒng)各段的阻力系數(shù)，包括排氣門、排氣管道、排氣消聲器等。 注意:由于進(jìn)氣系統(tǒng)阻力對發(fā)動機性能的影響比排氣系統(tǒng)阻力大，所以當(dāng)減小進(jìn)氣阻力與減小排氣阻力的要求發(fā)生矛盾時

5、，應(yīng)適當(dāng)照顧減小進(jìn)氣阻力的要求，如進(jìn)、排氣門直徑和數(shù)量的選擇。三、降低進(jìn)氣溫度 降低進(jìn)氣溫度，可提高充氣效率，降低進(jìn)氣溫度的主要措施之一就是在結(jié)構(gòu)布置上，減少進(jìn)氣管受熱。四、合理選擇配氣相位 在配氣相位角度中，對換氣過程影響最大的是進(jìn)氣門的遲后關(guān)閉角，其次是排氣門的提前開啟角和氣門疊開角。 1.轉(zhuǎn)速一定時，進(jìn)氣門遲后 關(guān)閉角對充氣效率的影響 如圖2-5所示。2.發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不同，氣流慣性也不同，最佳的進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速變化，如圖2-6所示為發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角對充氣效率 和有效功率 的影響，分析圖中曲線可得如下重要結(jié)論:()進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角一定時，僅在某一轉(zhuǎn)速下充氣效率和有

6、效功率最高；()發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，采用較小的進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角，可獲得較高的充氣效率和有效功率。()改變進(jìn)氣門遲后關(guān)閉角度，可改變 和隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系，從而改變發(fā)動機的速度特性。第五節(jié) 發(fā)動機的進(jìn)氣控制與增壓一、發(fā)動機的進(jìn)氣控制. 汽油機的進(jìn)氣控制 通常采用動力閥式，動力閥式進(jìn)氣控制系統(tǒng)通過控制發(fā)動機進(jìn)氣道的空氣流通截面大小，來適應(yīng)發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動機的動力性。. 柴油機的進(jìn)氣控制()進(jìn)氣節(jié)流控制()進(jìn)氣渦流控制二、發(fā)動機的進(jìn)氣增壓1. 增壓的目的()降低發(fā)動機的重量、體積和制造成本；()提高發(fā)動機的熱效率，降低燃油消耗率；()降低排放污染和噪聲

7、；()補償高原功率損失；()提高整機使用經(jīng)濟(jì)性；()改善發(fā)動機的特性；2.進(jìn)氣增壓的評定指標(biāo)()增壓度 評定進(jìn)氣增壓的效果，說明增壓后發(fā)動機功率增加的程度，它是指增壓后發(fā)動機功率的提高量與增壓前的功率之比，用符號 來表示，即()增壓比 說明增壓強度的大小，它是指增壓后的氣體壓力與增壓前的氣體壓力之比，用符號 來表示，即3. 進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的類型1）按增壓比不同嗎，發(fā)動機進(jìn)氣增壓可分為低增壓、中增壓和高增壓。低增壓： 2.5,平均有效壓力 =1500kPa2）按增壓裝置結(jié)構(gòu)原理不同，發(fā)動機進(jìn)氣增壓可分為機械增壓、廢氣渦輪增壓、氣波增壓、諧波進(jìn)氣增壓和組合式渦輪增壓。 目前，車用柴油機應(yīng)用較多的是廢

8、氣渦輪增壓，汽油機應(yīng)用較多的是諧波進(jìn)氣增壓。4.進(jìn)氣增壓對發(fā)動機的影響 為適應(yīng)增壓后功率增長的要求并盡量降低增壓帶來的不利影響增壓后的柴油發(fā)動機必須采取以下措施: ()適當(dāng)調(diào)整和改進(jìn)燃料供給系統(tǒng)； ()適當(dāng)調(diào)整配氣相位； ()適當(dāng)減小壓縮比； ()對增壓空氣進(jìn)行冷卻； ()強化冷卻系統(tǒng)。5. 進(jìn)氣增壓控制 在采用廢氣渦輪增壓的發(fā)動機上，為進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動機的性能，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對增壓壓力或增壓空氣供給量進(jìn)行控制非常必要。復(fù)習(xí)思考題. 四沖程發(fā)動機的換氣過程分幾個階段？ 各階段有何特點？. 換氣過程進(jìn)行的好壞用哪些指標(biāo)來評價？. 影響換氣過程的因素有哪些？. 換氣過程對發(fā)動機有哪些影

9、響？. 改善換氣過程的措施有哪些？. 為什么要對發(fā)動機的進(jìn)氣進(jìn)行控制？. 發(fā)動機采用進(jìn)氣增壓有何意義？ 有何影響？. 發(fā)動機進(jìn)氣增壓有哪些類型？. 為什么要對進(jìn)氣增壓進(jìn)行控制？第三章 汽油機的燃料與燃燒本章要求:1.能夠簡單描述汽油的主要使用性能;2.能夠分析并說明汽油機不同工況對混合氣的要求;3.能夠分析汽油機的正常燃燒過程在不同階段的特點;4.能夠說明汽油機的不正常燃燒的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因;5.能夠說明汽油機的主要排氣污染物及其產(chǎn)生原因;6.能夠分析并說明改善汽油機燃燒過程的目的及主要措施。第一節(jié) 汽油的使用性能一、汽油的蒸發(fā)性1）10%餾出溫度主要影響汽油機的冷態(tài)起動性能；2）50%餾出溫

10、度主要影響汽油機的暖機時間和加速性能；3）90%餾出溫度主要影響燃燒的完全程度、燃燒室積炭。和對潤滑油的污染。二、汽油的燃點和熱值 通常情況下，1kg 汽油燃料完全燃燒所產(chǎn)生的熱量約為44400kg。三、汽油的抗爆性 指汽油在發(fā)動機汽缸中燃燒時，避免產(chǎn)生爆燃的能力，用辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性越好。第二節(jié) 汽油機混合氣的形成一、混合氣的概念 用過量空氣系數(shù)或空燃比來表示： 1. 過量空氣系 在發(fā)動機工作中，實際供給的空氣質(zhì)量與理論上燃料完全燃燒時所需的空氣質(zhì)量之比。2. 空燃比 混合氣中的空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量之比。1）理論混合氣：空燃比=14.7:12）稀混合氣：空燃比14.7:13）濃混合

11、氣：空燃比14.7:1二、汽油機對混合氣的要求 發(fā)動機各種工況對混合氣濃度的要求如下:()怠速工況: at =0.60.8;()小負(fù)荷工況: at =0.70.9;()中等負(fù)荷工況: at =1.051.15;()大負(fù)荷工況和全負(fù)荷工況: at =0.850.95;()冷起動工況: at =0.20.6;()暖機工況:混合氣的濃度應(yīng)隨溫度升高而減小，從起動 時的極濃減小到穩(wěn)定怠速運轉(zhuǎn)所要求的濃度為止。()加速工況：在急加速時，必須采用專門的裝置額外供油，加濃混合氣以滿足發(fā)動機急加速的要求。三、汽油機混合氣的形成. 汽油機混合氣的形成過程 電控燃油噴射式汽油機，按其燃油的噴射位置不同，又可分為單

12、點噴射、多點噴射和缸內(nèi)噴射三種類型，如圖3-1 所示。()單點噴射 在節(jié)氣門上方裝一個中央噴射裝置，由 ECU控制12 只噴油器將汽油噴入進(jìn)氣總管，形成的可燃混合氣由進(jìn)氣歧管分配到各汽缸中。()多點噴射 在每缸進(jìn)氣道上都裝有一只噴油器，由ECU控制噴油器將汽油噴入進(jìn)氣道內(nèi)，混合氣的形成過程從汽油噴入進(jìn)氣道直至隨空氣進(jìn)入汽缸被電火花點燃為止。()缸內(nèi)噴射 各缸噴油器分別安裝在汽缸蓋上，由 ECU控制噴油器將汽油直接噴入汽缸，在汽缸內(nèi)部與空氣混合形成混合氣。. 汽油機混合氣形成過程的控制 最佳的噴油正時是使各缸進(jìn)氣行程的開始時刻與噴油結(jié)束時刻同步，可根據(jù)各缸活塞到達(dá)排氣上止點(進(jìn)氣行程開始)的時刻

13、、噴油時間及發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定。. 汽油機混合氣濃度的控制 如圖3-2所示，在汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)中，噴油量控制是通過對噴油器噴油時間的控制來實現(xiàn)的。第三節(jié) 汽油機的燃燒過程一、汽油機正常燃燒過程 如圖3-3所示，為汽油機燃燒過程的展開示功圖，它以發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)，汽缸內(nèi)氣體壓力為縱坐標(biāo)()著火延遲期圖3-3 中第階段 從火花塞跳火開始到形成火焰中心為止()明顯燃燒期圖3-3 中第階段 從火焰中心形成到汽缸內(nèi)出現(xiàn)最高壓力為止。 圖 3-4為正常燃燒時火焰前鋒的瞬時位置：()補燃期圖3-3中第階段 從出現(xiàn)最高壓力開始，到燃料基本燃燒完為止。二、汽油機的不正常燃燒1.爆燃 由于自燃和正?；鹧?zhèn)?/p>

14、播同時進(jìn)行，混合氣的燃燒速率和缸內(nèi)壓力升高率急劇上升。強烈爆燃時，缸內(nèi)最高壓力和溫度劇增，壓力波動很大如圖3-5所示。防止爆燃可采取以下措施:()使用抗爆性好的燃料；()降低末端混合氣溫度和壓力；()合理設(shè)計燃燒室，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x；()提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。2.熱面點火 1） 混合氣燃燒時，不靠電火花點火而由燃燒室熾熱表面(如過熱的火花塞絕緣體和電極、排氣門、熾熱的積炭等)點燃混合氣而引起的不正常燃燒現(xiàn)象。2）早火：發(fā)生在正常點火時刻之前，發(fā)動機容易過熱 且功率和熱效率下降，導(dǎo)致氣門、火花塞和 活塞等機件損壞； 后火：發(fā)生在正常點火時刻之后，若發(fā)生在關(guān)閉點 火開關(guān)后，發(fā)動機不能正常停止運轉(zhuǎn)。3）預(yù)

15、防措施： 降低缸內(nèi)溫度、減少缸內(nèi)沉積物的產(chǎn)生注意：爆燃和熱面點火均屬汽油機的不正常燃燒現(xiàn)象，但 兩者產(chǎn)生原因是完全不同的。第四節(jié) 改善汽油機燃燒過程的措施目的:提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性一、選擇合適的壓縮比在保證不發(fā)生爆，燃的前提下，盡量提高壓縮比。二、合理設(shè)計燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊的燃燒室，可縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x、減少散熱損失。三、正確選用燃料1.汽油的蒸發(fā)性越好，易于完全燃燒，在炎熱的夏季或高 原地區(qū)使用時，容易產(chǎn)生供油系氣阻。2.汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，越不容易發(fā)生爆燃。四、保持發(fā)動機正常的工作溫度 發(fā)動機的工作溫度應(yīng)保持在8090范圍內(nèi)1.冷卻水溫度過高時，爆燃及熱面點火傾向增加。2.

16、冷卻水溫度過低時，由于傳熱溫差增大，熱量損失增多，會導(dǎo)致發(fā)動機熱效率降低，功率下降，耗油率增加。五、精確控制混合氣的形成 混合氣的過量空氣系數(shù)對燃燒速度的影響如圖3-7所示。六、精確控制點火提前角1.點火提前角對發(fā)動機性能的影響2.點火提前角的控制 采用電控點火系統(tǒng)獲得最佳的點火提前角，基本組成如圖3-9所示： ECU確定基本點火提前角時，在發(fā)動機怠速工況與非怠速工況是不同的。()怠速工況基本點火提前角的確定 ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器信號和空調(diào)開關(guān)信號確定基本點火提前角，如圖3-10所示。()非怠速工況基本點火提前角的確定 ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號和負(fù)荷信號(單位轉(zhuǎn)數(shù)的進(jìn)氣量或基本噴油量)

17、確定基本點火提前角，控制模型如圖3-11所示。()發(fā)動機起動后對點火提前角的修正方法修正系數(shù)法 實際點火提前角 基本點火提前角 提前角修正系數(shù)修正點火提前角法 實際點火提前角 初始點火提前角 基本點火提前角 修正點火提前角()起動后點火提前角的修正項目冷卻液溫度修正a.暖機修正b.過熱修正 冷卻液溫度過高時，為了避免產(chǎn)生爆燃，必須修正點火提前角，如圖3-13所示。怠速穩(wěn)定修正，如圖3-14 所示?？杖急确答佇拚c火提前角根據(jù)噴油量的變化進(jìn)行修正，如圖3-15 所示。3.爆燃的控制 ECU控制發(fā)動機處于爆燃的邊緣工作，既能防止爆燃發(fā)生，又能有效地提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟(jì)性，控制過程如圖3-16 所

18、示。注意：爆燃控制實質(zhì)就是對點火提前角的反饋控制，該過 程中點火提前角的變化如圖3-17所示。第五節(jié) 汽油機的排氣污染一、汽油機的排氣污染物 污染物包括 CO、HC、NOX、SO2、CO2和炭煙,其中CO、HC 和 NOX是最主要的污染物。. 一氧化碳(CO) 空氣中 CO 的體積含量及其危害見表3-1.2. 碳?xì)浠衔?HC) 燃料不完全燃燒的產(chǎn)物3.氮氧化物(NOX) 高溫、高壓燃燒的狀態(tài)下，空氣中氧和氮生成反應(yīng)生成4.二氧化碳(CO2 ) 烴類燃料燃燒的必然產(chǎn)物，對人體的影響見表3-2.5. 二氧化硫(SO2) 燃料中含硫的氧化物在燃燒后幾乎全部轉(zhuǎn)化為 SO2 ,其中一部分氧化成 SO3

19、 ,并與水反應(yīng)形成硫酸,再轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。6.炭煙 燃油沒有完全燃燒時裂解形成的產(chǎn)物二、汽油機排氣污染的控制措施1.廢氣再循環(huán)(EGR)裝置1)開環(huán)電控 (EGR)裝置如圖 3-18所示2)閉環(huán)控制 EGR裝置 設(shè)有檢測實際EGR率或 EGR閥開度的傳感器，ECU 根據(jù)此傳感器的反饋信號修正控制廢氣再循環(huán)量。3)廢氣再循環(huán)率(EGR率)2.二次空氣供給裝置電控二次空氣供給裝置如圖 3-19所示。3.催化轉(zhuǎn)換裝置 催化轉(zhuǎn)換裝置中裝有促使廢氣中有害物進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)的催化劑，當(dāng)廢氣流經(jīng)催化器時，通過化學(xué)反應(yīng)使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體。復(fù)習(xí)思考題. 汽油的主要使用性能有哪些？ 如何評價？. 什么是混合

20、氣？ 汽油機對混合氣有哪些要求？. 汽油機對混合氣的形成過程是怎樣的？. 汽油機的正常燃燒過程分幾個階段？ 各階段有何特點？. 什么是不正常燃燒？ 有何危害？ 使用中應(yīng)采取哪些防止措施？. 改善汽油機燃燒過程的目的是什么？ 措施有哪些？. 汽油機的排氣污染物主要有哪些？ 如何產(chǎn)生的？. 汽油機排氣污染的控制措施有哪些？第四章 柴油機的燃料與燃燒本章要求:1.能夠說明柴油的主要使用性能；2.能夠說明柴油機混合氣的形成特點；3.能夠分析柴油機的正常燃燒過程在不同階段的特點；4.能夠說明柴油機的不正常燃燒的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因；5.能夠分析柴油機的主要排氣污染物及其產(chǎn)生原因；6.能夠說明改善汽油機燃燒過

21、程的目的及主要措施。第一節(jié) 柴油的使用性能一、柴油的發(fā)火性 指柴油的自燃能力，用十六烷值表示。 車用柴油機十六烷值一般在4060之間。二、柴油的蒸發(fā)性 用餾程表示，主要以 50%餾出溫度、90%餾出溫度和 95%餾出溫度作為評價指標(biāo)。三、柴油的黏度 黏度決定柴油流動性。 1）黏度低，霧化容易；黏度過低，失去潤滑能力。 2）黏度過大，流動阻力大，濾清困難，噴霧不良。四、柴油的凝點 柴油失去流動性的溫度。 國產(chǎn)輕柴油按凝點編號，要求柴油的凝點應(yīng)比最低的環(huán)境溫度低35，見表4-1。第二節(jié) 柴油機混合氣的形成一、柴油機混合氣的形成. 混合氣形成特點 在噴油器噴油結(jié)束之前就著火燃燒，形成邊噴油、邊霧化、

22、邊混合、邊燃燒的工作狀況。. 混合氣形成方式()空間霧化混合方式 適當(dāng)?shù)臏u流運動，有利于油霧的蒸發(fā)與擴散，如圖4-1.()油膜蒸發(fā)混合方式 噴油器將柴油噴射到燃燒室的壁面上，形成一層油膜，油膜在空氣渦流作用下，受熱蒸發(fā)并與流動的空氣混合，形成較均勻的可燃混合氣。二、柴油機混合氣 濃度的控制 1.柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)是由傳感器、ECU和執(zhí)行元件三部分組成,如圖4-2所示。2.柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)控制模式 ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、負(fù)荷信號和內(nèi)存控制模型來確定基本供(噴)油量，再根據(jù)冷卻水溫度信號、進(jìn)氣溫度信號、起動開關(guān)信號、空調(diào)開關(guān)信號、反饋信號等對供(噴)油量進(jìn)行修正。 基本供(噴)油量控

23、制模型如圖4-3。三、柴油機混合氣形成過程的控制1.噴油正時的控制 用噴油提前角(或供油提前角)來表示。 噴油器開始向汽缸內(nèi)噴油到活塞運行至壓縮行程上止點，這期間曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為噴油提前角。 基本供(噴)油提前角控制模型如圖4-4 所示。2.噴油壓力的控制 只有在柴油機共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)中，才能對噴油器的噴油壓力進(jìn)行獨立控制，如圖4-5所示。3.噴油過程的控制幾種典型噴油規(guī)律如圖4-6所示：噴油規(guī)律 I:延續(xù)時間短，噴油速率大，柴油機經(jīng)濟(jì)性和 動力性好，但工作粗暴、噪聲大；噴油規(guī)律II:開始噴油速率較大,工作粗暴;后期曲線下降平 緩,噴油速率過小,經(jīng)濟(jì)性下降;噴油規(guī)律III:開始噴油速率

24、較低，工作柔和，后期噴油速 率加大，獲得良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性共軌式電控燃油噴射系統(tǒng):1）預(yù)噴射2）后噴射3）多次噴射兩種典型實例:1)寶來轎車電控泵噴嘴如圖4-7 工作過程分為3個階段: 進(jìn)油階段 預(yù)噴射階段 主噴射階段進(jìn)油階段 柴油進(jìn)入高壓腔，為噴射做好準(zhǔn)備；預(yù)噴射階段 緩沖活塞作用原理如圖4-8 所示； 收縮活塞作用原理如圖4-9所示.主噴射階段 由于噴油孔的節(jié)流作用，噴油壓力會進(jìn)一步提高，最高壓力可達(dá)205Mpa。2）奧迪轎車裝用的3.0L TDI壓電式共軌系統(tǒng) 控制噴油器的執(zhí)行元件采用了壓電元件，用壓電元件控制針閥升程的噴油器如圖4-10 所示。第三節(jié) 柴油機的燃燒過程一、著火

25、延遲期第階段：1點2點二、速燃期第階段：2點3點三、緩燃期第階段：3點4點四、補燃期第階段：4點5點第四節(jié) 改善柴油機燃燒過程的措施一、選擇合適的壓縮比 壓縮比對著火延遲期(曲軸轉(zhuǎn)角 )的影響如圖4-12所示。 原則：以保證冷起動容易和在各種工況下獲得可靠而有效的燃燒為前提，盡量選用較低的壓縮比。二、合理設(shè)計燃燒室 由活塞頂部的容積和活塞頂平面上的容積兩部分組成。1.直接噴射式燃燒室 車用柴油機常用的直接噴射式燃燒室有， 形燃燒室：如圖4-13 所示 球形燃燒室：如圖4-14 所示 球形燃燒室通常采用單孔或雙孔噴油器，一般都配有螺旋進(jìn)氣道(如圖4-15所示)以產(chǎn)生較強的進(jìn)氣渦流，以油膜蒸發(fā)式混

26、合氣形成方式為主。2.分隔式燃燒室1）預(yù)燃室式燃燒室，如圖4-16 所示；2）渦流燃燒室，如圖4-17 所示。三、正確選用燃料十六烷值高，發(fā)火性好，可有效縮短著火延遲期，對減小燃燒噪聲非常有利；餾程(餾出溫度)低，蒸發(fā)性好，容易形成高質(zhì)量的混合氣，燃燒速度快，且易于完全燃燒，對提高柴油機的熱效率和降低排氣污染有利。四、精確控制 供(噴)油正時 某柴油機全負(fù)荷時的動態(tài)噴油正時試驗結(jié)果如圖 4-18所示。五、合理控制柴油機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷 應(yīng)盡量使柴油機維持中等負(fù)荷工況，減少小負(fù)荷和全負(fù)荷運轉(zhuǎn)的時間，以便使柴油機發(fā)揮良好的綜合性能。六、保證合適的噴油規(guī)律 先緩后急并盡量縮短噴油時間七、保證良好的油束特

27、性 柴油以很高的壓力噴出時，使柴油分散成由大小不等的微粒所組成的圓錐形油束，這一過程稱為霧化。 油束特性通常用油束形狀和霧化質(zhì)量來描述。 油束的形狀如圖4-19所示，油束形狀的主要參數(shù)是油束射程 和油束錐角 ； 不同噴油壓力時的霧化質(zhì)量曲線如圖4-20所示，曲線越靠近右側(cè)，表示霧化越細(xì)，曲線越窄，表示油粒大越均勻。八、應(yīng)用電控技術(shù)和柴油機先進(jìn)技術(shù)1.應(yīng)用電控技術(shù)的優(yōu)勢()燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性更好()工作可靠性更高()低溫起動更容易()運轉(zhuǎn)更穩(wěn)定()適應(yīng)性更強()動力輸出和負(fù)荷匹配更精確()實現(xiàn)增壓控制()結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便2.應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢()“共軌”技術(shù)()“時間控制”燃油噴射技術(shù)()渦輪

28、增壓中冷技術(shù)()多氣門技術(shù)()廢氣再循環(huán)技術(shù)九、改善著火條件 柴油機輔助起動措施主要有: 進(jìn)氣預(yù)熱(如圖4-21所示)， 燃燒室預(yù)熱(如圖4-22所示)，冷卻液預(yù)熱。 采用電熱塞預(yù)熱的起動預(yù)熱控制系統(tǒng)如圖4-23所示。第五節(jié) 柴油機的排氣污染與噪聲一、柴油機的排氣污染炭煙排量遠(yuǎn)高于汽油機，原因如下：()柴油機的壓縮比高；()柴油機混合氣的過量空氣系數(shù)大。二、柴油機排氣污染的控制措施1.廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)()內(nèi)部 EGR系統(tǒng) 如圖4-24所示，通過修改排氣凸輪的形狀，使排氣門在進(jìn)氣行程中稍有提升，讓部分高壓廢氣回流到汽缸內(nèi)，從而實現(xiàn)廢氣再循環(huán)。()外部 EGR系統(tǒng)低壓回路 EGR，如圖4-

29、25 所示;高壓回路 EGR，如圖4-26所示。 為保證 EGR的順利實現(xiàn)，高壓回路 EGR通常采用的技術(shù)措施如圖 4-27所示:2.EGR冷卻技術(shù) EGR冷卻系統(tǒng)對排放的影響如圖3-28所示， 圖中的百分?jǐn)?shù)表示 EGR率， 橫坐標(biāo)為單位時間的 NOX 排放量, 縱坐標(biāo)為單位時間的 PM排放量。日本五十鈴公司 EGR冷卻系統(tǒng)如圖4-29 所示；單向 EGR冷卻系統(tǒng)，如圖 4-30 所示。3.催化轉(zhuǎn)換技術(shù)柴油機裝用的催化轉(zhuǎn)換器分兩大類: 氧化催化轉(zhuǎn)換器; 還原催化轉(zhuǎn)換器。()柴油機采用催化轉(zhuǎn)換技術(shù)的不利因素：排氣溫度低排放特性隨發(fā)動機變化較大排氣中氧濃度大SOX排量大PM排量大()柴油機氧化催化

30、轉(zhuǎn)換器 氧化催化轉(zhuǎn)換器的作用原理如圖4-31所示。()柴油機還原催化轉(zhuǎn)換技術(shù)選擇性催化還原技術(shù)(SCR) BOSCH公司SCR-NO-NH3催化轉(zhuǎn)換電控系統(tǒng)如圖4-32:吸附-催化還原技術(shù)(NAC)4.顆粒物過濾技術(shù) 顆粒物過濾器的結(jié)構(gòu)如圖4-33 所示： 過濾器再生主要通過降低顆粒物著火最低溫度或提高顆粒物溫度使顆粒物被氧化來實現(xiàn)，具體方法主要有:() 負(fù)載催化劑() 集成一體 氧化催化轉(zhuǎn)換器與顆粒物過濾器集成一體的過濾器稱 DOC+DPF型過濾器，如圖4-34所示。() 外部加熱a.外置型電加熱，圖4-35b.內(nèi)置型電加熱，圖4-36c. 燃燒器加熱，圖4-37三、柴油機的噪聲與控制主要包

31、括 燃燒爆發(fā)力產(chǎn)生噪聲、運動件產(chǎn)生的機械噪聲、風(fēng)扇和進(jìn)排氣產(chǎn)生的空氣動力噪聲。 控制柴油機的燃燒噪聲，主要應(yīng)采取兩方面措施:1）控制著火延遲期內(nèi)混合氣的形成數(shù)量；2）控制燃燒速度。復(fù)習(xí)思考題. 柴油的主要使用性能有哪些？. 柴油機混合氣的形成有何特點？ 有幾種形成方式？. 對柴油機混合氣的形成可采取哪些控制措施？ 控制目的是什么？. 分析柴油機的正常燃燒過程中不同階段的特點。. 說明柴油機不正常燃燒的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因。. 改善柴油機燃燒過程的目的是什么？ 主要措施有哪些？. 說明柴油機的主要排氣污染物種類及其產(chǎn)生原因。. 柴油機的排放控制與汽油機有何不同? 為什么?第五章 燃?xì)獍l(fā)動機的燃料與燃

32、燒本章要求:1.能夠描述車用燃?xì)獍l(fā)動機的類型；2.能夠說明車用燃?xì)獍l(fā)動機所用氣體燃料的種類及其性質(zhì)；3.能夠分析燃?xì)獍l(fā)動機混合氣的形成特點；4.能夠分析燃?xì)獍l(fā)動機正常燃燒過程在不同階段的特點；5.能夠說明改善燃?xì)獍l(fā)動機燃燒過程的目的及主要措施。第一節(jié) 概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程 天然氣汽車必將成為未來汽車工業(yè)“綠色汽車”發(fā)展的主要方向。二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展 目前，全國各地在成功試點的基礎(chǔ)上，工作重點從改裝車輛為主轉(zhuǎn)為以建設(shè)燃?xì)馄噾?yīng)用環(huán)境為主，促進(jìn)了燃?xì)馄囋谖覈耐茝V應(yīng)用和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。三、車用燃?xì)獍l(fā)動機的發(fā)展趨勢 閉環(huán)多點順序噴射系統(tǒng)是當(dāng)今燃?xì)獍l(fā)動機電控技術(shù)發(fā)展的主流和方向。四、車用燃

33、氣發(fā)動機的類型1.按所用氣體燃料的種類 1）液化石油氣發(fā)動機 2）天然氣發(fā)動機2.按燃用燃料的數(shù)量和形式 1）單燃料燃?xì)獍l(fā)動機 2）兩用燃料燃?xì)獍l(fā)動機 3）混合燃料燃?xì)獍l(fā)動機第二節(jié) 燃?xì)獾男再|(zhì)一、天然氣1.組成成分，見表5-12.密度 天然氣的密度約為0.78kg/m3，僅相當(dāng)于空氣的60%3.熱值 指1kg 燃料完全燃燒后放出的熱量，不包括燃燒產(chǎn)物中水的汽化潛熱的燃料熱值稱為低熱值。4.自燃溫度 天然氣的自燃溫度比汽油和柴油高，安全性好。5. 抗爆性 天然氣的主要組成是甲烷，而甲烷是飽和烴，性質(zhì)穩(wěn)定，其抗爆性比汽油好。6.沸點天然氣的沸點為 -1627.顏色、味道和毒性 天然氣本身是無色、無

34、味、無毒性的物質(zhì)。二、液化石油氣1.組成成分液化石油氣的元素組成和物化特性見表5-12.密度15時液態(tài)液化石油氣的密度約為0.55kg / L3.熱值單位質(zhì)量液化石油氣的熱值比汽油高，單位體積液態(tài)液化石油氣的熱值比汽油低。4. 自燃溫度液化石油氣的自燃溫度約為5045.抗爆性液化石油氣的抗爆性介于汽油和天然氣之間。6. 沸點 液化石油氣的主要成分丙烷、丁烷的沸點分別為 42和-0.57. 顏色、味道和毒性 液化石油氣本身是無色、無味、無毒性的物質(zhì)。第三節(jié) 燃?xì)獍l(fā)動機的混合氣形成與燃燒一、燃?xì)獍l(fā)動機的混合氣形成1.機外混合氣形成方式()混合器供氣系統(tǒng)()電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng) 日本本田公司 研制的電控

35、多點 燃?xì)?CNG) 噴射系統(tǒng)如圖5-12.機內(nèi)混合氣形成方式 電控燃?xì)鈬娚浼夹g(shù)是燃?xì)獍l(fā)動機先進(jìn)的燃料供給方式;電控多點燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)和電控燃?xì)庵苯訃娚湎到y(tǒng)目前仍處于研制和開發(fā)階段。二、燃?xì)獍l(fā)動機的燃燒過程1.正常燃燒過程1）著火延遲期2）急燃期3）補燃期2.不正常燃燒 通過推遲引燃柴油的噴油正時和采用較稀的燃?xì)饪諝饣旌蠚?，來避免爆震燃燒。第四?jié) 改善燃?xì)獍l(fā)動機燃燒過程的措施一、影響燃?xì)獍l(fā)動機燃燒過程的因素. 燃料性質(zhì). 混合氣濃度. 點火提前角. 發(fā)動機負(fù)荷二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動機 上的電控技術(shù) 系統(tǒng)組成如圖 5-32.間接采集信號控制系統(tǒng) 控制過程如圖5-4所示。模擬汽油噴射信號 如圖5-5。)

36、模擬氧傳感器信號)點火提前角調(diào)節(jié)器 開關(guān)式點火提前角調(diào)節(jié)器如圖5-6，基本點火提前角的設(shè)置方法見表5-3。復(fù)習(xí)思考題. 車用燃?xì)獍l(fā)動機分幾種類型？. 車用燃?xì)獍l(fā)動機所用氣體燃料有哪些？ 說明其主要性質(zhì)。. 燃?xì)獍l(fā)動機混合氣的形成有何特點？. 分析燃?xì)獍l(fā)動機的燃燒過程。. 燃?xì)獍l(fā)動機不正常燃燒的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因是什么？. 如何改善燃?xì)獍l(fā)動機的燃燒過程？第六章 發(fā)動機的特性本章要求:1.能夠說明發(fā)動機工況的表示方法。2.能夠繪制并分析發(fā)動機速度特性。3.能夠繪制并分析發(fā)動機負(fù)荷特性。4.能夠分析發(fā)動機調(diào)整特性。第一節(jié) 發(fā)動機的工況 發(fā)動機的工況范圍是四條邊界線烏黑的陰影部分，如圖6-1所示：1.固

37、定式工況（線工況）2.螺旋槳工況3.面工況第二節(jié) 發(fā)動機的速度特性一、汽油機速度特性1.外特性曲線分析 如圖6-2所示為車用汽油機的外特性曲線（1）e 曲線勢如圖6-3所示:()e曲線()e 曲線:汽油機增壓前后的外特性曲線，如圖6-4所示2. 部分負(fù)荷速度特性曲線 如圖6-53.汽油機的工作范圍 最有利轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)介于最大功率轉(zhuǎn)速 np和最低燃油消耗率轉(zhuǎn)速 ng之間。4.轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù) 用轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)u或適應(yīng)系數(shù) k作為評價指標(biāo)。5.發(fā)動機的標(biāo)定工況 銘牌上標(biāo)出的功率及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。二、柴油機速度特性1.外特性曲線分析，如圖6-6所示()e曲線:取決于每循環(huán)的供油量 、指示熱效率 機械效率 ，()

38、Pe曲線: 由于不同轉(zhuǎn)速時Me變化不大，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，Pe幾乎隨n 的提高成正比增加。()ge曲線，與汽油機相比：a.變化趨勢相似，也是一凹形曲線，但凹度較??；b.由于柴油機的壓縮比高，其最低耗油率低20%30%。2. 部分負(fù)荷速度特性 圖6-8 為車用柴油機 部分負(fù)荷速度特性 其中tr為排氣溫度3.噴油泵的速度特性及校正 圖6-9為常用柱塞式噴油泵的速度特性，表明循環(huán)油量隨轉(zhuǎn)速升高而增加； 圖6-10為與充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化的特性相一致的最佳噴油泵的速度特性。 出油閥校正是在噴油泵調(diào)節(jié)拉桿固定的情況下，改變噴油泵出油閥的結(jié)構(gòu)來校正油泵速度特性的，如圖6-11所示。第三節(jié) 發(fā)動機的負(fù)荷特性一

39、、汽油機負(fù)荷特性 燃料供給系和點火系調(diào)整為最佳，保持在某一轉(zhuǎn)速下工作時，逐漸改變節(jié)氣門開度以適應(yīng)外界負(fù)荷，每小時耗油量和燃油消耗率隨有效功率而變化的關(guān)系。1.GT曲線 當(dāng)汽油機轉(zhuǎn)速一定時,每小時燃料消耗量GT主要取決于節(jié)氣門開度和混合氣成分。2.ge曲線ge隨負(fù)荷的變化規(guī)律取決于i和 隨負(fù)荷的變化規(guī)律，如圖6-13所示。二、柴油機負(fù)荷特性 保持某一轉(zhuǎn)速不變，噴油提前角、冷卻水溫度等保持最佳值的情況下，改變噴油泵齒條或拉桿位置，相應(yīng)改變每循環(huán)供油量時，每小時耗油量 、有效燃油消耗率 隨 Pe而變化的關(guān)系。1.GT曲線 轉(zhuǎn)速一定時，柴油機每小時燃料消耗量 GT主要取決于每循環(huán)供油量 。2.ge曲線

40、 ge同樣與和 的乘積成反比，柴油機、 隨負(fù)荷的變化關(guān)系如圖6-15所示。注意： 在滿足動力性要求的前提下，不宜裝置功率過大的發(fā)動機，以提高功率的利用率，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。第四節(jié)發(fā)動機的調(diào)整特性一、汽油機點火提前角調(diào)整特性 節(jié)氣門保持在全開位置、轉(zhuǎn)速保持不變、燃料供給系調(diào)整適當(dāng)時，發(fā)動機的有效功率 和有效燃油消耗率 隨點火提前角變化的關(guān)系。 圖6-17所示為不同轉(zhuǎn)速時的點火提前角調(diào)整特性，最佳點火提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的提高而增大； 圖6-18所示為不同負(fù)荷時的點火提前角調(diào)整特性，最佳點火提前角應(yīng)隨負(fù)荷增大而減小。二、柴油機噴油提前角調(diào)整特性 在柴油機轉(zhuǎn)速和噴油泵油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置不變的條件下，柴油機有效

41、功率和有效燃油消耗率隨噴油提前角的變化關(guān)系。由圖6-19可見: 由于測定噴油提前角調(diào)整特性時，柴油機的轉(zhuǎn)速和噴油泵油量調(diào)節(jié)機構(gòu)的位置不變，所以每小時耗油量 值為常數(shù)，噴油提前角的改變對 GT沒有影響。三、柴油機的調(diào)速特性 如圖6-20所示，比較汽油機與柴油機全負(fù)荷時的速度特性。 為保證柴油機的工作穩(wěn)定性、防止高速飛車和怠速熄火，必須裝置調(diào)速器。 調(diào)速器可根據(jù)負(fù)荷變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。1.全程式調(diào)速器的調(diào)速特性，如圖6-212.兩極式調(diào)速器的調(diào)速特性，如圖6-22復(fù)習(xí)思考題. 什么是發(fā)動機工況？分幾類？. 什么是發(fā)動機速度特性？. 什么是發(fā)動機外特性？.

42、什么是發(fā)動機的負(fù)荷特性？. 什么是發(fā)動機的調(diào)整特性？第 七 章 汽車的動力性本章要求:.能夠解釋評價汽車動力性的指標(biāo)。.能夠說明汽車驅(qū)動力的產(chǎn)生。 并分析影響汽車驅(qū)動力的因素。.能夠說明汽車行駛阻力的產(chǎn)生原因及計算方法。.能夠分析說明汽車行駛的驅(qū)動與附著條件。.學(xué)會汽車動力性指標(biāo)的確定方法。.能夠概括說明提高汽車動力性的措施。第一節(jié) 動力性的評價指標(biāo)一、汽車的最高車速 在水平良好的混凝土或瀝青路面上汽車所能達(dá)到的最高行駛速度，用符號vamax表示，單位為km/h二、汽車的加速能力 指汽車在各種行駛條件下迅速提高行駛速度的能力三、汽車的爬坡能力 滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度imax max

43、 汽車能爬過的最大坡道角度第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力一、汽車的驅(qū)動力 如圖7-1， （1） （2） 將（2）式代入（1）式，得二、傳動系的傳動效率（1）機械損失（2）液力損失表7-1為可用來估算汽車的傳動效率：三、車輪的半徑 車輪處于無載荷狀態(tài)時的半徑稱為自由半徑 r0 車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)與車輪實際滾動距離換算得滾動半徑rr經(jīng)驗公式:四、汽車的驅(qū)動力圖 制取方法如下:（1）建立t va坐標(biāo)系;（2）確定汽車傳動系的傳動比、傳動效率T 和車輪半徑 r ;（3）在外特性曲線上任意 選取一點B，確定該點的 轉(zhuǎn)速nB 和對應(yīng)的有效 轉(zhuǎn)矩MeB。（4）按驅(qū)動力計算公式分別求出發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩為MeA 時，汽車以不同擋

44、位行駛時的驅(qū)動力 FtIB、FtIIB、()計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 nB 時，汽車以不同擋位行駛時的 車速vaIB、vaIIB、汽車行駛速度 va與發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n之間的關(guān)系如下:()根據(jù)步驟()和()求得的數(shù)值，描出各擋位下對應(yīng)發(fā)動機外特性曲線上 B點的各點BI、BII、.()重復(fù)上述步驟()、()、()，最后描點連線。第三節(jié) 汽車的行駛阻力汽車行駛的總阻力為： 地面的滾動阻力Ff 空氣的空氣阻力F 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 滾動阻力和空氣阻力在任何行駛條件下都是存在的，但坡道阻力僅在上坡行駛時存在，加速阻力僅在汽車加速行駛時存在。一、滾動阻力1.彈性輪胎的變形分析 輪胎在硬路面上受徑向 載荷時的

45、變形曲線如圖7-3所示。 OCA加載變形曲線; 面積OCABO加載時對輪胎所做的功；ADE 卸載變形曲線；面積ADEBA卸載中輪胎放出的能量；兩面積之差OCADEO變形時引起的能量損失。2.滾動阻力的計算方法 從動車輪在硬路面上滾動時的受力情況如圖7-5所示其中：f: 滾動阻力系數(shù) 作用在驅(qū)動輪上的地面切向反作用力 Fx2是驅(qū)動汽車行駛的外力3.滾動阻力的組成 同一輪胎在不同路上以中低速行駛試驗所得到的滾動阻力系數(shù)，如表7-2所列。滾動阻力系數(shù)的數(shù)值也可以用經(jīng)驗公式大致估算：1）轎車的滾動阻力系數(shù)2）貨車輪胎氣壓高，滾動阻力系數(shù)可用下式來估算:二、空氣阻力 空氣阻力是真實存在的力，用符號Fw來

46、表示，單位為 表7-3為幾種常見轎車的空氣阻力系數(shù)：三、坡度阻力 當(dāng)汽車上坡行駛時，汽車重力沿坡道方向的分力稱為汽車的坡道阻力，用符號Fi表示，單位為 ，如圖7-7所示，坡道阻力按下式計算:道路坡度i:當(dāng) 10 15時， i =tansin 坡度阻力與滾動阻力都是與道路有關(guān)的阻力，而且都與汽車重力成正比，所以可把這兩種阻力合在一起考慮，稱為道路阻力，用 表示：四、加速阻力第四節(jié) 汽車的行駛條件一、汽車行駛的驅(qū)動附著條件 汽車的驅(qū)動力平衡方程 汽車行駛的驅(qū)動條件(或稱必要條件)為 驅(qū)動汽車的外力受輪胎與路面之間附著條件的限制 附著力:路面對輪胎切向反作用力的極限值 式中： 附著系數(shù); W2垂直載

47、荷； Fz2附著力與驅(qū)動輪法向反作用力。 汽車行駛的驅(qū)動附著條件可用下式表示:二、附著系數(shù) 在硬路面上輪胎氣壓對附著系數(shù)的影響，如圖7-8所示；行駛速度對附著系數(shù)也有顯著影響，如圖7-9所示。不同輪胎在各種路上的附著系數(shù)如表7-4所列。第五節(jié) 汽車動力性指標(biāo)的確定方法一、驅(qū)動力行駛阻力平衡圖 裝用四擋變速器的汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖，如圖7-10所示。1.最高車速的確定 最高擋位的驅(qū)動力曲線與行駛阻力(f +)曲線的交點：vamax2.加速能力的確定 在水平良好路面上行駛時能產(chǎn)生的最大加速度或最短加速時間，根據(jù)汽車的驅(qū)動力平衡方程可得 制取汽車的加速度曲線 = f (va) ，如圖7-11所示

48、: 由加速度的定義式可推導(dǎo)出加速時間的積分表達(dá)式 由加速時間曲線求得加速行程曲線，加速行程的積分表達(dá)式為3.爬坡能力的確定汽車達(dá)到最大爬坡能力時，加速阻力Fj=0(1)低擋位行駛時,能爬過的坡道角度較大，則：(2)較高擋位行駛時，能爬過的坡道角度較小，則：二、動力特性圖 動力因數(shù)D， 當(dāng)坡道角度較小時，cos1，sini ,則 裝用四擋變速器的汽車動力特性圖如圖7-13所示:1.最高車速的確定 圖7-13中，f va曲線與直接擋 D va曲線的交點所對應(yīng)的車速就是汽車的最高車速。2.加速能力的確定 在動力特性圖上 D va曲線與 f va曲線間距離的 g / 倍就是各擋的加速度。3.爬坡能力的

49、確定達(dá)到最大爬坡能力時，加速度為，則：1）較低擋位的爬坡度：2）較高擋位的爬坡度：三、功率平衡圖 汽車行駛時，發(fā)動機輸出的有效功率與克服傳動損失和各種行駛阻力所消耗的功率也平衡，即：克服該行駛阻力所消耗的功率： 當(dāng)坡道角度較小時，汽車的功率平衡方程為： 汽車行駛中經(jīng)常遇到的行駛阻力為滾動阻力和空氣阻力，克服這兩種阻力所需的發(fā)動機功率為： 汽車的功率平衡圖如圖 7-14所示，可用發(fā)動機外特性 Pen 曲線和轉(zhuǎn)速 n與車速va的關(guān)系式來制取。第六節(jié) 提高汽車動力性的措施一、合理選擇發(fā)動機1.發(fā)動機的外特性 如圖 7-15所示為三種最大功率相等但不同類型發(fā)動機的特性曲線: 根據(jù)圖7-15作出的裝用不

50、同發(fā)動機的總質(zhì)量、變速比、最高車速均相同的汽車的功率平衡圖及驅(qū)動力行駛阻力平衡圖，如圖7-16所示。2.最大功率 發(fā)動機的最大功率一般按比質(zhì)量來選擇。二、合理選擇傳動系參數(shù)1.主減速器傳動比2.變速器參數(shù)()變速器擋數(shù): 如圖7-18所示，為裝用活塞式發(fā)動機和三擋變速器的汽車與裝用等功率發(fā)動機的汽車動力性對比：()變速器傳動比: 變速器頭擋傳動比直接影響汽車的最大爬坡度，頭擋傳動比越大，汽車的最大爬坡度越大，但應(yīng)考慮驅(qū)動輪與道路之間的附著條件的限制。三、減輕汽車自重 減輕汽車自重，可改善汽車的動力性四、改善汽車的運行條件 加強維護(hù)，正確駕駛，合理的運輸組織，改善道路和交通條件，均有利于提高汽車

51、的平均行駛速度，從而提高汽車運輸生產(chǎn)效率。復(fù)習(xí)思考題. 如何評價汽車的動力性？. 汽車的驅(qū)動力是怎樣產(chǎn)生的？ 如何計算？ 它是真正驅(qū)動汽車行駛的力嗎？. 汽車的驅(qū)動力圖有何作用？. 汽車的行駛阻力有哪些？ 是怎樣產(chǎn)生的？ 如何計算？. 保證汽車正常行駛的條件是什么？. 如何確定汽車的動力性指標(biāo)？. 提高汽車動力性的主要措施有哪些？第八章 汽車的制動性1.能夠說明汽車制動力的產(chǎn)生原因及計算方法。2.能夠解釋制動器制動力、地面制動力和附著力的概念及其關(guān)系。3.能夠分析汽車的制動過程，并說明評價汽車制動效能及其恒定性指標(biāo)。4.能夠分析汽車制動時方向不穩(wěn)定的原因。5.能夠說明影響汽車制動效能、制動效能

52、恒定性和制動時方向穩(wěn)定性的原因。6.能夠分析說明制動器制動力分析對汽車制動性能的影響。7.能夠概括說明提高汽車動力性的措施。第一節(jié) 制動力的產(chǎn)生一、制動力的產(chǎn)生 制動器制動力是指為克服制動力矩在輪胎周緣上所需施加的切向力F 來表示，單位為 。 制動力矩與兩方面因素有關(guān)：1）車輪制動器的結(jié)構(gòu)類型、尺寸和摩擦系數(shù)；2）制動踏板力。二、地面制動力 當(dāng)車輪未抱死拖滑時，地面制動力為： 制動時，車輪的滾動阻力矩和慣性力矩與制動力矩相比小得多，可忽略不計，則：注意： 地面制動力受縱向附著力的限制，提高附著力的關(guān)鍵是提高附著系數(shù)。制動時車輪的運動狀態(tài)用滑移率 s 來表示:1)車輪純滾動時， 滑移率s=0;2

53、)車輪完全抱死拖滑時， 滑移率s=100%;3)車輪滑移率s=15%20%時,縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)均較大ABS控制目的。第二節(jié) 制動效能及其恒定性一、制動效能1.制動過程分析(1)駕駛員反應(yīng)時間 t0 :0.31.0s(2)制動系協(xié)調(diào)時間(t1+t2): 0.20.9s(3)持續(xù)制動時間t3 , 主要取決于: 制動初速度 最大制動減速度2.制動距離 檢驗汽車的制動距離應(yīng)在平坦、硬實、清潔、干燥且輪胎與地面間的附著系數(shù)不小于0.7的水泥或瀝青路面上進(jìn)行，檢驗時發(fā)動機應(yīng)脫開。汽車在規(guī)定的初速度下的制動距離應(yīng)符合表8-1規(guī)定。3.制動力 在用車輛，制動力應(yīng)不低于原廠設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的90%，且按同軸左

54、、右輪制動力之差與其中較大制動力的比值，前軸左、右輪制動力之差不得大于5%，后軸左、右輪制動力之差不得大于10% 液壓制動系的協(xié)調(diào)時間應(yīng)不大于0.3s，氣壓制動系的協(xié)調(diào)時間，中型汽車應(yīng)不大于0.5s，大型汽車應(yīng)不大于0.6s，汽車拖帶掛車或半掛車時，制動系協(xié)調(diào)時間應(yīng)不大于單車最大允許值再加0.2s。 所有車輛制動完全釋放時間應(yīng)不大于0.8s二、制動效能的恒定性 制動效能的恒定性主要指的是制動器的抗熱衰退性能。 汽車以一定車速連續(xù)制動15次，每次的制動減速度為3m/s2，在制動踏板力相同時的制動效能應(yīng)不低于規(guī)定冷狀態(tài)制動效能（5.8m/s2）的60%.影響制動器熱衰退的主要因素：制動器摩擦副的材

55、料制動器的結(jié)構(gòu)形式. 制動器摩擦副的材料()采用耐熱的黏合劑，如環(huán)氧樹脂、三聚酯膠樹脂、無 機黏合劑等；()減少有機成分的含量，增加金屬添加劑的成分；()使摩擦片具有一定的氣孔；()多數(shù)樹脂模制摩擦片，經(jīng)初期衰退后便不再衰退，因此可在使用前先進(jìn)行表面處理，使其產(chǎn)生表面熱穩(wěn)定層來緩和衰退。2.制動器的結(jié)構(gòu)形式 不同制動器效能因數(shù)隨摩擦系數(shù)的變化，如圖8-5 制動器效能因數(shù)Kef P為制動蹄張開裝置對制動蹄的推力第三節(jié)制動時的方向穩(wěn)定性 影響制動時方向穩(wěn)定性的因素主要是跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力。一、制動跑偏 制動時汽車自動偏駛的現(xiàn)象稱為制動跑偏，主要原因是左、右車輪的制動器制動力不等。結(jié)論：()在

56、汽車制動時，如果左、右車輪的制動器制動力不等，就會引起汽車跑偏，跑偏的方向是制動力較大的一側(cè)；()左、右輪制動器制動力的差值越大，制動時間(或制動距離)越長，跑偏的程度越嚴(yán)橫向位移或航向角越大)；()左、右輪制動器制動力不等時，更容易引起制動跑偏二、制動側(cè)滑 制動時，汽車的某一軸車輪或全部車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象。三、失去轉(zhuǎn)向能力 失去轉(zhuǎn)向能力是指汽車在彎道上制動時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤也無法使汽車轉(zhuǎn)向沿預(yù)定彎道制動停車的現(xiàn)象。 汽車制動時，由于車輪滑移率的增大，側(cè)向附著系數(shù)減小，因此汽車的轉(zhuǎn)向能力下降，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪抱死拖滑(滑移率為100%)時，側(cè)向附著系數(shù)幾乎為零，汽車將完全喪失轉(zhuǎn)向能力。第四節(jié)制動器制動

57、力的分配一、前、后輪抱死次序 抱死次序可分為三種:前輪先于后輪抱死、后輪先于前輪抱死和前、后輪同時抱死。1.對制動系工作效率的影響 制動系工作效率是指制動器制動力的利用程度，可用全部車輪均抱死時的地面制動力與制動器制動力的比值來表示。2.對制動時方向穩(wěn)定性的影響1）前輪先于后輪抱死：失去轉(zhuǎn)向能力；2）后輪先于前輪抱死：后軸側(cè)滑；3）前、后輪同時抱死：在汽車未達(dá)到最大制動強度之前，前、后軸車輪均不會抱死，有利于保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性。二、理想的前、后輪制動器制動力分配 在汽車的制動過程中，前、后輪抱死的次序取決于前、后制動器制動力和附著力之間的關(guān)系，而在附著系數(shù)一定時，前后輪的附著力取決于前

58、、后輪的地面法向反作用力。1.制動時前、后輪的地面法向反作用力1）前后輪的地面法向反作用力是變化的；2）在制動強度較小時，前后輪的地面法向反作用力取決于汽車的總地面制動力；3）前后輪全部抱死時，前后輪的地面法向反作用力取決于道路附著系數(shù)。 2.理想的前、后輪制動器制動力分配 汽車制動時，保持理想制動狀態(tài)所需的前、后輪制動器制動力分配應(yīng)隨附著系數(shù)而變化。 理想的前、后輪制動器制動力分配應(yīng)滿足的條件為： 將前、后輪地面法向反作用力公式代入上式，可得： 當(dāng)汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)(G、a、b、hg)一定時，前、后輪制動器制動力的關(guān)系曲線，即理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱“I”線，如圖8-10所示。

59、三、實際的前、后輪制動器制動力分配 用前輪制動器制動力與汽車的總制動器制動力之比來表示分配比例，稱為制動器制動力分配系數(shù)，用符號 表示： 由上式可得前、后輪制動器制動力之比為： 實際汽車前、后輪制動器制動力的分配為固定比值，在 12坐標(biāo)系中可用一直線來表示，該直線通過坐標(biāo)原點，稱為實際的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱“”線，如圖8-11 所示為某汽車的“” 線和“”線，兩線只有一個交點，該點對應(yīng)的附著系數(shù) 0 稱為同步附著系數(shù)?？傻茫旱谖骞?jié) 提高制動性的措施一、結(jié)構(gòu)措施1.增大制動器的制動力矩選用摩擦系數(shù)較大的摩擦副材料；適當(dāng)增大制動鼓(或制動盤)直徑；適當(dāng)增大制動氣壓或液壓；保證摩擦片與

60、制動鼓吃合面大且均勻；使摩擦片半徑略大于制動鼓半徑等。2.提高制動器的抗熱衰退性合理選擇制動器的結(jié)構(gòu)形式和摩擦副材料。3.采用制動壓力調(diào)節(jié)裝置 制動系常用的壓力調(diào)節(jié)裝置有限壓閥、比例閥、感載限壓閥、感載比例閥，采用不同壓力調(diào)節(jié)裝置時的 線和I線，如圖8-12 所示。4.采用防抱死制動系統(tǒng) ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了傳感器、ABS執(zhí)行機構(gòu)和ABS電腦三部分，如圖8-13所示。二、使用措施1.合理裝載2. 控制行駛速度3.充分利用發(fā)動機輔助制動4.改善道路條件5.提高駕駛技術(shù)復(fù)習(xí)思考題1.解釋名詞:制動器制動力、地面制動力、附著力、附著系數(shù)、制動效能、制動效能的恒定性、制動時的方向穩(wěn)定性