汽车性能评价与选购 教学课件 作者 鲍远通 1_第一章 汽车发动机性能的评价.ppt

第六节　汽车发动机特性的分析与评价 五、发动机的万有特性负荷特性曲线和速度特性曲线只能反映转速和负荷两者之一保持不变时发动机性能指标的变化规律，若用来分析转速和负荷都变化时发动机的综合性能，显然不方便且不直观，而车用发动机的工况恰恰是面工况，即转速和负荷同时发生变化。 图1-62　EQD6102-1型柴油机的万有特性曲线 第六节　汽车发动机特性的分析与评价 1)万有特性曲线的上边界是发动机外特性的pme或Ttq曲线，如图1-62中的粗实线；左、右边界是最低稳定转速和最高转速。2)由于Pe∝pme·n，因此，等功率曲线是一组双曲线，如图1-62中的虚线。3)图1-62中的细实线及数字表示等油耗曲线。4)比较汽油机和柴油机的万有特性曲线可知，柴油机的be远远低于汽油机，尤其是在部分区域，此外，汽油机运转的转速范围要远远大于柴油机。思　考　题　1.在Pe-n或Ttq-n工况图上绘出面工况的各限制线，并标出常用的典型工况点。 第六节　汽车发动机特性的分析与评价 2.什么是汽车发动机的标定工况？轿车汽油机和重型载货汽车柴油机在确定标定工况时的出发点是什么？对两种发动机而言，哪种发动机的标定功率更接近发动机的极限最大功率？3.绘出汽油机和柴油机的负荷特性曲线，并标明及解释各参数。4.绘出汽油机和柴油机的外特性曲线，并标明及解释各参数。5.在全负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性差，这是为什么？在部分负荷运转时，汽油机比柴油机的经济性更差，又是为什么？6.试述转矩储备系数和转速适应性系数的定义。7.绘出全程式调速器的调速特性曲线，并标明及解释各参数。 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 以降低汽油机的油耗和排放为目标，人们在混合气形成和燃烧方式上不断探索，目前，主要有两种新技术实用化：①缸内直喷混合气形成方式+分层稀薄燃烧，可以节油20%以上，动力提高10%左右；②缸内直喷混合气形成方式+均质当量比燃烧，节油5%，动力提高5%左右。1.缸内直喷分层稀薄燃烧汽油机(1)稀薄燃烧　当A/F＞14.8时称为稀混合气，其燃烧称为稀薄燃烧。1)均质稀薄燃烧。2)分层给气稀薄燃烧。3)缸内直喷分层给气稀薄燃烧。 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 (2)缸内直喷分层稀薄混合气的形成　缸内直喷是将燃油直接喷入气缸，为了形成分层稀薄混合气，燃油在压缩后期喷入燃烧室，从喷油到点火的时间很短，同时缸内气体压力高，喷雾油滴的扩散和蒸发被限制在缸内局部区域，利用特殊形状的燃烧室内部形状或气体运动将燃料输送到火花塞附件，点火时燃烧室内可以形成火花塞附近浓而周围稀的分层混合气。(3)缸内直喷分层稀燃汽油机的工作模式　如图1-47所示，在怠速和低负荷时，采用分层稀薄燃烧；在部分负荷时采用均质稀混合气；在中、高负荷时采用均质标准混合气，适应发动机不同工况对混合气浓度的需要，保证发动机性能。 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 图1-47　缸内直喷分层稀燃汽油机的工作模式 (4)典型缸内直喷稀薄燃烧系统介绍 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 1)三菱公司GDI发动机。 表1-14　三菱公司GDI发动机主要设计参数 表1-14　三菱公司GDI发动机主要设计参数 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 图1-48　三菱公司GDI发动机的结构 2)丰田D-4缸内直喷稀燃发动机。 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 3)大众公司的FSI发动机。① 利用安装在进气歧管的翻板来改变缸内气体流动，优化混合气的形成过程，同时减小低负荷时的进气节流损失。发动机低速时关闭翻板(见图1-50a)，将进气道流通截面下半部分遮挡，空气经进气道上半部分高速进入气缸，产生强滚流，到压缩冲程末期形成强湍流，从而加快燃烧速度，提高热效率。中高转速时翻板完全打开(见图1-50b)，进气道获得全部流通截面积，获得高的充气量来实现目标功率。② 采用多孔式喷油器，喷油器布置在进气侧。 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 0149A.TIF 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 图1-49　丰田D-4燃烧室混合气形成a) 燃烧混合过程　b)缸内混合气浓度分别 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 ③ 燃烧系统的特点是采用双滚流混合气形成方式。低负荷时，可燃混合气仅在进气门一侧的滚流区形成；中负荷时，喷油可到达包括排气门在内的区域，混合气在两个滚流区域都可生成。 图1-50　FSI汽油机燃烧系统 第五节　汽油机混合气的形成与燃烧 ① 分层稀燃模式：过量空气系数α在1.6～3之间。在低负荷时，节气门接近全开，进气歧管翻板关闭，吸入的空气通过进气道上部进入气缸，在压缩行程上止点前60℃A至45℃A用5～10MPa压力将燃油喷入燃烧室，特别的活塞顶设计使吸入的空气与喷入的燃油形成滚流，仅在火花塞周围形成达到理论