汽车检测诊断技术与设备第1章发动机基础理论ppt课件.ppt

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1、学习目标了解发动机性能指标。掌握发动机速度特性、负荷特性曲线。了解柴油机调速特性。掌握发动机万有特性。第1章发动机基础理论1.1发动机性能指标第1章发动机基础理论建立发动机性能指标是为了便于评价其质量。发动机性能指标有两种：一种是以工质对活塞作功为基础的性能指标，简称指示指标，具体有：平均指示压力pi、指示功率Pi、指示燃油消耗率gi和指示热效率ηi。指示指标不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等各种外来因素的影响，直接反映由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏，因而在工作过程的分析研究中得到广泛的应用。另一种是以曲轴输出功率为基础的性能指

2、标，简称有效指标。有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣，因而在生产实践中获得广泛的应用。发动机有效指标包括动力性指标和经济性指标两类，本节主要介绍发动机有效指标。1.1.1发动机的动力性指标1.有效功率发动机曲轴上输出的功率叫有效功率Pe，由发动机台架试验得出，它总是小于指示功率Pi。因为在指示功率的机内传输过程中，不可避免地有机械损失，这些损失包括发动机内部运动件的摩擦损失、驱动附属机构的损失及泵气损失等，机械损失所消耗功率的总和称为机械损失功率Pm。因此，有效功率Pe为，kW（1-1）为了表明由于机械损失使发动机有效功率减少

3、的程度，引入机械效率ηm的概念。它等于发动机有效功率与指示功率的比值。（1-2）机械效率值越高，则发动机性能越好。第1章发动机基础理论1.1.1发动机的动力性指标2.有效转矩发动机曲轴输出的转矩称为有效转矩Me，可由测功器测得。根据所测得的有效转矩Me（N·m）和发动机转速n（r/min），可以得出有效功率Pe，即，kW(1-3)或：，N·m(1-4)第1章发动机基础理论1.1.1发动机的动力性指标3.平均有效压力发动机单位气缸工作容积输出的有效功，称为平均有效压力pe。其表达式为：，kPa（1-5）式中：Vh——气缸工作容积，L。设一台

4、发动机的缸数为i，气缸工作容积为Vh（L），转速为n（r/min），平均有效压力为pe（kPa）。则发动机有效功率为，kW（1-6）式中：τ——发动机的冲程数，（四冲程τ＝4。二冲程τ＝2）。或，kPa（1-7）通过Pe与Me之间的关系，pe还可写成，kPa（1-8）发动机有效功率、有效转矩、平均有效压力越大，动力性越好。第1章发动机基础理论1.1.2发动机经济性指标1.有效燃料消耗率有效燃料消耗率ge是单位有效功的耗油量。通常以每千瓦小时有效功的耗油量表示，以[g/（kW·h）]为单位。有效燃料消耗率按下式计算：，g/kW·h（1-9）

5、式中：GT——发动机每小时耗油量，kg/h。2.有效热效率有效热效率ηe是发动机实际循环的有效功与所消耗燃料的热量之比。（1-10）式中：Q1——为得到有效功所消耗的热量，kJ；We——发动机的有效功，kJ。1kW·h的能量为3600kJ，而完成1kW·h的功所需要消耗的热量为geHμ/1000（kJ），Hμ为燃料低热值（kJ/kg），则有效热效率为：（1-11）发动机有效燃料消耗率越小、有效热效率越高，经济性越好。第1章发动机基础理论1.2发动机特性第1章发动机基础理论发动机的性能指标随发动机调整情况和运转工况而变化的关系称为发动机特性

6、。其中性能指标随调整情况变化的关系称调整特性；性能指标随运转工况变化的关系称为性能特性。发动机特性通常用曲线表示,称为发动机特性曲线。通过特性曲线可以分析在不同使用工况下，发动机特性变化的规律及影响因素，评价发动机性能，从而提出改善发动机性能的途径。1.2发动机特性第1章发动机基础理论发动机随使用工况的不同，它发出的功率和转矩不同。实际上，有效燃料消耗率ge、有效热效率ηe、平均有效压力pe及其它工作过程参数也将随之变化。发动机有效指标与工作过程参数之间的关系经推导为，kPa(1-12),kW(1-13),N.m(1-14),g/kW.h

7、(1-15)式中：K1、K2、K3、K4——比例系数；α——过量空气系数；ηi——指示热效率；ηm——机械效率；ηv——充气效率。上述公式表明了发动机的有效性能指标与工作过程参数之间存在一定的比例关系。因此，通过分析α、ηi、ηm、ηv随工况的变化可以了解发动机工况变化时其性能的变化规律。1.2.1发动机负荷特性发动机负荷特性表示发动机在某一转速下，燃油经济性指标及其它参数随负荷（可用功率Pe、转矩Me或平均有效压力pe等表示）的变化关系。1.汽油机负荷特性点火提前角最佳、化油器调整完好的情况下，保持汽油机转速一定，每小时耗油量GT、有效

8、燃料消耗率ge随负荷而变化的关系，称为汽油机负荷特性。汽油机的负荷调节方法称为“量调节”。即靠改变节气门开度，从而改变进入气缸的混合气数量来适应负荷变化。每小时耗油量GT曲线：汽油发动机每小时