复习资料 第03章 摩托车发动机的主要性能指标与特性

1、摩托车发动机原理及构造摩托车发动机原理及构造1培训内容培训内容2发动机的基础知识介绍发动机的基础知识介绍12发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性3摩托车发动机的工作原理摩托车发动机的工作原理摩托车发动机的摩托车发动机的结构组成及作用结构组成及作用4 1、汽油机的理想循环、汽油机的理想循环三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性1 1）定容循环定容循环 假设条件：假设条件：发动机气缸中，没有工质的交换，为发动机气缸中，没有工质的交换，为理想气体，其比热为定值理想气体，其比热为定值在压缩、膨胀行程中与外部没有热交在压缩、膨胀行程中与外部没有热交换。即绝热压缩和换

2、。即绝热压缩和 绝热膨胀。绝热膨胀。没有进、排气阻力。没有进、排气阻力。在定容条件下，由外部热源与工质加在定容条件下，由外部热源与工质加热以及由工质向外部冷源放热，代替热以及由工质向外部冷源放热，代替实际燃烧过程和排气过程。实际燃烧过程和排气过程。工质是在作闭式循环，循环过程均为工质是在作闭式循环，循环过程均为可逆过程。可逆过程。PV2定容循环P-V图3Z4上止点下止点13 发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主要性能指标有：要性能指标有：动力性能指标，经济性能指标和排放性能指标动力性能指标，经济性能指标和排放性能指

3、标。 三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性4动力性指标动力性指标 表征发动机作功能力大小强化指标强化指标 评价发动机承受 热负荷和机械负荷能力经济性指标经济性指标发动机热效率和燃油消耗率环境性能指标环境性能指标 指发动机排放品质和噪声水平可靠性指标可靠性指标 规定条件下，正常持续工作能力耐久性指标耐久性指标 主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间工艺性指标工艺性指标 制造和维修的方便程度(1)(1)动力性能指标动力性能指标 动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效扭矩、有效功率和曲轴转速有效功率和曲轴转速。 三

4、、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性a. a.有效扭矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用有效扭矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用TeTe表示，单位为表示，单位为 NmNm。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生曲轴产生的扭矩，的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净的净扭矩。扭矩。b. b.有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用PePe表示，单位为

5、表示，单位为 kWkW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴曲轴转速的乘积。发转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器 测定测定。9550106023KWnTTenPee5标定功率：标定功率：15min功率、功率、1h功率、功率、12h功率、持续功率四种，汽车摩托车通常功率、持续功率四种，汽车摩托车通常采用采用15min功率标准标额定功率、额定转速。按可靠性试验要求，应该在标定功率标准标额定功率、额定转速。按可靠性试验要求，应该在标定工况下连续运行工况下连续运行30

6、01000h。c. c.转转 速：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为速：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/minr/min。发动机产品铭牌上标明的。发动机产品铭牌上标明的 功率及相应转速称为额定功率和额定转速功率及相应转速称为额定功率和额定转速。 (2) (2) 经济性能指标经济性能指标三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性通常用通常用燃油消耗率燃油消耗率和和有效热效率有效热效率来来评价内燃机的经济性能评价内燃机的经济性能。燃油消耗率：燃油消耗率： 是是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW1kW有效功率在有效功率在

7、1 1小小时内所消耗的燃油质量时内所消耗的燃油质量( (以以g g为单位为单位) )，燃油消耗率通常，燃油消耗率通常用用b be e表示表示，其单位为，其单位为g/kWhg/kWh，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率有效燃油消耗率b b是是最小值最小值。6式中：式中：B 发动机单位时间的耗油量发动机单位时间的耗油量(kg / h) ，可由试验测定；，可由试验测定； Pe 发发动机的有效功率动机的有效功率(kW)。310

8、eePBbg/kWh对于汽油机，对于汽油机，be=270325 g/kWh有效热效率有效热效率 燃料中所含的热量转变为有效功的比例，用燃料中所含的热量转变为有效功的比例，用e表示表示 计算公式为：计算公式为： 当测得发动机有效功率当测得发动机有效功率Pe和每小时的燃油消耗质量和每小时的燃油消耗质量B时，时，e还可表示为：还可表示为：一般，现代汽车的汽油机一般，现代汽车的汽油机e值值为为0.250.30左右，柴左右，柴油机为油机为0.40左右。左右。三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性7 (3) (3) 运转性能指标（排放性能运转性能指标（排放性能) )三、三、发动机的主

9、要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性排放性能指标包括排放烟度、有害气体排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO(CO，HCHC，NOx)NOx)排放量、噪声等排放量、噪声等。国国法规排放法规排放标准标准(GB14622-2007)8噪声噪声发动机是摩托车的主要噪声源。在我国制定的摩托车加速行驶车外噪声限值标准发动机是摩托车的主要噪声源。在我国制定的摩托车加速行驶车外噪声限值标准(GB161692005)中，对不同分类的摩托车以及同一分类中不同发动机不同中，对不同分类的摩托车以及同一分类中不同发动机不同排量的摩托车，详细制定了噪声限值。排量的摩托车，详细制定了噪声限值。 我公司生产的摩托车

10、：我公司生产的摩托车：77dB起动性能起动性能我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10、柴油机在、柴油机在-5以以下的气温条件下起动发动机时，下的气温条件下起动发动机时，15s以内发动机要能自行运转。以内发动机要能自行运转。 排气品质：排气品质：有害气体的排放限值须符合有害气体的排放限值须符合GBGB标准。标准。 发动机的主要性能指标有效扭矩发动机的主要性能指标有效扭矩TeTe，有效功率，有效功率PePe，有效耗油，有效耗油率随其运转工况率随其运转工况( (负荷、转速负荷、转速) )变化而变化的关系称为发动机变化而变化的关系称为发动

11、机的特性。的特性。 三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性其其性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性，而性能指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。用性，而性能指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。用曲线来表示这些关系，称为发动机的特性曲线。发动机特性是曲线来表示这些关系，称为发动机的特性曲线。发动机特性是对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据。在发动机特性中，对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据。在发动机特性中，其速度特性最为常用。其速度特性最为常用。9(1)(1)速度特性速度特性三、三、发动机的主

12、要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性发动机发动机的速度特性指发动机的性能指标的速度特性指发动机的性能指标TeTe，PePe，gege，随发动机转速随发动机转速n n变化的规律，用曲线表示，称为速度特变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。速度特性可以在发动机试验台上测得。当节性曲线。速度特性可以在发动机试验台上测得。当节气门开度保持不变时，同时用测功器对发动机曲轴施气门开度保持不变时，同时用测功器对发动机曲轴施加一定数值的阻力矩。当发动机运转稳定时即阻力矩加一定数值的阻力矩。当发动机运转稳定时即阻力矩和发动机发出的有效扭矩相等时，可用转速表测出此和发动机发出的有效扭矩相等时，可用转速表

13、测出此时的稳定转速，同时在测功器上测出该转速下的有效时的稳定转速，同时在测功器上测出该转速下的有效扭矩扭矩TeTe，计算出有效功率，计算出有效功率PePe，另外可测出消耗一定量，另外可测出消耗一定量汽油所经历的时间，换算成每小时耗油量汽油所经历的时间，换算成每小时耗油量GTGT，然后计，然后计算出有效燃油消耗率算出有效燃油消耗率gege。改变测功器的阻力矩数值，。改变测功器的阻力矩数值，重复上述过程，又可以得出一组重复上述过程，又可以得出一组n n、TeTe、PePe、gege，这样，这样重复若干次，可以得到一系列的重复若干次，可以得到一系列的n n、TeTe、PePe、gege，然后，然后根

14、据这些数据，以转速根据这些数据，以转速n n为横坐标，以性能指标为横坐标，以性能指标TeTe、PePe、gege为纵坐标作出三条曲线，即为相对应于该节气门开为纵坐标作出三条曲线，即为相对应于该节气门开度的速度特性曲线。节气门全开时的速度特性叫发动度的速度特性曲线。节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性；节气门不全开的任意位置所得到的速度机的外特性；节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机特性都称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。所具有的最高动力性能。10PePe 配气定时配气定时三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能

15、指标及特性 大的进气迟后角能充分利用高速惯性充气，在高速下能得到较大的最大大的进气迟后角能充分利用高速惯性充气，在高速下能得到较大的最大功率和扭矩，但在低速时会产生严重的功率和扭矩，但在低速时会产生严重的“倒流倒流”，低速性能差。相反，则，低速性能差。相反，则反之。反之。进排气门数目进排气门数目 四气门比二气门有较大的通过面积，保证在高速下获得大的充气量，因四气门比二气门有较大的通过面积，保证在高速下获得大的充气量，因此，最大扭矩较大且对应于较高转速。低速时差别不明显。此，最大扭矩较大且对应于较高转速。低速时差别不明显。化油器腔数化油器腔数四腔化油器比双腔化油器具有较大的流通面积和较小的进气阻

16、力，最大功四腔化油器比双腔化油器具有较大的流通面积和较小的进气阻力，最大功率和最大扭矩较大且向高速移动。率和最大扭矩较大且向高速移动。排气管排气管双排气管比单排气管阻力小，以及避免各缸之间干扰、充分利用排气管效双排气管比单排气管阻力小，以及避免各缸之间干扰、充分利用排气管效应，使最大功率和最大扭矩增大，并对应于较高的转速。应，使最大功率和最大扭矩增大，并对应于较高的转速。增压增压：增压机型的最大扭矩发生在较低转速。增压机型的最大扭矩发生在较低转速。可变进气系统可变进气系统：针对高低速不同特性，可变进气，可使高低速性能都针对高低速不同特性，可变进气，可使高低速性能都变好。（低中速采用两气门，高速

17、采用四气门）变好。（低中速采用两气门，高速采用四气门）11(2)(2)负荷特性负荷特性三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性指当转速指当转速 不变时，经济性指示随发动机负不变时，经济性指示随发动机负荷的变化关系。可用功率荷的变化关系。可用功率PePe，扭矩，扭矩TeTe表示。表示。首先保证水温、油温为最佳，化油器、点火首先保证水温、油温为最佳，化油器、点火提前角等调整好后节气门开席由小到大逐渐提前角等调整好后节气门开席由小到大逐渐打开到全开，每改变一个节气门开席后，利打开到全开，每改变一个节气门开席后，利用改变测功机的负荷，保持发动机的转速不用改变测功机的负荷，保持发动机

18、的转速不变，然后测量发动机每小时燃油消耗量变，然后测量发动机每小时燃油消耗量Bkg/hBkg/h，发动机扭矩，发动机扭矩TeTe（换算成（换算成PePe），计），计算出算出燃油消耗量燃油消耗量b b。把从小开度到全开各点。把从小开度到全开各点（一般不少于（一般不少于7 7个点）连接起来就得到了负个点）连接起来就得到了负荷特性曲线。荷特性曲线。12汽油机汽油机负荷特性负荷特性310ePBbg/kWh(3)(3)调整特性调整特性三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性发动机的主要调整对象：点火提前角、混合气空燃比发动机的主要调整对象：点火提前角、混合气空燃比13点火调整特性点火

19、调整特性（PePe最大值对应最大值对应b b最小值）最小值）点火提前角调整特性点火提前角调整特性点火提前角对发动机的经济性和动力性有较大点火提前角对发动机的经济性和动力性有较大影响。寻找最佳点火提前角，使动力性和经济影响。寻找最佳点火提前角，使动力性和经济性最佳，一般要作点火提前角调整特性。性最佳，一般要作点火提前角调整特性。点火提前角调整特性点火提前角调整特性：当发动机节气门和转速：当发动机节气门和转速一定时，功率一定时，功率PePe和燃油消耗率和燃油消耗率b b随点火提前角随点火提前角 ig ig变化的关系。变化的关系。选定转速和节气门开度，从小到大逐渐改变点选定转速和节气门开度，从小到大

20、逐渐改变点火提前角火提前角 ig ig，每改变一个，每改变一个 ig ig，记录一次，记录一次PePe和和b b，一直到爆燃时停止，把各点下记录的一直到爆燃时停止，把各点下记录的PePe和和b b连接连接成曲线，即为点火调整特性。成曲线，即为点火调整特性。实践中，应选用全负荷最大扭矩点和对应的转实践中，应选用全负荷最大扭矩点和对应的转速进行点火提前的调整。速进行点火提前的调整。(3)(3)调整特性调整特性三、三、发动机的主要性能指标及特性发动机的主要性能指标及特性14A A点表示该转速下的最大功率，对应的混合气点表示该转速下的最大功率，对应的混合气成分叫功率混合气成分叫功率混合气点对应的是最低

21、燃油消耗率点，对应的混点对应的是最低燃油消耗率点，对应的混合气成分叫经济混合气合气成分叫经济混合气混合气成分调整特性混合气成分调整特性也称燃油调整特性也称燃油调整特性：它是在一定转：它是在一定转速和节气门开度下，发动机功率速和节气门开度下，发动机功率PePe和燃油和燃油 消耗率消耗率b b 随混合气成分（空随混合气成分（空燃比燃比 或过量空气系数或过量空气系数）的变化）的变化关系。空气量不变，只是改变燃油关系。空气量不变，只是改变燃油供给量供给量B B就可改变混合气成分。就可改变混合气成分。保持节气门某一开度和某一转速，保持节气门某一开度和某一转速，调整化油器主量孔大小或浮子室真调整化油器主量孔大小或浮子室真空度来改变供油量。每改变一次供空度来改变供油量。每改变一次供油量，就测量一次此时的燃油油量，就测量一次此时的燃油 消消耗量耗量B B和和TeTe（或功率（或功率PePe），将获得），将获得的数值连起来就是不同混合气成分的数值连起来就是不同混合气成分的调整曲线。的调整曲线。B B增加则混合气变浓，反之则反之。增加则混合气变浓，反之则反之。图：同一转速不同节气门开席则图：同一转速不同节气门开席则Pe、