發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車經(jīng)濟(jì)性匹配的研究

1、發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車經(jīng)濟(jì)性匹配的研究發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車經(jīng)濟(jì)性匹配的研究 以裝有解放牌汽車底盤和6110A柴油機(jī)為例 小組成員及任務(wù)分工： 素材整理：林義鵬，夏靖 PPT制作: 沈佳華，徐彤 問題回答：李明俊，劉濤 PPT講解：徐志龍當(dāng)當(dāng)前能源危機(jī)的陰影已籠罩著整個(gè)世界，節(jié)約燃油問題早已迫在眉睫前能源危機(jī)的陰影已籠罩著整個(gè)世界，節(jié)約燃油問題早已迫在眉睫.因此，汽車發(fā)動(dòng)因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作者在致力于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程，降低機(jī)械損失，以降低油耗率ge，而汽車底盤的工作者在致力于提高傳動(dòng)效率、降低各種阻力的研究。但對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、道路三者的合理匹配以提高汽車的經(jīng)濟(jì)性(本次討論中所提汽車經(jīng)濟(jì)性一詞，均指燃油經(jīng)濟(jì)性

2、)即所謂第二燃油經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用車速等問題的研究卻顯得很不夠。本次討論以我國(guó)使用量最大、使用面最廣的解放牌汽車底盤為例，裝上目前正在研制的6110A柴油機(jī)后闡明上述三者的合理匹配問題(實(shí)際涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)的油門開度、轉(zhuǎn)速、變速器檔位、車速、載荷、道路阻力等方面的間題)，而在當(dāng)前的汽車節(jié)油工作中正是這一方面潛力效大，值得進(jìn)一步研究，類似方法還可應(yīng)用于拖拉機(jī)、工程機(jī)械、動(dòng)力牽引、農(nóng)用動(dòng)力等。底盤：底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證 正常行駛。底盤由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成。傳動(dòng)系簡(jiǎn)介： 傳動(dòng)系一般由離合器、變速器、萬

3、向傳動(dòng)裝置、主減速器、差速器和半軸等組成。 行駛系統(tǒng)：行駛系由汽車的車架、車橋、車輪(注意)和懸架等組成。 轉(zhuǎn)向系簡(jiǎn)介：汽車上用來改變或恢復(fù)其行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 制動(dòng)系簡(jiǎn)介：汽車上用以使外界(主要是路面)在汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力，從而對(duì)其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動(dòng)的一系列專門裝置統(tǒng)稱為制動(dòng)系統(tǒng)。其作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。解放牌汽車底盤的介紹6110型柴油機(jī)是80年代初期長(zhǎng)春第一汽車制造廠根據(jù)中型載重汽車改裝柴油機(jī)的發(fā)展。需要委托長(zhǎng)春汽車研究所設(shè)

4、計(jì)并會(huì)同幾家柴油機(jī)廠家而研制出的新產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)有大連柴油機(jī)廠、無錫柴油機(jī)廠和吉林柴油機(jī)廠三個(gè)廠在生產(chǎn)該系列柴油機(jī)。三個(gè)廠生產(chǎn)的6110型系列柴油機(jī)結(jié)構(gòu)上基本相同,只是在轉(zhuǎn)速和功率調(diào)整上略有差異6110型柴油機(jī)是直列六缸、水冷、直接噴射式燃燒室、四沖程高速柴油機(jī)。本機(jī)匹配有柱塞直徑加大到9.smm的A型噴油泵,裝有RFD型飛錘機(jī)械離心式兩極一全程兩用調(diào)速器。6110型柴油機(jī)車用時(shí)按兩極調(diào)速調(diào)整,只有做工程機(jī)械動(dòng)力使用時(shí)才特別需要全程調(diào)速,因而將RFD型調(diào)速器改裝為RSV型全程調(diào)速器。6110型柴油機(jī)是6110型系列柴油機(jī)的基本型,它是根據(jù)配裝新型610噸載貨柴油車需要而設(shè)計(jì)的,適于與CA一15

5、oP型平頭6噸載貨車和CA一150K型長(zhǎng)頭6噸載貨車配裝。6110A柴油機(jī)介紹發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系式發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的經(jīng)濟(jì)性兩者既密切相關(guān)但又是不同的兩個(gè)概念。發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性一般是以油耗率ge(g/psh)來評(píng)價(jià)，而汽車的經(jīng)濟(jì)性是以每百公里(或每噸百公里)所消耗燃油的公斤數(shù)或升數(shù)g100)來表示的。二者關(guān)系如下:經(jīng)濟(jì)性匹配分析示例把發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性和汽車的行駛阻力特性聯(lián)系起來，把牽引力和車速轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。平均有效壓力和轉(zhuǎn)速同時(shí)繪于發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性上，便能表示出整車的特性場(chǎng)。有關(guān)s一loA柴油機(jī)的參數(shù)為:缸徑llomm、行程12omm、ZV、=6.842(l)、14oPS/300。rpm。CA

6、-15k汽車底盤有關(guān)參數(shù)為:i。=7.63，i:=6.24，i:=3.32，i:=l.90，i=i。=0.51r、求得為0.478m，汽車自重約4150kg，載重5000kg，三人乘坐時(shí)重量約200kg，總重約9350kg。汽車的傳動(dòng)效率越是車速、速比和負(fù)荷等的函數(shù)。在解放牌汽車情況下，可取平均值86.2計(jì)算。F=3.52m氣k取0.07。6110A萬有曲線特性圖改善經(jīng)濟(jì)性匹配的途徑1.把發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性的低油耗區(qū)變至中等轉(zhuǎn)速的較低負(fù)荷區(qū)，則無論從生產(chǎn)率和g100都將獲得很大經(jīng)濟(jì)效益.因此改善汽車經(jīng)濟(jì)性匹配的有效途徑之一，就是使發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)區(qū)位于常用排檔、常用車速區(qū)。這必須降低發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失，

7、和中等轉(zhuǎn)速的工作過程來實(shí)現(xiàn)。2.若行駛要求的功率Ne和車速Va都不變，改變傳動(dòng)系所有參數(shù)(或部分參數(shù)，或發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)(如氣缸數(shù)用停缸法)、排量V、和平均有效壓力p。使汽車行駛功率和車速不變，則g100的變化率與ge的變化率相同、即此時(shí)汽車的經(jīng)濟(jì)性與發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性一致。3.通過增加裝載噸位或帶拖掛來利用較高的功率，使車速Va不變，即ik等均不變，以降低kg/T.100km油耗。不同載重與不同道路坡度時(shí)的汽車經(jīng)濟(jì)性匹配的變化由上述兩個(gè)萬有曲線特性圖我們可以得到：在平道上改變裝載噸位行駛時(shí)，汽車的萬有特性如下圖所示，由于汽車自重較大，所以V檔空載的負(fù)載曲線幾乎與W檔五噸時(shí)相同。低速時(shí)前者反低于后者，各

8、檔的滿載(五噸)曲線與空車曲線p。相差僅為2左右。檔位越低相差越小，班檔五噸只比l檔空車的p。值高0.5左右.由此可見，每噸公里的油耗隨裝載噸位的減小急劇增加，大車輕裝，使油耗加劇，應(yīng)盡量避免，從中也可見降低汽車自重對(duì)節(jié)油的重要意義。圖五為在0.02和0.05兩種坡道上汽車的萬有特性。當(dāng)汽車在不同坡道行駛時(shí)，汽車的濟(jì)性和加速性迅速惡化。在2%的坡道上，V檔尚可行駛，且接近loogeoin曲線，能充分利發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，但最高車速可達(dá)約65km/h，接著又必須換至W檔，此時(shí)最高車速約70km/五相同功率時(shí)高檔的經(jīng)濟(jì)性仍優(yōu)于低檔.1檔與萬檔的間隔仍顯得較大，當(dāng)汽車在5%的坡道行駛時(shí).V、萬檔已不能行駛

9、。僅能用l檔行駛.最高車速約為37km/hr.g100達(dá)53kg/100km左右。圖中等百公里油耗為23。在F檔行駛時(shí)，沿等功率曲線發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，百公里油耗不斷急劇上升，但發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，用較大的功率工作g100增加較少?！皩?shí)用車速”問題：從汽車的萬有特性圖二和圖三可知，經(jīng)濟(jì)車速(g100/min)總是位于車速較低處，只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，ge急劇增加的情況下，g:。才升高。由于6ll0A柴油機(jī)的萬有特性曲線試驗(yàn)轉(zhuǎn)速還不夠低，以致各檔位下都是隨轉(zhuǎn)速以及與之成比例的車速的降低g100不斷降低。各檔的經(jīng)濟(jì)車速均位于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1200rPm以下，經(jīng)濟(jì)車速太低，雖然省油，但降低了汽車的生產(chǎn)率。從廣

10、義的經(jīng)濟(jì)性來說是不合算的.折衷的辦法是汽車既要省油而生產(chǎn)率又要高。本次討論提出“實(shí)用車速”的概念，按節(jié)油且生產(chǎn)率又較高的要求，“實(shí)用車速”時(shí)應(yīng)使g100/Va的比值為極小。在本機(jī)情況下，由圖三可見在平道行駛時(shí)V檔的實(shí)用車速約為50km/hr，檔約為52km/hr，皿檔約為34km/hr，這與解放牌汽車的實(shí)際常用行駛車速是很接近的。結(jié)論：1.改善發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的經(jīng)濟(jì)性匹配可以有效地降低汽車的使用油耗，在CA巧K汽車的情況下可降低油耗5、10%。2.“汽車萬有特性”是解決發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車匹配的全面、有效的手段，從“汽車萬有特性上求得的“實(shí)用車速”是兼顧了經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)率的，有一定使用價(jià)值.3.從發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的經(jīng)濟(jì)性匹配出發(fā)，對(duì)傳動(dòng)系參數(shù)的選擇提出了新的概念和新的要求。4.發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的最佳匹配，需要合理匹配汽車底盤參數(shù)與