汽车节能技术 第二章 发动机的节能原理与技术.ppt

第2章 发动机的节能原理与技术 发动机的工作性能及评价指标 发动机的节能原理与途径 发动机节能技术 发动机的节能装置 2.1 发动机的工作性能及评价指标 2.1.1发动机的工作性能 动力性 经济性 运转性能 可靠性 *满足动力性的前提下，经济型才有意义。 2.1 发动机的工作性能及评价指标 2.1.2发动机的性能指标 主要是动力性能指标和经济性性能指标，它们又分为有效性能指标和指示性能指标。 1.指示性能指标：以工质在气缸内对活塞所作之功为计算基准的指标。 2.有效性能指标：以发动机曲轴输出功率为计算基准的指标。 2.1 发动机的工作性能及评价指标 2.1.2发动机的性能指标 3.有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率。 以Pe表示，单位为千瓦（kW） 4.有效转矩：发动机通过飞轮队伍输出的转矩。 以Te表示，单位为牛顿米（N·m） 5.燃油消耗率：发动机每发出1kW的有效功率，在1h内所消耗的燃油的质量。 用be表示，单位为g/ (kW·h) 2.1 发动机的工作性能及评价指标 2.1.2发动机的性能指标 6.运转性能指标 排气品质：符合排放法规 噪声：客车内噪声级≦82dB， 驾驶员耳旁噪声级 ≦90dB 起动性能：汽油机在-10℃，柴油机在-5 ℃的气温条件下，15秒内发动机要能自行运转。 2.1 发动机的工作性能及评价指标 *排气品质：符合排放法规 2.1 发动机的工作性能及评价指标 2.1.3发动机特性 指一定条件下，发动机的性能指标与特性参数随着调整情况及运行工况变化而变化的关系。 性能特征包括：速度特性、负荷特性、万有特性 2.1.3发动机特性 1.发动机速度特性 (1)汽油机速度特性 功率------Pe 转矩------Te 燃油消耗率------be 曲轴转速为n1 时，发动机输出最大转矩（Te=Temax）。 曲轴转速为n3 时，发动机发出最大功率（Pe=Pemax）。 发动机最小比油耗相应的转速n2 ，介于最大转矩的转速nl 和最大功率的转速n3 之间，即居于发动机某一中间转速。且随转速的不断增加，曲线上翘幅度加大，节气门开度愈小，则曲线的弯曲度愈大。 2.1.3发动机特性 1.发动机速度特性 (2)柴油机速度特性 功率------Pe 转矩------Te 燃油消耗率------be 柴油机的转矩Te低速时有上升趋势．小负菏时上升加剧，而高速时均略为下降，大负荷时下降多一些。 有效功率曲线总是随转速n的上升而增大。由于曲线较平坦，所以可达到的最大功率点远离最高使用转速（图上看不出来）。 燃油消耗率在低转速时，随转速的增加而降低；而在高转速时，曲线附转速n 的上升而上翘度加大．即燃油消耗率增加。 2.1.3发动机特性 2.发动机负荷特性 负荷是指在一定转速下，发动机实际输出的有效功率，与在该转速下发动机所能输出的最大功率之比以百分数表示，量纲为1，它可以理解为外界阻力矩的大小。 负荷特性是指在转速一定的情况下，发动机经济性能指标（单位耗油量B、燃油消耗率be）随负荷变化而变化的关系。 负荷特性反映着发动机在不同负荷下运行的燃料经济性，它是讨论汽车燃料经济性的主要依据。 2.1.3发动机特性 2.发动机负荷特性 在图2 -3 负荷特性的be曲线上有三个特殊点：点① 为最低点，点② 为柴油机供油量增加到一定程度后的冒烟点，点③为最大Pe点．尽管发动机在不同转速下有不同的负荷特性曲线，但其变化的趋势是一样的。 be点越低则其经济性能越好。但要汽车在大部分运行条件下都能保证具有较好的燃料经济性，还应要求be曲线在离开bemin点时上升不能太快，即be曲线变化要平缓。这一点对经常处于中、小负荷下运行的汽车用发动机尤为重要。从这个意义来讲，柴油机的be曲线比汽油机变化平缓．加之柴油机热负荷高，比油耗be比汽油机低20%～30%，所以汽车使用柴油机比汽油机省油。 2.1.3发动机特性 3.发动机的万有特性 负荷特性、速度特性只能表示某一转速或某一节气门开度（或油量调节杆位置》时，发动机参数间的变化规律．对于工况变化大的发动机，耍分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出内燃机性能的特性曲线。 发动机的多参数特性称为万有特性。 广泛应用的万有特性用转速n 作为横坐标。用平均有效压力pme作为纵坐标，在图上画出许多等油耗率be曲线和等功率Pe曲线。 2.1.3发动机特性 3.发动机的万有特性 万有特性曲线最内层燃油消耗率be最低，越向外燃油消耗率be值越高，我们希望最低油耗率be区域越宽越好。 汽油机万有特性具有如下特点：最低耗油率偏高，经济区域偏小；等耗油率曲线在低速区向大负荷收敛，这说明汽油机在低速、低效率时的耗油率随负荷的减小而急剧增大。 在实际应用中，当汽车等