第十一章 发动机起.ppt

1、第11章发动机起动系统，1。启动模式2。开始预热3。启动器4。减速起动机和永磁起动机。1.启动方式，手动启动辅助汽油机启动电动启动器启动压缩空气。2.开始预热1。进气预热装置2。电热塞3。启动预热锅炉4。启动液体注射装置5。启动减压装置。第十二章。新型汽车发动机。第一节转子发动机三角形活塞旋转发动机简称转子发动机，由德国工程师费利克斯汪克尔发明，故又称汪克尔发动机。1954年，经过长期研究，汪克尔解决了转子发动机气封的主要技术问题，并于1958年成功制造出第一台转子发动机。1964年，德国NSU公司首次将转子发动机作为官方产品安装在汽车上。此后，世界上许多国家开始研究、开发和生产转子发动机。日

2、本东洋工业股份有限公司于1967年开始大规模生产转子发动机汽车。与往复活塞式发动机相比，转子发动机有以下突出特点：1)有利于提高发动机转速。由于旋转式发动机的活塞在气缸内旋转，它消除了往复式发动机活塞组往复运动所产生的往复惯性力，有利于大幅度提高发动机转速，提高功率增幅。2)重量轻、体积小、提升力高、比重小。由于旋转发动机取消了曲柄连杆机构和气阀机构，结构简单，零件数量少。与同等功率的往复活塞式发动机相比，转子发动机的零件数量减少约40%-60%，比质量减少约30%-50%，所以上升功率几乎是往复式发动机的两倍。3)由于活塞转动，发动机运转平稳，振动噪音小。另外，由于零件数量少，拆装方便，维护

3、简单。20世纪80年代以后，转子发动机取得了长足的进步，包括废气涡轮增压、电控燃油喷射、废气净化技术、分层燃烧和微机控制系统的应用，使转子发动机的经济性、动力性和排放特性达到了更高的水平。其次，转子发动机的分类，转子发动机根据其运动形式可分为三类：恒速型、差速型和行星型。(一)匀速型这种转子发动机结构简单，其主要特点是旋转部件绕固定中心匀速转动。(2)差动差动旋转发动机是指在同一个气缸中，两个同轴旋转但角速度不同的活塞做相对运动，导致工作容积的变化。(3)行星旋转发动机的特征在于，活塞在固定气缸中进行行星运动，也就是说，活塞绕其自身的旋转中心旋转，同时绕固定轴线旋转，此时气缸容积改变。为了保证

4、活塞在连续运行过程中不与气缸发生干涉，并始终保持活塞与气缸的接触，从而产生不间断的密封，需要采用一定速比的行星齿轮机构来形成特殊型面的气缸和特殊型面的活塞。它可用作气缸轮廓和活塞轮廓，包括内部旋转轮廓、外部旋转轮廓及其内外包络。3.转子发动机的基本结构，主要由转子、前后端盖、气缸体、密封件和主轴组成。此外，汽油旋转发动机有基本系统，如进气和排气，燃料供应，点火，润滑和冷却。汽油旋转发动机的工作原理旋转发动机的工作循环与往复活塞式发动机相同，即它由四个冲程组成：进气、压缩、作功和排气。汽油转子发动机1的工作原理。四冲程工作过程转子发动机的工作循环与往复活塞式发动机相同，也就是说，它由四个冲程组成

5、：进气、压缩、作功和排气。转子发动机的进排气系统转子发动机的冷却系统转子发动机的润滑系统转子发动机的点火系统第二节燃气涡轮发动机重量轻、体积小、操作灵活、维护简单。与往复活塞式发动机相比，燃气轮机具有以下优点：1)燃气轮机没有往复运动部件，因此平衡好，振动小。2)转速高(一般为25000-40000转/分钟)，单位功率质量不超过035-05公斤/瓦，功率相同时，在尺寸和质量上优于往复活塞式发动机。3)摩擦副少，机械效率高(最高可达092094)。摩擦表面不与气体接触，这简化了润滑问题并降低了润滑油的消耗率。4)燃料适应性好，可燃烧气体燃料和各种液体燃料。5)良好的启动，在-50的环境温度下可使

6、用功率较小的启动装置。c在平稳启动的情况下。6)废气中有害排放较少。在负载下工作时，只有柴油机的1/7-1/3。7)良好的扭矩特性，可减少汽车变速器的齿数。汽车行驶时，可以减少换档次数。目前，汽车燃气轮机仍存在加速性能差、突然减载时有超速危险、耗气量大、对空气纯度要求高等缺点。第三节电动和混合动力电动汽车电动汽车的优点是： 1)行驶过程中没有废气排放，对环境无污染，因此电动汽车可以称为零排放污染汽车。2)能源有效利用率高。3)振动和噪音小，车厢内外安静良好。4)结构简单，维护和使用方便。1.电池电动车2。燃料电池电动汽车3。电动马达4。替代燃料发动机1。酒精燃料2。压缩天然气3。液化石油气汽车

7、发动机原理教程(清华大学出版社)刘铮等主编，第10章汽车发动机工作特性，101工况，工作面和功率标定发动机工作条件汽车的工作条件是由速度决定的，因此，发动机的工作条件是由曲轴的转速和输出功率来表示的。因此，一定的转速和一定的输出功率(负载)形成了发动机的运行条件。在发动机的稳定运行中，转速和输出功率保持不变，这是一种稳定的工作状态。当发动机以可变的速度和负载动态运行时，如起动、加速和减速，以及路面状态的变化，工况随时间而变化，这是一种动态工况。无论何种工况，在确定转速的情况下，输出功率p与输出扭矩T相同.平均有效压力pm。它与汽油发动机的节气门位置、柴油发动机的燃油调节杆位置和循环供油成正比。

8、因此，发动机的负载可以是输出功率p .表示，也可以用上述参数之一表示。1012的工作状态平面和以负载和速度为坐标的发动机工作区域平面称为发动机工作状态平面。发动机的实际工作面积可以在这个平面上表示。根据发动机支撑工作机械的运行特点，发动机的实际工作区域有以下三种情况。1点钟时，发动机只在一定的固定工况下工作，如图10-1工况面1点钟所示。这种操作很少见，日夜在水库或河流中抽水的发动机可以被认为是在定点条件下运行。双线操作发动机仅在操作面上的特定线段上工作。有两种常见情况：一是发电机组、粮食加工、排灌等固定作业单元。工作时保持在速度控制线上运行，速度变化不大，如图10-1，工作面2线所示；二是船

9、舶发动机运行的工况。由于螺旋桨推进，发动机的输出功率与转速成立方关系，Pe为2k n3，形成图10-1工况面上3线所示的螺旋桨工况。汽车、拖拉机、坦克、工程运输机械等各种陆地运输车辆，都可以在较宽的转速和载荷范围内工作，它们的工作区域覆盖了工作平面上的一定区域，从而实现了地面工作状态。汽车发动机的工作范围很广，但是2)右侧的曲线b是各种负载条件下的最大限速线。A和B曲线是在驾驶员最大加速踏板位置的条件下获得的。对于汽油发动机，当节气门全开时，得到A和B曲线，称为速度外特性线；对于柴油机，曲线A是修正后的外部特征线，曲线B是调速器的调速特征线。以上几行将在后面详细解释。3)左侧。该曲线是发动机最

10、低稳定工作速度的极限线。低于该速度时，由于燃烧波动和运动部件惯性的影响，发动机不能稳定工作。4)横坐标上的D曲线是每个加速踏板位置的怠速线。此时，功率输出为零，发动机的指示功率与怠速的机械损失功率相平衡。5)如果输出功率为负，则曲线为发动机灭火和外力向后拖动时的工况线。此时，后向拖曳力与灭火后空转的机械损失力相平衡。当然，弯道不属于正常的工作范围，它只是在汽车在长坡下挂档时起到刹车的作用，以防止汽车加速并保持一定的稳定速度。当通过台架抗牵引测试机械功率损失时，也是这种情况。汽车发动机的工况范围很广，通常选择几个典型工况点的性能指标来近似反映整个工况。图10-1中常用的典型工况有标定工况甲、最大

11、扭矩工况乙、最小稳定怠速工况丙和最大怠速工况丁。有时，用速度外特性上的最低油耗率点和整个工况面上的最低油耗率点来补充说明。一般来说，上述各点的指标都标在汽车发动机的铭牌和说明书上。1013发动机功率校准由发动机铭牌上规定的最大输出功率Pemax及其相应的转速nn决定的工作条件称为校准工作条件。校准条件不是发动机能够达到的最大功率极限点，而是根据发动机的用途和特性，在考虑其各种性能要求和使用寿命后，人为指定的最大功率极限点。根据国家标准GB1105.1-07，校准功率可通过以下四种方法之一确定。(1)15分钟功率是指发动机能连续运转15分钟并保持正常状态的最大有效功率。汽车、摩托车、摩托艇等的发

12、动机。在短时间内使用最大功率，因此该方法通常用于校准，以获得更高的动态性能。(2)1小时的功率允许发动机正常连续地运行。适用于拖拉机、工程机械和其他长时间重载使用的发动机。(3)12小时动力允许发动机正常连续运转12小时。适用于拖拉机、排灌、电站和其他在重载下连续工作约12小时的发动机。(4)持续功率允许发动机长时间正常持续运行的有效功率。它可用于远洋船舶、日夜运行的铁路机车、排灌发动机和发电机组。从以上介绍可以看出，同一台发动机的标定功率与不同用途的机组匹配时是不同的。制造商根据校准的功率调整机器，并交付使用。因此，当产品发动机不改变任何定位位置时，台架试验测量的指标不应被误认为是该发动机能

13、够发布的最高性能指标。10.2发动机特性及其分析方法2.1特性、特性曲线及其分类发动机特性是指发动机性能指标和特性参数在一定条件下随各种可变因素的变化。如果这个定律用曲线来表示，它就叫做特征曲线。发动机特性的范围很广。从发动机的工作特性来看，有稳态特性和动态特性，从可变因素的特性来看，调节特性和运行特性有所区别。调整和歌剧事实上，只要它对性能有明显的影响并且可以改变(实时改变)，它就可以包含在调节参数中，如气门相位角、气门升程、进气管长度甚至压缩比、涡轮喷嘴环面积等。可以看出，调整参数是一个涵盖广泛的概念。研究调整特征的意义在于优化绩效。从单性能的角度出发，可以找到最佳的调整值，例如，汽油机在

14、功率和经济性条件下的最佳点火提前角就是一个例子。然而，从综合性能的角度来看，单个优化可能不能保证整体优化，通常需要折衷适当的值来获得最佳匹配。从发动机发展的历史来看，对于一些重要的调节参数，实时调节装置已经被用来改善一些性能指标。用化油器控制过量空气系数9，用汽油机转速和柴油机真空点火提前和自动供油提前来调节点火提前角和喷油提前角。然而，传统发动机的大多数参数不能实时调整，在设计中只能选择一个折衷值。随着发动机电子控制技术的普及，可以实时自动控制更多的参数。这不仅提高了发动机在各个方向上的性能，而且使调整特性的研究更加现实。工况运行特性是指发动机性能指标在一定条件下随工况参数变化的规律。本章重

15、点介绍电力的基本运行特性和稳定运行条件下的经济性能。转速不变，性能指标随负荷变化，调速位置不变，性能指标随转速变化；以及速度和负载变化时的全部特性(通用特性)。上述基本运行特性曲线是综合评价发动机与汽车匹配时机组动力性和经济性的一个直观方便的工具。通过它们，我们可以直观地判断发动机工作的经济区域和输出功率的特殊点，便于确定与汽车匹配的合理性。通过分析特征曲线的形状、趋势及影响因素，指出特征曲线的变换方向应符合汽车的要求。10.3匹配汽车的速度特性和动力性能如果汽油机节气门开度保持不变或柴油机燃油调节杆位置保持不变，各工况处于最佳调节状态，发动机性能指标和特性参数随转速的变化规律称为发动机转速特

16、性。这是速度特性的广义概念。由于本章的重点是分析发动机运行特性对汽车动力性和经济性的影响，所以只讨论动力性和经济性的速度特性。每个机油调节位置对应一条速度特性曲线。满载速度特性曲线，也称为外特性线，由标定工况位置决定；其余为部分负荷速度特征线，也称为部分特征线。外部特征线表示对应于每个发动机转速的最大功率和扭矩。汽车的最大动力性能由这条特征线决定。柴油机的速度特性，尤其是外部特性，不仅直接影响匹配车辆的动力性能，而且与车辆的安全运行密切相关，而怠速的一些特征线与稳定运行有关，这将在下一章中讨论。已经指出，校准条件是人工确定的，也就是说，外部特征线可以根据不同的匹配对象和不同的校准条件而改变。如果这条线的形状和方向不能满足要求，可以进行各种修正。测量汽油机的速度特性曲线时，除了保持节气门开度不变外，所有工况都必须调整到最佳点火提前角，过量空气系数应按理想值编制。在一个1)图(a)所示的指示效率曲线中间是平坦的，两端稍低。低速时，缸内气流减