發(fā)動機(jī)基本工作原理和性能指標(biāo)ppt課件.ppt

發(fā)動機(jī)基本工作原理 性能指標(biāo)和主流新技術(shù)的介紹 標(biāo)定部魏京 四沖程發(fā)動機(jī)基本工作原理 進(jìn)氣行程壓縮行程做功行程排氣行程 發(fā)動機(jī)常用術(shù)語 上止點(diǎn)和下止點(diǎn) 上止點(diǎn)和下止點(diǎn) 上止點(diǎn) 活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動時(shí) 當(dāng)活塞向上運(yùn)動到最高位置 即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的極限位置 下止點(diǎn) 活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動時(shí) 當(dāng)活塞向下運(yùn)動到最低位置 即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置 活塞行程 上 下止點(diǎn)之間的距離 氣缸工作容積 活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過的容積 發(fā)動機(jī)排量 多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和 壓縮比 是發(fā)動機(jī)中一個(gè)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(jī)的壓縮比為6 11 柴油機(jī)的壓縮比較高 一般為16 22 發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo) 動力性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)排放性能 動力性能指標(biāo) 有效扭矩 發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩 通常用Te表示 單位為N m 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 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(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺上用測功器測定 轉(zhuǎn)速 曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù) 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo) 燃油消耗率 指單位有效功的燃油消耗量 也就是發(fā)動機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)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 h 排放性能 排放性能指標(biāo)包括排放煙度 有害氣體 CO HC NOx 排放量 噪聲等 空燃比 進(jìn)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 Lambda值 即過量空氣系數(shù) 如果進(jìn)入氣缸混合氣的空燃比為理論完全燃燒的空燃比 則此時(shí)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(jì)算得到Lambda值 發(fā)動機(jī)的特性 性能指標(biāo)隨發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)的速度特性 性能指標(biāo)隨負(fù)荷 汽油機(jī)為節(jié)氣門 變化的關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)的負(fù)荷特性 2020 1 29 11 可編輯 外特性和部分特性 節(jié)氣門全開時(shí)的速度特性叫發(fā)動機(jī)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 發(fā)動機(jī)的外特性代表了發(fā)動機(jī)所具有的最高動力性能 汽油機(jī)的外特性 點(diǎn)火提前角 點(diǎn)火提前角 火花塞點(diǎn)火時(shí) 曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)曲軸曲拐位置之間的夾角 為什么要點(diǎn)火提前 點(diǎn)火時(shí)刻對發(fā)動機(jī)性能影響很大 從火花塞點(diǎn)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(shí)間 雖然這段時(shí)間很短 但由于曲軸轉(zhuǎn)速很高 在這段時(shí)間內(nèi) 曲軸轉(zhuǎn)過的角度還是很大的 若在壓縮上止點(diǎn)點(diǎn)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(jī)功率也隨之減小 因此要在壓縮接近上止點(diǎn)點(diǎn)火 即點(diǎn)火提前 VVT技術(shù) VariableValveTiming 可變氣門正時(shí)技術(shù) 通過改變氣門開起和關(guān)閉的時(shí)刻 優(yōu)化進(jìn)排氣 來達(dá)到提升性能的作用 可以較明顯地提升低速和高速下的扭矩 使得動力性更強(qiáng) 油耗更低 新的CVVT即連續(xù)可調(diào)氣門正時(shí)系統(tǒng) 可以進(jìn)一步優(yōu)化性能 可變氣門升程技術(shù) 通過改變氣門開啟的升程 優(yōu)化進(jìn)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(shí)捷的verocam技術(shù) 常見的本田的VTEC技術(shù)也是兩者的結(jié)合 增壓技術(shù) 增壓技術(shù)主要有渦輪增壓和機(jī)械增壓兩種 即Turbocharging和Supercharging 渦輪增壓是通過兩個(gè)軸向連接的渦輪來完成強(qiáng)制進(jìn)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(jìn)氣渦輪 進(jìn)氣渦輪把進(jìn)氣進(jìn)行壓縮 提高進(jìn)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(jìn)排氣渦輪 大眾的雙增壓技術(shù) Supercharger Turbo 其它新技術(shù) 可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù)分層燃燒技術(shù)燃油直噴技術(shù)技術(shù)集大成者 大眾的TSI技術(shù) 包含機(jī)械渦輪雙增壓 燃油直噴 分層燃燒等多項(xiàng)新技術(shù) 1 4升排量的TSI發(fā)動機(jī) 其動力性能可