发动机运转性能

1、第1章 发动机运转性能概述为什么多数人愿开跑车？为什么改装车事故频频？第1章 发动机运转性能概述1. 同样一辆汽车，在有水洼的路面行驶时，有时无同样一辆汽车，在有水洼的路面行驶时，有时无法爬出水洼，为什么？法爬出水洼，为什么？2. 农村拖拉机在上坡时，为什么有时需要几个人站农村拖拉机在上坡时，为什么有时需要几个人站在车头上在车头上?3. 同一辆大货车，为什么超载容易发生安全事故？同一辆大货车，为什么超载容易发生安全事故？4. 轿车以最高速行驶时，一定省油吗？轿车以最高速行驶时，一定省油吗？5. 汽车转弯时车速需要变化吗？档位呢汽车转弯时车速需要变化吗？档位呢.第1章 发动机运转性能概述本次课主

2、要内容本次课主要内容n课程简介n课程学习、考核方法n发动机的燃烧过程n发动机特性第1章 发动机运转性能概述学习汽车的动力特性、经济特性、制动特性、转向性能，揭示这些性能的影响因素、测试评价方法以及与安全之间的关系。一、课程任务一、课程任务1、发动机运转性能二、课程的主要内容二、课程的主要内容发动机的燃烧过程发动机特性M第1章 发动机运转性能概述3、燃油经济性等速百公里燃油消耗量曲线循环行驶试验工况4、制动性制动效能制动效能恒定性制动时汽车方向稳定性2、动力性最高车速 uamax加速能力最大爬坡度imax汽车设计追求汽车设计追求的是最高性价比的是最高性价比第1章 发动机运转性能概述6、平顺性座椅

3、、人体加权加速度均方根值撞击悬架限位块概率行驶安全性7、通过性支承通过性评价指标汽车通过性几何参数5、操纵稳定性横摆角速度频率响应特性极限行驶性能M第1章 发动机运转性能概述三、研究方法三、研究方法四、学习方法四、学习方法理论研究试验研究讲授试验抓住重点，善于总结，勤思好问五、考试方法五、考试方法闭卷考试第1章 发动机运转性能概述相关书籍推荐? 余志生余志生 汽车理论汽车理论M 北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，2010? 董敬董敬. 汽车拖拉机汽车拖拉机M 北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，1998? 高延龄高延龄. 汽车运用工程汽车运用工程M 北京：人民交通出版社，北京

4、：人民交通出版社， 1990? M. 米奇克米奇克. 汽车动力学汽车动力学M. 陈荫三，译陈荫三，译.北京：人民交北京：人民交通出版社，通出版社， 1992? 司利增司利增. 汽车防滑控制系统汽车防滑控制系统ABS与与ASR M.北京：北京：人民交通出版社，人民交通出版社， 1996 第1章 发动机运转性能概述第1章 发动机运转性能第1章 发动机运转性能概述 发动机是汽车行驶的动力源，对汽车的运行起着关键性的作用，因而对汽车的动力性、燃油经济性和环保性有着直接的影响。本章就发动机燃烧过程和发动机特性作简单介绍,为后续汽车运行性能的学习做好铺垫。第三节第三节 发动机的燃烧过程发动机的燃烧过程 燃

5、料及其品质的不同，使混合气形成和燃烧方面存在一定的差异，故需对汽油机和柴油机的燃烧过程分别分析。第1章 发动机运转性能概述一、汽油机的燃烧过程一、汽油机的燃烧过程（一）正常燃烧过程 展开示功图：即纵坐标采用气缸内气体压力p，横坐标为曲轴转角 。p图1-8 汽油机的燃烧过程 图I-着火延迟期 II-明显燃烧期 III-补燃期1-开始点火 2-形成火焰中心 3-最高压力点p第1章 发动机运转性能概述I-着火延迟期：从火花塞跳火到明显的火焰核心形成这段时间，如I所示。1点开始点火，2点形成火焰中心过程：汽油混合气自燃温度较高，需点燃。在1点时，火花塞放电打火，放电穿过的区域温度达3000K以上，氧化

6、反应到一定程度，便形成火焰中心，并发光。II- 明显燃烧期，即形成火焰中心到气缸内出现最高压力的时期。在这个时期，火焰以2060m/s的速度从中心第1章 发动机运转性能概述向四周传播、燃烧的主要阶段，此阶段进行的愈快，愈靠近上止点。汽油机的经济性和动力性越好.最高压力出现在上止点后1215曲轴转角,压力升高率为175 250KPa/()III补燃期从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止，这个阶段称补燃期。补燃的成因：未燃烧的燃油，不完全燃烧中间物，贴附缸壁的混合气。第1章 发动机运转性能概述（二）不正常燃烧不正常燃烧：燃烧不是由火花塞点燃或火焰传播速率是不正常的，包括爆燃和表面点火。1. 爆燃成

7、因：未燃混合气在高温、高压作用下，超过自燃温度自行着火。特征：产生特别尖锐的敲缸声，强烈爆燃会使发动机功率下降、运转不稳、振动加大，甚至排气冒黑烟。第1章 发动机运转性能概述2.表面点火不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象，均称表面点火。若发生在火花塞跳火前，会使发动机工作粗暴，压缩功增大，向缸壁传热增加。二、柴油机的燃烧过程二、柴油机的燃烧过程柴油特点：较难挥发，但易自燃（一）燃烧过程其燃烧过程可划分为四个阶段第1章 发动机运转性能概述柴油机示功图柴油机示功图图图19 柴油机的燃烧柴油机的燃烧过程过程I-着火延迟期着火延迟期II-速燃期速燃期III-缓燃期缓燃期IV-补燃期补燃

8、期第1章 发动机运转性能概述1.着火延迟期从燃油开始喷入燃烧室到压力偏离压缩线开始急剧上升这一阶段称为着火延迟期。着火延迟期长，期间喷入燃烧室的燃料就越多，形成的可燃混合气就越多。但这些燃料着火后一起燃烧，压力升高率和最高燃烧压力就高，运动件承受冲击载荷强烈，影响柴油机寿命。第1章 发动机运转性能概述2.速燃期即从压力脱离压缩线开始到最大压力点为止，如阶段II所示。活塞处于上止点附近，气缸容积较小，着火延迟期内的混合气几乎同时燃烧，缸内温度、压力急剧上升，会导致燃烧室壁、活塞和曲轴强烈振动，产生燃烧噪声。控制速燃期内压力升高率的措施：缩短着火延迟期，减少着火延迟期内的喷油量。第1章 发动机运转

9、性能概述3.缓燃期即最大压力点开始到缸内温度达到最高值为止的这个时期，如图1-9阶段III所示。此阶段仍有大量燃料燃烧，但由于气缸容积不断增加，故压力变化不大。在该阶段结束时，放热量一般达循环放热量的70% 80 % ，缸温在2000K左右。4.补燃期即从缓燃期到燃油基本上燃烧完为止，如图第1章 发动机运转性能概述19中的第IV阶段。过长的补燃期会使大量的热传至冷却水，并使排气温度升高，零件热负荷增加，导致柴油机动力性、经济性下降。（二）燃烧过程存在的主要问题1.排气冒烟黑烟：柴油在高温缺氧情况下进行燃烧，使燃烧中间产物裂化聚合成炭粒，如果空气不足或混合不好,则炭粒不能燃烧而聚合或附于气缸内壁

10、或随废气排入大气形成柴油特有的第1章 发动机运转性能概述黑烟现象。蓝、白烟：蓝、白烟是在寒冷、刚起动的柴油机上以及怠速或低负荷运转时发生的，此时缸内温度低，着火性能不好，燃油未完全燃烧，由这些未燃烧或部分氧化的燃料液滴与水蒸汽构成的微粒，随废气排出，而形成蓝烟或白烟。白烟：0.6m 1mm颗粒蓝烟：0.6m 以下的颗粒第1章 发动机运转性能概述2.工作粗暴燃烧过程的速燃期，迅速升高缸内压力，会使燃烧室壁、活塞、连杆和曲轴 承受强烈的冲击，并产生强烈的振动声，给人以难受的感觉，被称为柴油机工作粗暴。第四节第四节 发动机特性发动机特性 车用发动机工况（功率和转速）随汽车行驶状况的需要而不断变化，其

11、动力性、经济性表现也随之而变。第1章 发动机运转性能概述发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系，称为发动机特性。其中性能指标随调整情况而变化的关系称为调整特性；而性能指标随运转工况而变化的关系称为性能特性。一、发动机的转速特性发动机性能指标随转速而变化的关系称为转速特性。第1章 发动机运转性能概述图图110 6100Q型车用汽油机的转速特性型车用汽油机的转速特性1全负荷全负荷 275%负荷负荷350%负荷负荷 425%负荷负荷发动机转速特性发动机转速特性第1章 发动机运转性能概述发动机特性曲线如图1-10所示，由图可见，部分特性曲线的变化趋势与外特性基本是一致的。就外特性曲线而言：1）

12、转矩曲线的变化趋势为：随发动机转速的升高，转矩Te增加到最大转矩Temax，此后逐渐下降，且下降程度逐渐加快。2）功率曲线的变化趋势为：随转速的升高，开始阶段功率Pe增加很快；达到最大转矩转速后，转速再增加，功率增长减慢；当达到最大功率后，功率又随转速的增加而下降。 第1章 发动机运转性能概述3）有效耗油率曲线的变化趋势为：一条凹形曲线，只有在某一经济转速时有效耗油率be最小。由于高转速对发动机不利，因此一般发动机限制其转速为nB，并称之为限制转速或标定转速。与nB相应的节流阀全开时的功率称为标定功率PB。我国汽车标定功率为15min功率，这一功率为发动机允许连续运转15min的最大有效功率。

13、 第1章 发动机运转性能概述二、发动机的负荷特性负荷特性是指发动机转速不变，其经济指标随负荷而变化的关系。当发动机转速不变时，有效功率Pe、有效转矩Te和平均有效压力pe互为正比，皆可表示发动机负荷。负荷还可用负荷率表示，负荷率是指发动机在一定转速下实际输出的功率与节流阀全开时的最大功率之比的百分数。由于在发动机转速不变的情况下，发动机负荷与发动机节气门开度的趋势一致，故也可根据需要用节气门开度表示负荷。第1章 发动机运转性能概述图图111 613SQ柴油机柴油机的负荷特性的负荷特性发动机负荷特性发动机负荷特性第1章 发动机运转性能概述由图111，可以看出，有效油耗率的变化趋势为：当节气门开度

14、（或测量调节机构所决定的循环供油量）由怠速状态逐渐增大时，油耗率迅速下降。对汽油机而言，节气门开度增至全开度的8090%左右以后，为保证最大功率，使混合气浓度增至0.8 0.9，由于此时出现了燃烧不完全，致使油耗率又重新上升；由负荷特性曲线的变化趋势可知，负荷率为8090% 时，发动机的燃油消耗率是最低的。第1章 发动机运转性能概述三、发动机的万有特性为了能在一张图上较全面地展示发动机的性能，常应用多参数的所谓万有特性曲线。应用最广的万有特性曲线是以转速为横坐标，以转矩为纵坐标，在图上画出等油耗曲线和等功率曲线，如图1-12所示便是某一汽油发动机的万有特性图。第1章 发动机运转性能概述图图1-12 CA6102汽油机汽油机万有特性万有特性发动机万有特性图发动机万有特性图第1章 发动机运转性能概述图图113 万有特性图等油耗率曲线万有特性图等油耗