第一章發(fā)動(dòng)機(jī)性能

1、第一章發(fā)動(dòng)機(jī)性能一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展1.1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧 17941794年年，英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動(dòng)力，英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動(dòng)力，第一次提出了燃料與空氣混合的概念；第一次提出了燃料與空氣混合的概念； 17991799年提出點(diǎn)燃煤年提出點(diǎn)燃煤氣等氣等 18161816年年r.stirlingr.stirling發(fā)明了熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)明了熱空氣發(fā)動(dòng)機(jī) 18171817年年rivazrivaz開發(fā)了第一臺(tái)大氣壓下的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)了第一臺(tái)大氣壓下的氫氣發(fā)動(dòng)機(jī) 18331833年年，英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動(dòng)，

2、英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動(dòng) 活塞作功的設(shè)計(jì)；活塞作功的設(shè)計(jì)； 18601860年年lenoirlenoir發(fā)明第一臺(tái)煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，人們開始意識(shí)到發(fā)明第一臺(tái)煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，人們開始意識(shí)到燃料在密閉室內(nèi)燃燒。燃料在密閉室內(nèi)燃燒。1.1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧 1860年，奧拓研制了第一臺(tái)四沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)。 1876年，德國發(fā)明家奧托，研制成功第一臺(tái)往復(fù)活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內(nèi)燃機(jī)。 1886年，戴姆勒.奔茨等人研制了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。 1892年，狄塞爾發(fā)明了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。 1897年，德國工程師狄塞爾首創(chuàng)的壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))研制成功；189

3、8年，柴油機(jī)首先用于固定式發(fā)電機(jī)組；1903年用作商船動(dòng)力；1904年裝于艦艇；1913年第一臺(tái)以柴油機(jī)為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車制成；1920年左右開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機(jī)械。 經(jīng)過100多年的發(fā)展，汽油機(jī)和柴油機(jī)技術(shù)發(fā)生了巨大變化。集各門學(xué)科、高科技于一身，無論是自身性能還是與工作機(jī)械的匹配，都達(dá)到登峰造極的地步。重量大約減輕100倍，油耗下降5倍。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展 1.1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史的回顧汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展 奧拓四沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車奧拓四沖程煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)汽車本茨設(shè)計(jì)制造出裝用汽油機(jī)的三輪汽車本茨設(shè)計(jì)制造出裝用汽油機(jī)的三輪汽車19531953年第一汽車制造

4、廠在長春奠基，年第一汽車制造廠在長春奠基，19561956年年7 7月月1313日，日，1212輛國產(chǎn)輛國產(chǎn)“解放解放”牌汽車駛下總裝線，開創(chuàng)了我國汽車工業(yè)的新紀(jì)元。牌汽車駛下總裝線，開創(chuàng)了我國汽車工業(yè)的新紀(jì)元。19891989年確定了三大三小的格局。年確定了三大三小的格局。19941994年汽車工業(yè)被列為國家支柱產(chǎn)業(yè)。年汽車工業(yè)被列為國家支柱產(chǎn)業(yè)。19981998年我國汽車產(chǎn)量超過年我國汽車產(chǎn)量超過160160萬輛，進(jìn)入世界十強(qiáng)。萬輛，進(jìn)入世界十強(qiáng)。20032003年成為世界第四大汽車生產(chǎn)國和第三大消費(fèi)國。年成為世界第四大汽車生產(chǎn)國和第三大消費(fèi)國。20052005年我國汽車產(chǎn)量達(dá)到年我國汽車

5、產(chǎn)量達(dá)到570.7570.7萬輛，銷售汽車萬輛，銷售汽車575.82575.82萬輛。萬輛。 20062006年汽車保有量年汽車保有量49854985萬輛。萬輛。20082008年我國汽車銷量年我國汽車銷量938.05938.05萬輛，萬輛，保有量保有量64676467萬輛。萬輛。我國摩托車工業(yè)，自我國摩托車工業(yè)，自19931993年連續(xù)產(chǎn)量居世界第一年連續(xù)產(chǎn)量居世界第一. .截至截至20112011年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量為年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量為2.252.25億輛，其中汽車億輛，其中汽車1.061.06億輛億輛。 2.2.我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展主

6、要存在問題：我國發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展主要存在問題： 自主開發(fā)能力差，自主開發(fā)能力差， 核心技術(shù)主要是掌握在國外。核心技術(shù)主要是掌握在國外。 企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模小，重復(fù)投資引進(jìn)。企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模小，重復(fù)投資引進(jìn)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展 汽油機(jī)產(chǎn)量汽油機(jī)產(chǎn)量 序號單位產(chǎn)量（臺(tái)）產(chǎn)量份額（%）1一汽-大眾10177967.76 2上汽通用五菱9558887.29 3重慶長安8402706.40 4上海通用動(dòng)力7942366.05 5東風(fēng)日產(chǎn)7939116.05 6奇瑞汽車6359654.85 7五菱柳機(jī)6167244.70 8上海大眾5626804.29 9北京現(xiàn)代5580354.2510上海大眾動(dòng)力

7、5086993.88 上述十家企業(yè)共生產(chǎn)汽油機(jī)728.4204萬臺(tái)，占汽油機(jī)生產(chǎn)累計(jì)總量的55.51%。2.2.我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀序號序號單位單位產(chǎn)量（臺(tái)）產(chǎn)量（臺(tái)）產(chǎn)量份額（產(chǎn)量份額（% %）1廣西玉柴機(jī)器集團(tuán) 722542 19.252中國一汽集團(tuán) 456983 12.183安徽全柴動(dòng)力股份有限公司 377398 10.064濰柴動(dòng)力股份有限公司360127 9.605昆明云內(nèi)動(dòng)力股份有限公司228417 6.096東風(fēng)汽車 225326 6.007江鈴控股 195296 5.208朝陽柴油機(jī)廠188313 5.029山東華源萊動(dòng) 171609 4.571

8、0北汽福田 144734 3.86柴油機(jī)產(chǎn)量柴油機(jī)產(chǎn)量 十家企業(yè)共銷售柴油機(jī)307.0745萬臺(tái)，占柴油機(jī)累計(jì)銷售總量的81.82%。 2.2.我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀國際十佳國際十佳3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī) ward年度十佳發(fā)動(dòng)機(jī)獎(jiǎng)項(xiàng)是由名為wards autoworld（沃德的汽車世界）這本雜志評選出來的。該雜志創(chuàng)刊于1924年，在全世界范圍內(nèi)都頗具影響力。雖然有資格獲得ward十佳發(fā)動(dòng)機(jī)的只有在北美市場發(fā)售的車型，但實(shí)際上能夠贏得北美市場和ward的認(rèn)可就可以等同于贏得了全世界的認(rèn)可。1 1、奧迪、奧迪3.0l tfsi3.0l tfsi機(jī)械增

9、壓機(jī)械增壓dohc v-6dohc v-6 這款3.0ltfsi v6具有驚人的中低速扭矩，同時(shí)全鋁構(gòu)造更輕并具有更好的經(jīng)濟(jì)性。功率達(dá)到333hp/ 5500-7000rpm，扭矩達(dá)441nm/ 2900-5300rpm。奧迪3.0tfsi發(fā)動(dòng)機(jī)采用缸內(nèi)直噴技術(shù)，機(jī)械增壓裝置完美地融合在90度的v6發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓縮比達(dá)10.5:1。 國內(nèi)市場中的奧迪a6l、a8、q7等車型中配備。國際十佳國際十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)2 2、寶馬、寶馬 n20 n20 渦輪增壓渦輪增壓 2.0l i-42.0l i-4 3 3、寶馬、寶馬3.0l n55 3.0l n55 渦輪增壓渦輪增壓

10、i-6i-6120hp/ l，扭力約350nm左右。國內(nèi)市場中目前只有進(jìn)口版z4配備了此款發(fā)動(dòng)機(jī)。產(chǎn)生300hp/ 5800rpm功率以及高達(dá)407nm/ 1200-5000rpm最大扭矩，在目前中國市場的進(jìn)口335i和國產(chǎn)535i車型上均可見到 國際十佳國際十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)4 4、福特、福特ecoboost ecoboost 渦輪增壓渦輪增壓2.0l i-42.0l i-4 此款2.0lecoboost渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比以往福特推出的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有巨大的技術(shù)進(jìn)步，加裝了當(dāng)下流行的可變正時(shí)氣門+缸內(nèi)直噴+渦輪增壓，以高效動(dòng)力表現(xiàn)以及可觀的燃油經(jīng)濟(jì)性贏得評委們的青

11、睞。 采用博格華納的k03低慣量轉(zhuǎn)子渦輪，在進(jìn)、排氣門可變正時(shí)的幫助下，發(fā)動(dòng)機(jī)在1750rpm便可達(dá)到最大扭矩輸出，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力表現(xiàn)。此發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率240馬力，扭矩可達(dá)340nm，可謂小排量大輸出。國內(nèi)所搭載此款發(fā)動(dòng)機(jī)的車型包括福特蒙迪歐致勝、沃爾沃s80l以及備受關(guān)注的路虎攬勝極光 國際十佳國際十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)5 5、馬自達(dá)、馬自達(dá)skyactiv-g 2.0l i-4skyactiv-g 2.0l i-4 這款成本不高但科技感十足的自然吸氣4缸2.0lskyactv發(fā)動(dòng)機(jī)，國內(nèi)被稱為“創(chuàng)馳藍(lán)天”技術(shù)，重點(diǎn)在于提升動(dòng)力系統(tǒng)的效率和動(dòng)力性能，此款

12、發(fā)動(dòng)機(jī)的亮點(diǎn)之一在于其高達(dá)14:1的超高壓縮比例，雖然后期經(jīng)過調(diào)整有所降低，但仍然達(dá)到了13:1。能夠采用如此高的壓縮比，與發(fā)動(dòng)機(jī)采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的燃燒室分不開。效率方面，與目前普通馬自達(dá)2.0發(fā)動(dòng)機(jī)相比提高了15%以上。 這款發(fā)動(dòng)機(jī)將主要用于馬自達(dá)3 skyactiv版本以及2013款cx-5中，目前還沒有引入中國市場。國際十佳國際十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)6 6、克萊斯勒、克萊斯勒pentastar 3.6l dohc v-6pentastar 3.6l dohc v-6 該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、耐久度高、保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，可產(chǎn)出286馬力的最大功率以及347nm的最大扭矩，

13、油耗9.4l/100km左右。jeep吉普牧馬人、大切諾基等車型均配備了此款發(fā)動(dòng)機(jī)。7 7、福特、福特coyote, 5.0l v-8coyote, 5.0l v-8 這款發(fā)動(dòng)機(jī)只出現(xiàn)在美版的福特野馬boss 302。功率444hp，使用了全新的頂置凸輪和鋁制結(jié)構(gòu)，以及雙獨(dú)立可變凸輪軸正時(shí)技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以隨時(shí)迅速控制節(jié)氣門開閉程度，提升車輛的加速性能以及低轉(zhuǎn)速動(dòng)力輸出。8 8、通用別克渦輪增壓、通用別克渦輪增壓2.0l i-42.0l i-4 此次獲獎(jiǎng)的通用別克2.0高功率渦輪增壓直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，擁有270馬力、400nm的動(dòng)力輸出數(shù)據(jù)，動(dòng)力水平直逼同平臺(tái)的歐寶insignia opc搭載的2

14、.8l v6渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī) ，而國內(nèi)版均為雖然也使用同樣代號的2.0渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，但功率與海外版的270馬力版本截然不同，國內(nèi)的2.0發(fā)動(dòng)機(jī)只有不到230馬力的最大功率 。1010、英菲尼迪、英菲尼迪vq, 3.5l v-6 vq, 3.5l v-6 混合動(dòng)力混合動(dòng)力 vq混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)采用一臺(tái)可以輸出68馬力（50千瓦）功率、270nm的hm34電動(dòng)機(jī)作為輔助，可輸出超過360馬力的動(dòng)力，通過位于電動(dòng)機(jī)前后兩套離合器的開閉組合來控制動(dòng)力的流向，電動(dòng)機(jī)則身兼二職，既做驅(qū)動(dòng)使用的電動(dòng)機(jī)，又用來做發(fā)電機(jī)。車輛的百公里油耗約小于6l/100km新推出的發(fā)動(dòng)機(jī)將主要配備于英菲尼迪m35h車型上，雖然

15、目前還沒有進(jìn)入國內(nèi)市場，但有消息稱英菲尼迪將有望在今年內(nèi)引進(jìn)混合動(dòng)力版本的車輛。國際十佳國際十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)9 9、現(xiàn)代、現(xiàn)代 gdigdi 1.6l i-41.6l i-4 韓系發(fā)動(dòng)機(jī)近年來屢次獲獎(jiǎng)。此次上榜的是一臺(tái)全新小排量gdi 1.6升 4缸發(fā)動(dòng)機(jī)。這款發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用了缸內(nèi)直噴技術(shù)，使燃料燃燒更加充分，輸出更加高效，同時(shí)有效降低油耗以及二氧化碳排放量。其最大功率約為101kw)/6300rpm和166nm/4850rpm的最大扭矩。 此款發(fā)動(dòng)機(jī)用于現(xiàn)代以及起亞的眾多入門級車型，例如海外版現(xiàn)代雅紳特、飛思、起亞秀爾等。遺憾的是，也許是出于成本以及國內(nèi)油品質(zhì)量考慮

16、，目前這款1.6升高效發(fā)動(dòng)機(jī)沒有被引進(jìn)到國內(nèi)市場中。 2012年12月11日，由汽車與運(yùn)動(dòng)主辦 “中國心”2012年度十佳發(fā)動(dòng)機(jī)，作為國內(nèi)惟一的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)評選活動(dòng)，受到各界關(guān)注國內(nèi)十佳國內(nèi)十佳 3.3.國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)外十佳發(fā)動(dòng)機(jī)4.4.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題石油缺乏：石油缺乏： 根據(jù)英國石油公司根據(jù)英國石油公司世界能源統(tǒng)計(jì)評論世界能源統(tǒng)計(jì)評論的數(shù)據(jù)，截止的數(shù)據(jù)，截止20032003年底，世年底，世界已探明石油儲(chǔ)量為界已探明石油儲(chǔ)量為1148011480億桶，合計(jì)億桶，合計(jì)15701570億噸。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看，如果億噸。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)來看，如果石油消費(fèi)保持現(xiàn)在的速度，世界

17、石油儲(chǔ)備還可以滿足石油消費(fèi)保持現(xiàn)在的速度，世界石油儲(chǔ)備還可以滿足4040年到年到5050年之需。年之需。 我國石油資源總量較豐富。據(jù)我國石油資源總量較豐富。據(jù)20032003年年bpbp的統(tǒng)計(jì)，在世界的統(tǒng)計(jì)，在世界103103個(gè)產(chǎn)油國中個(gè)產(chǎn)油國中我國石油可采資源總量和剩余可采儲(chǔ)量分別居第我國石油可采資源總量和剩余可采儲(chǔ)量分別居第1111位和第位和第1010位。截至位。截至 20032003年底，我國石油可采資源探明率為年底，我國石油可采資源探明率為4343，總體屬于石油勘探中等成熟，總體屬于石油勘探中等成熟階段。綜合分析資源情況和勘探潛力，預(yù)計(jì)未來階段。綜合分析資源情況和勘探潛力，預(yù)計(jì)未來15

18、152020年內(nèi)，我國石油儲(chǔ)年內(nèi)，我國石油儲(chǔ)量仍處于高穩(wěn)定增長期，年均新增石油可采儲(chǔ)量在量仍處于高穩(wěn)定增長期，年均新增石油可采儲(chǔ)量在1.41.4億億1.81.8億噸左右，億噸左右，大體保持目前的儲(chǔ)量增長水平。大體保持目前的儲(chǔ)量增長水平。 從從19931993年起成為石油凈進(jìn)口國，我國進(jìn)口石油的三分之一用于汽車消年起成為石油凈進(jìn)口國，我國進(jìn)口石油的三分之一用于汽車消耗。國內(nèi)石油產(chǎn)量基本維持在耗。國內(nèi)石油產(chǎn)量基本維持在2 2億噸左右水平，每年進(jìn)口量還在增加。億噸左右水平，每年進(jìn)口量還在增加。20112011年達(dá)到年達(dá)到2.72.7億噸，很快將突破億噸，很快將突破3 3億噸，預(yù)計(jì)億噸，預(yù)計(jì)20152

19、015年進(jìn)口依存度達(dá)到年進(jìn)口依存度達(dá)到60%60%以上。據(jù)預(yù)測將嚴(yán)重影響國家能源安全。以上。據(jù)預(yù)測將嚴(yán)重影響國家能源安全。4.4.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題 我國的油價(jià)在世界范圍內(nèi)處于中游，但收入與油我國的油價(jià)在世界范圍內(nèi)處于中游，但收入與油價(jià)比排名世界第四，而且我國的高速公路收費(fèi)；隨著價(jià)比排名世界第四，而且我國的高速公路收費(fèi)；隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格，運(yùn)輸成本會(huì)進(jìn)一步提高。排放標(biāo)準(zhǔn)的更加嚴(yán)格，運(yùn)輸成本會(huì)進(jìn)一步提高。排放排放 汽車排出的污染物質(zhì)主要包括在氣缸內(nèi)燃燒后從排氣汽車排出的污染物質(zhì)主要包括在氣缸內(nèi)燃燒后從排氣管排出的廢氣，以及曲軸箱竄氣、機(jī)油蒸氣排放、燃料箱管排出的廢氣

20、，以及曲軸箱竄氣、機(jī)油蒸氣排放、燃料箱和化油器的蒸發(fā)排放等。有害物質(zhì)包括和化油器的蒸發(fā)排放等。有害物質(zhì)包括coco、 coco2 2、nonox x、hchc、碳煙等。碳煙等。噪聲污染噪聲污染 噪聲污染已經(jīng)成為四大公害之一。而城市噪聲污染主噪聲污染已經(jīng)成為四大公害之一。而城市噪聲污染主要來自城市交通噪聲，其中汽車噪聲占據(jù)很大部分。在我要來自城市交通噪聲，其中汽車噪聲占據(jù)很大部分。在我國城市噪聲源中，交通噪聲占國城市噪聲源中，交通噪聲占46.8%46.8%，社會(huì)生活噪聲占，社會(huì)生活噪聲占28.9%28.9%，工業(yè)噪聲占，工業(yè)噪聲占8.3%8.3%，施工噪聲占，施工噪聲占5.1%5.1%，其它噪聲

21、占，其它噪聲占10.9%10.9%。而且，交通噪聲所占比例有逐年上升的趨勢。而且，交通噪聲所占比例有逐年上升的趨勢。4.4.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展面臨問題5.5.汽車動(dòng)力裝置發(fā)展預(yù)測汽車動(dòng)力裝置發(fā)展預(yù)測內(nèi)燃機(jī)技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面內(nèi)燃機(jī)技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面（1 1）缸內(nèi)直噴電控汽油機(jī)性能的進(jìn)一步改善）缸內(nèi)直噴電控汽油機(jī)性能的進(jìn)一步改善（2 2）使用共軌式高壓電控直噴柴油機(jī)）使用共軌式高壓電控直噴柴油機(jī)（3 3）汽柴油品質(zhì)的提高）汽柴油品質(zhì)的提高（4 4）各種高效排放后處理裝置的開發(fā)和使用）各種高效排放后處理裝置的開發(fā)和使用動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置說明說明汽油機(jī)汽油機(jī)先進(jìn)汽油機(jī)、

22、自動(dòng)離合器、變速器先進(jìn)汽油機(jī)、自動(dòng)離合器、變速器混合動(dòng)力汽油機(jī)混合動(dòng)力汽油機(jī)先進(jìn)汽油機(jī)連續(xù)變速器，并聯(lián)電池和電動(dòng)機(jī)先進(jìn)汽油機(jī)連續(xù)變速器，并聯(lián)電池和電動(dòng)機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)先進(jìn)柴油機(jī)、自動(dòng)離合器、變速器先進(jìn)柴油機(jī)、自動(dòng)離合器、變速器混合動(dòng)力柴油機(jī)混合動(dòng)力柴油機(jī)先進(jìn)柴油機(jī)連續(xù)變速器，并聯(lián)電池和電動(dòng)機(jī)先進(jìn)柴油機(jī)連續(xù)變速器，并聯(lián)電池和電動(dòng)機(jī)氫燃料電池氫燃料電池100100燃料電池，壓縮氫氣和電驅(qū)動(dòng)鏈燃料電池，壓縮氫氣和電驅(qū)動(dòng)鏈混合動(dòng)力氫燃料電池混合動(dòng)力氫燃料電池氫燃料電池加蓄電池氫燃料電池加蓄電池汽油燃料電池汽油燃料電池與氫燃料電池同，氫氣是由車上加工汽油產(chǎn)生與氫燃料電池同，氫氣是由車上加工汽油產(chǎn)生汽油燃料

23、電池汽油燃料電池混合動(dòng)力混合動(dòng)力 同上加蓄電池同上加蓄電池5.5.汽車動(dòng)力裝置發(fā)展預(yù)測汽車動(dòng)力裝置發(fā)展預(yù)測汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展 二、二、 發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程1.1.對實(shí)際循環(huán)所作的假設(shè)條件對實(shí)際循環(huán)所作的假設(shè)條件 a) a) 假設(shè)工質(zhì)是理想氣體，整個(gè)循環(huán)工質(zhì)組假設(shè)工質(zhì)是理想氣體，整個(gè)循環(huán)工質(zhì)組成成分不變。成成分不變。 b) b) 閉口系統(tǒng)作封閉循環(huán)，不考慮換氣損失。閉口系統(tǒng)作封閉循環(huán)，不考慮換氣損失。 c) c) 將壓縮和膨脹過程假定為絕熱等熵過程。將壓縮和膨脹過程假定為絕熱等熵過程。 d) d) 假設(shè)燃燒是外界無數(shù)個(gè)高溫?zé)嵩炊ㄈ莼蚣僭O(shè)燃燒是外界無數(shù)個(gè)高溫?zé)嵩炊ㄈ?/p>

24、或定壓加熱。定壓加熱。 根據(jù)加熱方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有三種基本空氣根據(jù)加熱方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有三種基本空氣標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)循環(huán), ,即定容加熱循環(huán)、定壓加熱循環(huán)和混即定容加熱循環(huán)、定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。合加熱循環(huán)。 a)a)定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán) 由于汽油機(jī)的均勻混合氣為爆炸燃燒，燃燒速度由于汽油機(jī)的均勻混合氣為爆炸燃燒，燃燒速度很快，而在上止點(diǎn)附近容積變化又較小，因此燃燒過很快，而在上止點(diǎn)附近容積變化又較小，因此燃燒過程相當(dāng)于定容燃燒。程相當(dāng)于定容燃燒。pvabczq1q 2abczq1q 2ts2. 三種理論循環(huán)三種理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程示功圖示功圖溫熵圖溫熵圖 b

25、)b)定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán) 低速柴油機(jī)燃油質(zhì)量差，形成可燃混合氣的速度低速柴油機(jī)燃油質(zhì)量差，形成可燃混合氣的速度慢，不均勻混合氣的擴(kuò)散燃燒速度很慢。燃燒持續(xù)慢，不均勻混合氣的擴(kuò)散燃燒速度很慢。燃燒持續(xù)時(shí)間長，接近定壓加熱。時(shí)間長，接近定壓加熱。2. 三種理論循環(huán)三種理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程示功圖示功圖溫熵圖溫熵圖pvabczq1q 2abczq1q 2ts c)c)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 高速柴油機(jī)在燃燒初期，由于部分混合氣已與空氣混合，高速柴油機(jī)在燃燒初期，由于部分混合氣已與空氣混合，之后由于邊噴油、邊混合、邊燃燒，燃燒速度受到制約，因此之后由于邊噴油、邊混合、

26、邊燃燒，燃燒速度受到制約，因此燃燒過程兼有逐漸爆炸燃燒和擴(kuò)散燃燒的特征，對應(yīng)于氣缸內(nèi)燃燒過程兼有逐漸爆炸燃燒和擴(kuò)散燃燒的特征，對應(yīng)于氣缸內(nèi)的容積變化情況，可以將燃燒過程簡化為定容定壓加熱。的容積變化情況，可以將燃燒過程簡化為定容定壓加熱。2. 三種理論循環(huán)三種理論循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程示功圖示功圖溫熵圖溫熵圖pvabczq 2q1vq1pzvcvaabczq 2tsq1pzq1v pvabczq 2q1vq1pzvcva121qq11)(kakcaactvvtt1)(kaczcztpptt 為壓力升高比1)(kazzzztvvttakkbzkzzzkbzzbtvvvvtv

27、vtt111)()()( 為預(yù)膨脹比)(1czvvttmcq)(1zzppttmcq)(2abvttmcq) 1() 1(111kkk) 1(111kkk 111k3. 循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程示功圖的制取示功圖的制取發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖制取方法發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖制取方法上止點(diǎn)位置傳感器上止點(diǎn)位置傳感器曲軸轉(zhuǎn)角傳感器曲軸轉(zhuǎn)角傳感器內(nèi)置壓力傳感器的火花塞內(nèi)置壓力傳感器的火花塞示功圖的制取示功圖的制取發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓所需傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)缸壓所需傳感器4. 熱效率的影響因素?zé)嵝实挠绊懸蛩匕l(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程1 1）壓縮比）壓縮比 隨著壓縮比的增大，三種循環(huán)的效率都提

28、高。壓縮比的隨著壓縮比的增大，三種循環(huán)的效率都提高。壓縮比的提高，可以提高循環(huán)平均吸熱溫度，降低循環(huán)平均放熱溫度，提高，可以提高循環(huán)平均吸熱溫度，降低循環(huán)平均放熱溫度，擴(kuò)大循環(huán)溫差，增大膨脹比，如圖擴(kuò)大循環(huán)溫差，增大膨脹比，如圖1-21-2所示。圖所示。圖1-31-3表示定容表示定容加熱循環(huán)熱效率隨壓縮比變化的情況。在加熱循環(huán)熱效率隨壓縮比變化的情況。在 較低時(shí)，隨著較低時(shí)，隨著 的提高，效率增長很快；在的提高，效率增長很快；在 較大時(shí)，再增加較大時(shí)，再增加 則效果較則效果較小。小。4. 熱效率的影響因素?zé)嵝实挠绊懸蛩匕l(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程2 2）壓力升高比）壓力升高比 增

29、大時(shí)，對于混合加熱循環(huán)來說，若增大時(shí)，對于混合加熱循環(huán)來說，若q q1 1不變則不變則q q2 2減少；減少；若若q q2 2不變則不變則q q1 1增大，都會(huì)使效率增大。增大，都會(huì)使效率增大。3 3）預(yù)膨脹比）預(yù)膨脹比 在等壓加熱循環(huán)中，隨著加熱量在等壓加熱循環(huán)中，隨著加熱量q q1 1的增加的增加, , 值加大。若值加大。若 保持不變，因平均膨脹比減小，放出的熱量保持不變，因平均膨脹比減小，放出的熱量q q2 2增加，效率增加，效率下降。下降。 在混合加熱循環(huán)中，當(dāng)循環(huán)總加熱量在混合加熱循環(huán)中，當(dāng)循環(huán)總加熱量q q1 1和和 保持不變，保持不變， 值增大，意味著等壓加熱部分增大，同樣效率下

30、降。值增大，意味著等壓加熱部分增大，同樣效率下降。5.循環(huán)平均壓力循環(huán)平均壓力發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程)(kpapt是單位氣缸容積所做的循環(huán)功，用來評定循環(huán)的做功能力是單位氣缸容積所做的循環(huán)功，用來評定循環(huán)的做功能力stvwp 式中式中wsv循環(huán)所做的功（循環(huán)所做的功（j j）氣缸工作容積（氣缸工作容積（l l）根據(jù)工程熱力學(xué)公式，混合加熱循環(huán)的平均壓力為：根據(jù)工程熱力學(xué)公式，混合加熱循環(huán)的平均壓力為：taktmkkpp) 1() 1(11式中式中ap壓縮始點(diǎn)的壓力（壓縮始點(diǎn)的壓力（kpa）定容加熱循環(huán)的平均壓力為：定容加熱循環(huán)的平均壓力為：taktvkpp) 1(11定壓加熱

31、循環(huán)的平均壓力為：定壓加熱循環(huán)的平均壓力為：taktpkkpp) 1(11發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)過程5.循環(huán)平均壓力循環(huán)平均壓力三、三、 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作過程是由連續(xù)的循環(huán)組成。 活塞在上止點(diǎn)前打開進(jìn)氣門，氣缸內(nèi)的殘余廢活塞在上止點(diǎn)前打開進(jìn)氣門，氣缸內(nèi)的殘余廢氣膨脹，過了上止點(diǎn)后，氣缸真空度不斷吸入新鮮氣膨脹，過了上止點(diǎn)后，氣缸真空度不斷吸入新鮮空氣與燃料的混合氣。空氣與燃料的混合氣。1.1.進(jìn)氣過程進(jìn)氣過程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)由于進(jìn)氣阻力，氣流受高溫零由于進(jìn)氣阻力，氣流受高溫零件及殘余廢氣的加熱，有如下

32、件及殘余廢氣的加熱，有如下關(guān)系關(guān)系汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī)增壓壓力增壓壓力0)90. 080. 0(ppa0)95. 085. 0(ppakapp)0 . 190. 0(0)0 . 23 . 1 (ppkkta380340kta340300kta3803202.2.壓縮過程壓縮過程 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)汽油機(jī)汽油機(jī) n1=1.321.38柴油機(jī)柴油機(jī) n1=1.381.40增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) n1=1.351.37工質(zhì)溫度低，被加熱，多變指數(shù)大于絕熱指數(shù)，工質(zhì)溫工質(zhì)溫度低，被加熱，多變指數(shù)大于絕熱指數(shù)，工質(zhì)溫度高，放熱，多變指數(shù)小于絕熱指數(shù)度高，放

33、熱，多變指數(shù)小于絕熱指數(shù)汽油機(jī)汽油機(jī) 0.82.0 600750柴油機(jī)柴油機(jī) 3.05. 0 7501000增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) 5.08.0 9001100)(mpapc)(ktc壓縮比范圍壓縮比范圍 汽油機(jī)：汽油機(jī)： 7 71010 柴油機(jī)：柴油機(jī)： 14142222 增壓柴油機(jī)：增壓柴油機(jī)： 12121515 壓縮比很重要，常用測量壓縮壓力來檢查，當(dāng)氣缸密封不良時(shí)，壓縮比很重要，常用測量壓縮壓力來檢查，當(dāng)氣缸密封不良時(shí)，會(huì)出現(xiàn)壓縮終點(diǎn)溫度、壓力下降，起動(dòng)困難，功率減小等。會(huì)出現(xiàn)壓縮終點(diǎn)溫度、壓力下降，起動(dòng)困難，功率減小等。3.3.燃燒過程燃燒過程 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際

34、循環(huán)汽油機(jī)汽油機(jī) 3.06.5 22002800柴油機(jī)柴油機(jī) 4.59. 0 18002200增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) 9.013.0)(mpapz)(zkt燃燒放出熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。燃燒放出熱量越多，放熱時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。1四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)4.4.膨脹過程膨脹過程汽油機(jī)汽油機(jī) n2=1.231.28柴油機(jī)柴油機(jī) n2=1.151.28汽油機(jī)汽油機(jī) 0.30.6 12001500柴油機(jī)柴油機(jī) 0.20. 5 10001200)(mpapb)(bkt 工質(zhì)溫度低，被加熱，多工質(zhì)溫度低，被加熱，多變指數(shù)大于絕熱指數(shù)，工質(zhì)溫變指數(shù)大于絕熱指數(shù)

35、，工質(zhì)溫度高，放熱，多變指數(shù)小于絕度高，放熱，多變指數(shù)小于絕熱指數(shù)熱指數(shù).四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)5.5.排氣過程排氣過程由于排氣系統(tǒng)阻力，排氣終了的壓力大于大氣壓力由于排氣系統(tǒng)阻力，排氣終了的壓力大于大氣壓力汽油機(jī)和柴油機(jī)汽油機(jī)和柴油機(jī)廢氣渦輪增壓柴油機(jī)廢氣渦輪增壓柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)0)2 . 105. 1 (ppr0)0 . 175. 0(pprktr1100900ktr900700 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)由上述五個(gè)過程組成，由于存發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)由上述五個(gè)過程組成，由于存在各種損失與理論循環(huán)相比存在一定偏差。在各種損失與理論循環(huán)相比存在一定偏差。四、實(shí)際循環(huán)

36、的評定四、實(shí)際循環(huán)的評定指示指標(biāo)指示指標(biāo) 指示指標(biāo)用來評定實(shí)際循環(huán)質(zhì)量的好壞，它以工質(zhì)在氣指示指標(biāo)用來評定實(shí)際循環(huán)質(zhì)量的好壞，它以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對活塞做功為基礎(chǔ)。用平均指示壓力及指示功率評定循缸內(nèi)對活塞做功為基礎(chǔ)。用平均指示壓力及指示功率評定循環(huán)的動(dòng)力性環(huán)的動(dòng)力性做功能力；用循環(huán)熱效率及燃料消耗率評定循做功能力；用循環(huán)熱效率及燃料消耗率評定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。1.1.平均指示壓力平均指示壓力 一個(gè)實(shí)際循環(huán)工質(zhì)對活塞所做的有用功稱為指示功，單一個(gè)實(shí)際循環(huán)工質(zhì)對活塞所做的有用功稱為指示功，單位氣缸工作容積的指示功為平均指示壓力?？筛鶕?jù)測量示功位氣缸工作容積的指示功為平均指示壓力?？筛鶕?jù)測量示功

37、圖面積計(jì)算求得。圖面積計(jì)算求得。 為了比較不同大小氣缸的做功能力，需要排除尺寸的影響。為了比較不同大小氣缸的做功能力，需要排除尺寸的影響。)(mpavwpsimipmi的一般范圍是： 汽油機(jī) 0.80.81.5mpa1.5mpa 柴油機(jī) 0.70.71.1mpa1.1mpa 增壓柴油機(jī) 1 12.5mpa2.5mpa2.2.指示功率指示功率 發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間所做的指示功，稱為指示功率發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間所做的指示功，稱為指示功率pi pi 。30260invpinwpsmiii行程數(shù)；i-氣缸數(shù)3.3.指示熱效率和指示燃油消耗率指示熱效率和指示燃油消耗率 指示熱效率是實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量之

38、比。指示熱效率是實(shí)際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量之比。 指示燃油消耗率是指單位指示功的耗油率。指示燃油消耗率是指單位指示功的耗油率。 1qwii310iipbb6106 . 3hbii四、實(shí)際循環(huán)的評定四、實(shí)際循環(huán)的評定指示指標(biāo)指示指標(biāo)五、發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)五、發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià) 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性指標(biāo)是以曲軸對外輸出的功率為發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性指標(biāo)是以曲軸對外輸出的功率為基礎(chǔ)，代表了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的性能，通常稱它們?yōu)橛行е笜?biāo)?；A(chǔ)，代表了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的性能，通常稱它們?yōu)橛行е笜?biāo)。 1.1.發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能 1 1） 有效功率有效功率 pipi 發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率并不能完

39、全對外輸出，功在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率并不能完全對外輸出，功在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的傳遞過程中，不可避免有損失，這些損失包括：部的傳遞過程中，不可避免有損失，這些損失包括： 1)1)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件的摩擦損失；發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件的摩擦損失； 2)2)驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失；驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失； 3)3)泵氣損失，指進(jìn)排氣過程所消耗的功。泵氣損失，指進(jìn)排氣過程所消耗的功。2 2）有效扭矩）有效扭矩 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由功率輸出軸輸出的扭矩稱為有效扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由功率輸出軸輸出的扭矩稱為有效扭矩ttqttq。)(95501000602kwntntptqtqe式中：式中：ttqttq一有效扭矩一有效扭矩(n(

40、nm)m)；n n一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min(r/min)。3 3）平均有效壓力）平均有效壓力 pmepme 平均有效壓力平均有效壓力pme(mpa)pme(mpa)，是發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出的，是發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積輸出的有效功。它與有效功率有效功。它與有效功率(kw)(kw)之間的關(guān)系是：之間的關(guān)系是：30invppsmeenivppseme30 pme的般范圍是： 汽油機(jī) 0.71.3 mpa 柴油機(jī) 0.61.0 mfa 增壓柴油機(jī) 0.92.2 mpa1.1.發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)4) 4) 轉(zhuǎn)速和活塞平均速度

41、轉(zhuǎn)速和活塞平均速度 提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即增加單位時(shí)間的做功次數(shù)，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即增加單位時(shí)間的做功次數(shù)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、重量輕和功率大。使發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、重量輕和功率大。式中式中 活塞行程活塞行程(m)(m)。 （r/min） （m/s）小客車汽油機(jī)5000800012 180.7 1.0載貨車汽油機(jī)3600450010 150.8 1.2普通柴油機(jī)200050009 150.75 1.2增壓柴油機(jī)150040008 120.9 1.3mc/s dn轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 增加，活塞平均速度增加，活塞平均速度 也增加，也增加， 與與 的關(guān)系為的關(guān)系為smcmc30sncmnn1.1.發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)

42、機(jī)動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)1 1） 有效熱效率有效熱效率 是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功wewe與所消耗燃料熱量與所消耗燃料熱量q1q1之比。之比。ee1qwee2 2） 有效燃料消耗率有效燃料消耗率 bebe1000eepbb式中：式中：b b每小時(shí)的耗油量每小時(shí)的耗油量(kg/h)(kg/h)；p pe e有效功率有效功率(kw)(kw)。1升0.2642加侖1公里0.621英里英里/加侖235.21/（l/100km)2.2.發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo))/(hkwgbe是單位有效功的耗油量。是單位有效功的耗油量。發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)

43、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)1 1） 升功率和比質(zhì)量升功率和比質(zhì)量 升功率升功率pl(kw/l)pl(kw/l)是發(fā)動(dòng)機(jī)每升工作容積所發(fā)出的有效功率。是發(fā)動(dòng)機(jī)每升工作容積所發(fā)出的有效功率。 比質(zhì)量比質(zhì)量me(kg/kw)me(kg/kw)是發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量與所給出的標(biāo)定功率之比。它是發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量與所給出的標(biāo)定功率之比。它表征質(zhì)量利用程度和結(jié)構(gòu)緊湊性。表征質(zhì)量利用程度和結(jié)構(gòu)緊湊性。 3030npivinvpivppmessmeseleepmm 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)3.3.發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo) （kw/l） （kg/kw）汽油機(jī)30701.1 4.0汽車柴油機(jī)183

44、02.5 9.0拖拉機(jī)柴油機(jī)9155.5 16lpem2 2） 強(qiáng)化系數(shù)強(qiáng)化系數(shù) 平均有效壓力平均有效壓力pmepme與活塞平均速度與活塞平均速度cmcm的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)。的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)。它與活塞單位面積的功率成正比。其值愈大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱它與活塞單位面積的功率成正比。其值愈大，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷愈高。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢是強(qiáng)化程度負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷愈高。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢是強(qiáng)化程度不斷提高，所以不斷提高，所以pmecmpmecm值增大，也是技術(shù)進(jìn)步的值增大，也是技術(shù)進(jìn)步的個(gè)標(biāo)志。個(gè)標(biāo)志。 pmecmpmecm的大致范圍是：的大致范圍是： 汽油機(jī)汽油機(jī) 8 817mpa17mpam m

45、s s 小型高速柴油機(jī)小型高速柴油機(jī) 6 611mpa11mpam ms s 重型汽車柴油機(jī)重型汽車柴油機(jī) 9 915mpam15mpam5 5發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的評價(jià)3.3.發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)六、發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo)六、發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo)主要指排氣品質(zhì)和噪聲。發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo)主要指排氣品質(zhì)和噪聲。 發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物中含有對人類有害的有毒物質(zhì)，對大氣污染，從而排放物中含有對人類有害的有毒物質(zhì)，對大氣污染，從而形成公害。其排出的有害物分為下述兩類。形成公害。其排出的有害物分為下述兩類。 1.1.排放排放 1 1）有害氣體）有害氣體 目前主要

46、限制一氧化碳目前主要限制一氧化碳(co)(co)、各種碳?xì)浠衔铩⒏鞣N碳?xì)浠衔?hc)(hc)及及氮氧化合物氮氧化合物(no(nox x) )三種危害最大的氣體排放量。三種危害最大的氣體排放量。 2 2）排氣微粒）排氣微粒 指排氣中除水以外的、單個(gè)顆粒大于指排氣中除水以外的、單個(gè)顆粒大于0.0020.002微米的任何微米的任何液體或固體微粒。其中，以碳為主要成分的固體顆粒形成液體或固體微粒。其中，以碳為主要成分的固體顆粒形成碳煙，是排氣微粒最主要的成分。碳煙，是排氣微粒最主要的成分。2. 2. 噪聲噪聲 噪聲會(huì)刺激神經(jīng)，使人心情煩燥、反應(yīng)遲鈍、甚至產(chǎn)生耳聾、高噪聲會(huì)刺激神經(jīng)，使人心情煩燥、反

47、應(yīng)遲鈍、甚至產(chǎn)生耳聾、高血壓和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。汽車是城市的主要噪聲源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽血壓和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。汽車是城市的主要噪聲源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源，故必須給予控制。如我國噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，轎車加車的主要噪聲源，故必須給予控制。如我國噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，轎車加速噪聲不得大于速噪聲不得大于74db74db。六、發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo)六、發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境指標(biāo) 由道路所激發(fā)的車體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)；輪臺(tái)觸地所激起的空氣振動(dòng)；車體穿過大氣所產(chǎn)生的湍流；發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和排氣、進(jìn)氣；傳動(dòng)系統(tǒng)中的相互運(yùn)動(dòng)所激發(fā)的振動(dòng)；制動(dòng)器與輪圈的摩擦；空調(diào)風(fēng)機(jī)等。 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失消耗了一部分指示功率，而使對外輸出的有效發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失

48、消耗了一部分指示功率，而使對外輸出的有效功率減少。不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)各部分機(jī)械損失所占百分比差別很大，下功率減少。不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)各部分機(jī)械損失所占百分比差別很大，下表給出機(jī)械損失分配的大致情況。表給出機(jī)械損失分配的大致情況。 機(jī)械損失名稱機(jī)械損失名稱占占pmpm百分比（百分比（% %）占占pipi百分比（百分比（% %） 摩擦損失摩擦損失 其中其中 活塞及活塞環(huán)活塞及活塞環(huán) 連桿、曲軸軸承連桿、曲軸軸承 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)62754560152023820驅(qū)動(dòng)各種附件損失驅(qū)動(dòng)各種附件損失 其中其中 水泵水泵 風(fēng)扇風(fēng)扇 機(jī)油泵機(jī)油泵 電器設(shè)備電器設(shè)備10202368121215帶動(dòng)機(jī)械增壓器損失帶動(dòng)機(jī)

49、械增壓器損失610泵氣損失泵氣損失102024總功率損失總功率損失1030七、機(jī)械損失七、機(jī)械損失 機(jī)械損失的大小可以用機(jī)械損失功率機(jī)械損失的大小可以用機(jī)械損失功率pm(kw)pm(kw)和平均和平均機(jī)械損失壓力機(jī)械損失壓力pmm(mpa)pmm(mpa)單位氣缸工作容積的機(jī)械損單位氣缸工作容積的機(jī)械損失功來表示。它們和有效指標(biāo)的關(guān)系是失功來表示。它們和有效指標(biāo)的關(guān)系是 同樣，為了比較各種不同內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失所占比例同樣，為了比較各種不同內(nèi)燃機(jī)機(jī)械損失所占比例的大小，引入機(jī)械效率的概念。的大小，引入機(jī)械效率的概念。 機(jī)械效率是有效功率和指示功率的比。機(jī)械效率是有效功率和指示功率的比。30invp

50、pppsmmeimmimmimmimeiempppppppp111.1.機(jī)械效率機(jī)械效率機(jī)械損失機(jī)械損失 機(jī)械損失功率是通過對實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)來測定。常用的機(jī)械損失功率是通過對實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)來測定。常用的測試方法有倒拖法、滅缸法和油耗線法。測試方法有倒拖法、滅缸法和油耗線法。 1 1）倒拖法）倒拖法 發(fā)動(dòng)機(jī)與平衡式電力測功器相連。首先讓發(fā)動(dòng)機(jī)在給發(fā)動(dòng)機(jī)與平衡式電力測功器相連。首先讓發(fā)動(dòng)機(jī)在給定的工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)冷卻水和機(jī)油溫度到達(dá)正常值時(shí)，立定的工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)冷卻水和機(jī)油溫度到達(dá)正常值時(shí)，立即切斷供油即切斷供油( (柴油機(jī)柴油機(jī)) )或停止點(diǎn)火或停止點(diǎn)火( (汽油機(jī)汽油機(jī)) )，同時(shí)將電力

51、測功器，同時(shí)將電力測功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)速倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并盡可能維持冷卻水轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以給定轉(zhuǎn)速倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并盡可能維持冷卻水和機(jī)油溫度不變。電力測功器所測得的倒拖功率，即為發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)油溫度不變。電力測功器所測得的倒拖功率，即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。在該工況下的機(jī)械損失功率。 這種方法的缺點(diǎn)是必須使用平衡式電力測功器，而且由這種方法的缺點(diǎn)是必須使用平衡式電力測功器，而且由于缸內(nèi)壓力、溫度與實(shí)際不符，測量結(jié)果往往偏大。我國汽車于缸內(nèi)壓力、溫度與實(shí)際不符，測量結(jié)果往往偏大。我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，應(yīng)優(yōu)先采用此法測量機(jī)械損失功率。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，應(yīng)優(yōu)先采用此法測量機(jī)械損失

52、功率。機(jī)械損失機(jī)械損失2.2.機(jī)械損失的測定機(jī)械損失的測定機(jī)械損失機(jī)械損失發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)包括功率、油耗等通常是在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)包括功率、油耗等通常是在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上完成的。試驗(yàn)臺(tái)由測功器及臺(tái)架、輔助系統(tǒng)、測試儀器組成。完成的。試驗(yàn)臺(tái)由測功器及臺(tái)架、輔助系統(tǒng)、測試儀器組成。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架簡圖發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架簡圖1冷卻水箱2空氣流量計(jì)3穩(wěn)壓筒4量油裝置5燃油箱6測功器7轉(zhuǎn)速表8消聲器9墊層10基礎(chǔ)11底板12高壓氣瓶13示功器14混合水箱機(jī)械損失機(jī)械損失測功器測功器 測功器是用來吸收試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功，改變其負(fù)荷及測功器是用來吸收試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出

53、的功，改變其負(fù)荷及轉(zhuǎn)速，模擬實(shí)際使用的各種工況，同時(shí)測定發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，模擬實(shí)際使用的各種工況，同時(shí)測定發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可測得，功率則由下式求得：矩，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可測得，功率則由下式求得：9550ntptqe式中：式中：ttqttq一有效扭矩一有效扭矩(n(nm)m)；n n一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min(r/min) 常用的測功器有水力測功器、電渦流測功器和平衡式常用的測功器有水力測功器、電渦流測功器和平衡式直流電力測功器三種。直流電力測功器三種。機(jī)械損失機(jī)械損失水力測功器水力測功器水力測功器是由制動(dòng)器與測力機(jī)構(gòu)組成水力測功器是由制動(dòng)器與測力機(jī)構(gòu)組成111111111轉(zhuǎn)子

54、軸 2外殼 3無接觸密封 4進(jìn)水孔 5定子 6轉(zhuǎn)子 7進(jìn)水管 8進(jìn)水環(huán)室 9分隔室 10聯(lián)軸節(jié)11轉(zhuǎn)速傳感器 12排水室 13固定軸承 14回水孔 15隔板 16浮動(dòng)活塞閥 17活塞座 18控制閥 19伺服電機(jī) 20 排水孔dynabar水力測功器機(jī)構(gòu)圖1111dynabar水力測功器功率范圍圖a a為最大功率線（滿水線）為最大功率線（滿水線）b b為最大轉(zhuǎn)矩線（轉(zhuǎn)子強(qiáng)度）為最大轉(zhuǎn)矩線（轉(zhuǎn)子強(qiáng)度）c c為額定功率線（進(jìn)出孔截面）為額定功率線（進(jìn)出孔截面）d d為最大轉(zhuǎn)速線（軸承及潤滑）為最大轉(zhuǎn)速線（軸承及潤滑）e e為空載特性線（出水閥全開）為空載特性線（出水閥全開）abcdeaabcdea所

55、圍面積表示測功器可所圍面積表示測功器可以吸收功率范圍以吸收功率范圍水力測功器優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠、體積??；缺點(diǎn)：精度低、操控復(fù)雜。電渦流測功器電渦流測功器 是利用渦電流效是利用渦電流效應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，繼而變轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽^而變?yōu)闊崮艿倪^程。為熱能的過程。 調(diào)整勵(lì)磁電流，調(diào)整勵(lì)磁電流，可調(diào)整吸收功率的大可調(diào)整吸收功率的大小。小。1鐵殼 2勵(lì)磁線圈 3渦流環(huán) 4轉(zhuǎn)子電渦流測功器電渦流測功器電渦流測功器連接圖電渦流測功器連接圖電渦流測功器控制柜電渦流測功器控制柜優(yōu)點(diǎn)：操作簡便、結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便、結(jié)構(gòu)緊湊、精度較高、運(yùn)轉(zhuǎn)緊湊、精度較高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)平穩(wěn)缺點(diǎn)：成本較高

56、，不能缺點(diǎn)：成本較高，不能反拖，能量不能回收反拖，能量不能回收平衡式電力測功器平衡式電力測功器 1-轉(zhuǎn)子 2、6-滾動(dòng)軸承 3、5-滑動(dòng)軸承 4-定子外殼 7-基座由平衡電機(jī)、測力由平衡電機(jī)、測力機(jī)構(gòu)、負(fù)載電阻、機(jī)構(gòu)、負(fù)載電阻、勵(lì)磁機(jī)組、交流機(jī)勵(lì)磁機(jī)組、交流機(jī)組和操縱臺(tái)組成。組和操縱臺(tái)組成。優(yōu)點(diǎn)：可回收電能、優(yōu)點(diǎn)：可回收電能、反拖發(fā)動(dòng)機(jī)，工作靈反拖發(fā)動(dòng)機(jī)，工作靈敏、測量精度高；敏、測量精度高；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。格昂貴。 質(zhì)量法測量燃油消耗量質(zhì)量法測量燃油消耗量1-油箱 2-開關(guān) 3-濾油器 4-三通閥 5-油杯 6-天平發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的測量發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的測量 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上主

57、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上主要使用油耗儀來測量要使用油耗儀來測量油耗，主要是基于兩油耗，主要是基于兩種方法：質(zhì)量法和容種方法：質(zhì)量法和容積法。積法。容積法測量燃油消耗量容積法測量燃油消耗量 1-油箱 2-開關(guān) 3-濾油器 4-三通閥 5-量瓶容積法測量燃油消耗量容積法測量燃油消耗量試驗(yàn)方法主要內(nèi)容實(shí)用性局限性滿油箱法每次試驗(yàn)前在油箱里加滿油，直接測量燃油消耗量無需對車輛進(jìn)行改裝，無需使用特殊儀器由于油路以及油箱中存在殘留氣體，致使測量精確度不高燃料噴量累計(jì)法根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ecu發(fā)出的噴射信號，計(jì)算噴射量，累計(jì)算出燃油消耗量對車輛進(jìn)行略微改裝，即可進(jìn)行道路燃油消耗量的測定間接測量，在結(jié)果中避免不了存在誤差，須對燃

58、油消耗量進(jìn)行驗(yàn)證空燃比 測定法根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量和空燃比，算出每個(gè)測量周期的油耗量。累計(jì)算出燃油消耗量對車輛略微改裝可以進(jìn)行道路燃油耗量的測定間接測量，必須進(jìn)行燃油消耗量的驗(yàn)證碳平衡法 測定尾氣中的碳的含量，根據(jù)碳守恒原理計(jì)算油耗 無需改裝車量，精度較高 需要知道燃料的組成碳?xì)浔?發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的測量發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的測量 2) 2) 滅缸法滅缸法 滅缸法僅適用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。首先將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到滅缸法僅適用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。首先將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到給定工況穩(wěn)定工作，測定其有效功率給定工況穩(wěn)定工作，測定其有效功率pe pe ，然后停止向一，然后停止向一個(gè)氣缸個(gè)氣缸( (例如第一缸例如第一缸) )供油，并調(diào)整測功器，

59、使內(nèi)燃機(jī)恢供油，并調(diào)整測功器，使內(nèi)燃機(jī)恢復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速，再測定發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率復(fù)到原來的轉(zhuǎn)速，再測定發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率pe(i)pe(i)由于有由于有一個(gè)氣缸不工作，第二次測得的有效功率比第一次測得一個(gè)氣缸不工作，第二次測得的有效功率比第一次測得的小，兩者之差即為停油氣缸的指示功率。的小，兩者之差即為停油氣缸的指示功率。 此法的測量誤差，對于柴油機(jī)，在較好情況下可以此法的測量誤差，對于柴油機(jī)，在較好情況下可以達(dá)到達(dá)到5%5%；但對汽油機(jī)，由于停缸會(huì)使進(jìn)氣情況改變，往；但對汽油機(jī)，由于停缸會(huì)使進(jìn)氣情況改變，往往得不到正確結(jié)果。同樣，它也不能用于廢氣渦輪增壓往得不到正確結(jié)果。同樣，它也不能用于廢氣渦

60、輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)及單缸機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)及單缸機(jī)。 機(jī)械損失機(jī)械損失2.2.機(jī)械損失的測定機(jī)械損失的測定機(jī)械損失機(jī)械損失2.2.機(jī)械損失的測定機(jī)械損失的測定 3 3） 油耗線法油耗線法 又稱負(fù)荷特性法，保證又稱負(fù)荷特性法，保證發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，逐漸改發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，逐漸改變柴油機(jī)供油齒條的位置變柴油機(jī)供油齒條的位置，測出每小時(shí)耗油量，測出每小時(shí)耗油量b b隨負(fù)隨負(fù)荷荷pmepme變化的關(guān)系，繪制成變化的關(guān)系，繪制成如圖的曲線。此方法的基如圖的曲線。此方法的基礎(chǔ)是，假設(shè)轉(zhuǎn)速不變時(shí)礎(chǔ)是，假設(shè)轉(zhuǎn)速不變時(shí)pmmpmm和指示熱效率都不隨負(fù)荷和指示熱效率都不隨負(fù)荷增減而變增減而變 化?；?。 柴油機(jī)工作接近這個(gè)假柴油機(jī)工