发动机与汽车经济性匹配的研究

1、发动机与汽车经济性匹配的研究发动机与汽车经济性匹配的研究 以装有解放牌汽车底盘和6110A柴油机为例 小组成员及任务分工： 素材整理：林义鹏，夏靖 PPT制作: 沈佳华，徐彤 问题回答：李明俊，刘涛 PPT讲解：徐志龙当当前能源危机的阴影已笼罩着整个世界，节约燃油问题早已迫在眉睫前能源危机的阴影已笼罩着整个世界，节约燃油问题早已迫在眉睫.因此，汽车发动因此，汽车发动机的工作者在致力于改善发动机的工作过程，降低机械损失，以降低油耗率ge，而汽车底盘的工作者在致力于提高传动效率、降低各种阻力的研究。但对发动机、底盘、道路三者的合理匹配以提高汽车的经济性(本次讨论中所提汽车经济性一词，均指燃油经济性

2、)即所谓第二燃油经济性和实用车速等问题的研究却显得很不够。本次讨论以我国使用量最大、使用面最广的解放牌汽车底盘为例，装上目前正在研制的6110A柴油机后阐明上述三者的合理匹配问题(实际涉及到发动机的油门开度、转速、变速器档位、车速、载荷、道路阻力等方面的间题)，而在当前的汽车节油工作中正是这一方面潜力效大，值得进一步研究，类似方法还可应用于拖拉机、工程机械、动力牵引、农用动力等。底盘：底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证 正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。传动系简介： 传动系一般由离合器、变速器、万

3、向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。 行驶系统：行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成。 转向系简介：汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。 制动系简介：汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。解放牌汽车底盘的介绍6110型柴油机是80年代初期长春第一汽车制造厂根据中型载重汽车改装柴油机的发展。需要委托长春汽车研究所设

4、计并会同几家柴油机厂家而研制出的新产品。目前国内有大连柴油机厂、无锡柴油机厂和吉林柴油机厂三个厂在生产该系列柴油机。三个厂生产的6110型系列柴油机结构上基本相同,只是在转速和功率调整上略有差异6110型柴油机是直列六缸、水冷、直接喷射式燃烧室、四冲程高速柴油机。本机匹配有柱塞直径加大到9.smm的A型喷油泵,装有RFD型飞锤机械离心式两极一全程两用调速器。6110型柴油机车用时按两极调速调整,只有做工程机械动力使用时才特别需要全程调速,因而将RFD型调速器改装为RSV型全程调速器。6110型柴油机是6110型系列柴油机的基本型,它是根据配装新型610吨载货柴油车需要而设计的,适于与CA一15

5、oP型平头6吨载货车和CA一150K型长头6吨载货车配装。6110A柴油机介绍发动机和汽车经济性的关系式发动机和汽车的经济性两者既密切相关但又是不同的两个概念。发动机的经济性一般是以油耗率ge(g/psh)来评价，而汽车的经济性是以每百公里(或每吨百公里)所消耗燃油的公斤数或升数g100)来表示的。二者关系如下:经济性匹配分析示例把发动机的万有特性和汽车的行驶阻力特性联系起来，把牵引力和车速转化为发动机参数。平均有效压力和转速同时绘于发动机万有特性上，便能表示出整车的特性场。有关s一loA柴油机的参数为:缸径llomm、行程12omm、ZV、=6.842(l)、14oPS/300。rpm。CA

6、-15k汽车底盘有关参数为:i。=7.63，i:=6.24，i:=3.32，i:=l.90，i=i。=0.51r、求得为0.478m，汽车自重约4150kg，载重5000kg，三人乘坐时重量约200kg，总重约9350kg。汽车的传动效率越是车速、速比和负荷等的函数。在解放牌汽车情况下，可取平均值86.2计算。F=3.52m气k取0.07。6110A万有曲线特性图改善经济性匹配的途径1.把发动机万有特性的低油耗区变至中等转速的较低负荷区，则无论从生产率和g100都将获得很大经济效益.因此改善汽车经济性匹配的有效途径之一，就是使发动机的经济区位于常用排档、常用车速区。这必须降低发动机的机械损失，

7、和中等转速的工作过程来实现。2.若行驶要求的功率Ne和车速Va都不变，改变传动系所有参数(或部分参数，或发动机参数(如气缸数用停缸法)、排量V、和平均有效压力p。使汽车行驶功率和车速不变，则g100的变化率与ge的变化率相同、即此时汽车的经济性与发动机的经济性一致。3.通过增加装载吨位或带拖挂来利用较高的功率，使车速Va不变，即ik等均不变，以降低kg/T.100km油耗。不同载重与不同道路坡度时的汽车经济性匹配的变化由上述两个万有曲线特性图我们可以得到：在平道上改变装载吨位行驶时，汽车的万有特性如下图所示，由于汽车自重较大，所以V档空载的负载曲线几乎与W档五吨时相同。低速时前者反低于后者，各

8、档的满载(五吨)曲线与空车曲线p。相差仅为2左右。档位越低相差越小，班档五吨只比l档空车的p。值高0.5左右.由此可见，每吨公里的油耗随装载吨位的减小急剧增加，大车轻装，使油耗加剧，应尽量避免，从中也可见降低汽车自重对节油的重要意义。图五为在0.02和0.05两种坡道上汽车的万有特性。当汽车在不同坡道行驶时，汽车的济性和加速性迅速恶化。在2%的坡道上，V档尚可行驶，且接近loogeoin曲线，能充分利发动机的功率，但最高车速可达约65km/h，接着又必须换至W档，此时最高车速约70km/五相同功率时高档的经济性仍优于低档.1档与万档的间隔仍显得较大，当汽车在5%的坡道行驶时.V、万档已不能行驶

9、。仅能用l档行驶.最高车速约为37km/hr.g100达53kg/100km左右。图中等百公里油耗为23。在F档行驶时，沿等功率曲线发动机转速越高，百公里油耗不断急剧上升，但发动机转速相同时，用较大的功率工作g100增加较少。“实用车速”问题：从汽车的万有特性图二和图三可知，经济车速(g100/min)总是位于车速较低处，只有当发动机转速降低，ge急剧增加的情况下，g:。才升高。由于6ll0A柴油机的万有特性曲线试验转速还不够低，以致各档位下都是随转速以及与之成比例的车速的降低g100不断降低。各档的经济车速均位于发动机转速1200rPm以下，经济车速太低，虽然省油，但降低了汽车的生产率。从广

10、义的经济性来说是不合算的.折衷的办法是汽车既要省油而生产率又要高。本次讨论提出“实用车速”的概念，按节油且生产率又较高的要求，“实用车速”时应使g100/Va的比值为极小。在本机情况下，由图三可见在平道行驶时V档的实用车速约为50km/hr，档约为52km/hr，皿档约为34km/hr，这与解放牌汽车的实际常用行驶车速是很接近的。结论：1.改善发动机与汽车的经济性匹配可以有效地降低汽车的使用油耗，在CA巧K汽车的情况下可降低油耗5、10%。2.“汽车万有特性”是解决发动机与汽车匹配的全面、有效的手段，从“汽车万有特性上求得的“实用车速”是兼顾了经济性和生产率的，有一定使用价值.3.从发动机与汽车的经济性匹配出发，对传动系参数的选择提出了新的概念和新的要求。4.发动机与汽车的最佳匹配，需要合理匹配汽车底盘参数与