發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)

1、九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)檢修 課程教案汽車檢測(cè)與維修 專業(yè) 班級(jí) 教師 授課時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造的認(rèn)識(shí)教學(xué)內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)計(jì)劃學(xué)時(shí)1教學(xué)目標(biāo)1、掌握發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)的含義及定量計(jì)算2、熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒能量的分配情況3、掌握發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失的定量計(jì)算及影響因素 項(xiàng)目內(nèi)容解決措施教學(xué)重點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)含義及計(jì)算、機(jī)械損失對(duì)比推導(dǎo)、想象分析教學(xué)難點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)含義及計(jì)算對(duì)比推導(dǎo)教學(xué)媒體的選擇知識(shí)點(diǎn)編號(hào)媒體類型媒體內(nèi)容要點(diǎn)教學(xué)目的所用時(shí)間1投影燃燒能量的分配指明內(nèi)燃機(jī)熱效率15m2投影機(jī)械損失指明能量損失的去向10m教學(xué)要點(diǎn)每節(jié)主題1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)熱力循環(huán)和性能指標(biāo)四、發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)（一）發(fā)動(dòng)

2、機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)1、有效功率2、有效轉(zhuǎn)矩3、平均有效壓力4、轉(zhuǎn)速和活塞平均速度（二）發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1、有效熱效率2、有效燃料消耗率（三）發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度1、升功率2、比重量3、強(qiáng)化系數(shù)（四）發(fā)動(dòng)機(jī)其它性能評(píng)定指標(biāo)1、排氣品質(zhì)2、噪聲3、起動(dòng)性 五、發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡（一）轉(zhuǎn)化為有效功的熱量（二）傳給冷卻介質(zhì)的熱量（三）廢氣帶走的熱量（四）其它熱損失六、發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失（一）機(jī)械效率（二）影響機(jī)械效率的主要因素1、轉(zhuǎn)速2、負(fù)荷3、機(jī)油的品質(zhì)4、冷卻水溫度教學(xué)過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、復(fù)習(xí) 采用老師引導(dǎo)思路的方式綜合復(fù)習(xí)上次課的重點(diǎn)內(nèi)容二、導(dǎo)入 由于指示指標(biāo)的不實(shí)用性，引入有效指標(biāo)的意義三、分析指示指標(biāo)的定量計(jì)算

3、應(yīng)充分運(yùn)用與指示指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比的方式進(jìn)行推導(dǎo)分析，其中的后幾個(gè)指標(biāo)可以由學(xué)生論述，老師書寫的方式講解。四、提出問題1、指示指標(biāo)與有效指標(biāo)分別針對(duì)的基礎(chǔ)是什么？2、更具實(shí)際意義的指標(biāo)為誰？ 3、如何減小指示指標(biāo)與有效指標(biāo)量值之間的差值？五、用啟發(fā)性的方式講解發(fā)動(dòng)機(jī)能量分配的去向 此時(shí)，由學(xué)生分析，教師綜合，可以不按照書本的順序，也可以多出書本中的范圍。六、利用第四點(diǎn)中提出的問題分析機(jī)械效率的計(jì)算 此部分不應(yīng)只出現(xiàn)機(jī)械效率的定量計(jì)算，還應(yīng)從機(jī)械效率反過來說明指示指標(biāo)與有效指標(biāo)之間的關(guān)系。七、互動(dòng)性質(zhì)疑1、對(duì)于內(nèi)燃機(jī)可以從哪幾個(gè)方面提高經(jīng)濟(jì)性？2、由學(xué)生針對(duì)知識(shí)進(jìn)行自由提問。八、對(duì)本次課進(jìn)行歸納性總結(jié)

4、由老師引導(dǎo)思路對(duì)本次課內(nèi)容作一系統(tǒng)回顧，必須講清本次課的重點(diǎn)內(nèi)容。 九、結(jié)束 知識(shí)性練習(xí) 指示指標(biāo)與有效指標(biāo)的出發(fā)點(diǎn)及與實(shí)際的距離比較。形成性評(píng)價(jià) 有效指標(biāo)是真正具有評(píng)價(jià)意義的指標(biāo)，講解進(jìn)程應(yīng)與指示指標(biāo)比較，分析發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒能量分配可以創(chuàng)造節(jié)油的基本思路；發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率的分析應(yīng)抓住主要因素，并相應(yīng)啟發(fā)性指示提高效率的思路。項(xiàng)目一 發(fā)動(dòng)機(jī)認(rèn)識(shí)及性能檢測(cè)內(nèi)容提要1.四沖程汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理2.四沖程柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理3.二沖程汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理4.發(fā)動(dòng)機(jī)的分類5.發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)任務(wù)1 發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造的認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn) 發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)以下選講：一發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo) 包括指示、有效、標(biāo)定性

5、能指標(biāo)。（一）指示性能指標(biāo)評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)優(yōu)劣的指標(biāo)可燃混合氣（工質(zhì)）對(duì)活塞做功為基礎(chǔ)建立的指標(biāo)，常用指示功和指示熱效率表示，(1)指示功Wi 陰影面積bczbb正功，bbrab負(fù)功，泵氣損失。(2)循環(huán)熱效率i Q1散熱損失，Q10，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率均不大高大致范圍：汽i=0.250.40，柴i=0.40.5。（二）發(fā)動(dòng)機(jī)有效性能指標(biāo) 綜合反映發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況；描述發(fā)動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)，比較、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)能，有著重要的指導(dǎo)意義。(1)有效功率Pe 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由曲軸輸出的功率，由測(cè)功機(jī)實(shí)際測(cè)得。(2)轉(zhuǎn)矩Te 由曲軸輸出給傳動(dòng)系的有效旋轉(zhuǎn)力矩，試驗(yàn)測(cè)得。Te、Pe、n三者的關(guān)系： (3)平均有效壓力p

6、e 單位氣缸容積中所作的有效功：pe表示發(fā)動(dòng)機(jī)單位氣缸工作容積中所作的有效功愈大。用以比較各種不同排量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。pe的大致范圍是：汽油機(jī)pe=588981KPa；柴油機(jī)pe=588883KPa。(4)有效燃料消耗率ge 單位有效功的燃油消耗量即：ge愈小曲軸輸出的凈功率所消耗的燃料。說明書中通常給出發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消耗率。ge實(shí)際上是隨發(fā)動(dòng)機(jī)的工況而變化。大致范圍：汽：ge=270410 (g/kw.h)，柴：ge=215285(g/kw.h)。（三）標(biāo)定性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)示的Pe和Te均為最大值，ge即是最小值?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用場(chǎng)合，通常給出兩種或以上的標(biāo)定功率，分別以15min、

7、1h、12h和24h，允許發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大功率。據(jù)GB規(guī)定，在P e和Te時(shí)，應(yīng)同時(shí)注明相應(yīng)n。二充氣系數(shù)及提高充氣系數(shù)的措施（一）充氣系數(shù)VV恒小于1。 不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)V差別較大。汽：V =0.70.85，柴：V =0.750.90。（二）提高（發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的先決條件）充氣系數(shù)的措施設(shè)計(jì)上：除了結(jié)構(gòu)上有合理氣道結(jié)構(gòu)形狀與尺寸、合理的進(jìn)排氣歧管的配置、適宜的配氣相位以及采用多氣門結(jié)構(gòu)外，使用中：定期清洗空氣濾清器，以減小進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力；定期檢查調(diào)整配氣相位，消除因配氣機(jī)構(gòu)零件磨損導(dǎo)致的配氣相位變化，從而影響充氣系數(shù)。一、動(dòng)力性指標(biāo)二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)三、發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性速度特性不同轉(zhuǎn)速下其動(dòng)力性和經(jīng)

8、濟(jì)性的變化規(guī)律，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率Pemax、最大轉(zhuǎn)矩Temax和最小燃料消耗率gemin時(shí)的轉(zhuǎn)速，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同行駛工況應(yīng)處于最有利的轉(zhuǎn)速范圍。負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)在n=常，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨負(fù)荷變化而變化的關(guān)系。（一）汽油機(jī)特性 Te、Pe、ge隨n變化的關(guān)系，其曲線，稱為速度曲線。節(jié)氣門全開的速度曲線叫做外特性曲線；處于非全開位置的速度特性稱為部分速度特性。1外特性曲線分析（1）Te-n曲線。凸形。較低n時(shí)，隨n逐升，Te愈來愈大，到達(dá)某n時(shí)轉(zhuǎn)矩Temax。以后，隨著n續(xù)升，Te反而下降。因n對(duì)v及燃燒過程的影響所決定的。v只在某一n達(dá)最大，v愈大，Te也愈大；n低時(shí)，氣體擾流小，燃燒前霧化和

9、混合不好，影響燃燒質(zhì)量；n高時(shí)，燃燒占有的曲軸轉(zhuǎn)角較大，補(bǔ)燃期長，散熱面積大，熱效率低。汽車在徒坡上起步時(shí)，可以體驗(yàn)到最大轉(zhuǎn)矩的存在。汽車只有在發(fā)動(dòng)機(jī)接近最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速下才能平穩(wěn)起步。（2）Pe-n曲線。因Pe=Ten/9550，即Pe隨n和Te的增加而增加。Te-n為凸形曲線，當(dāng)n從較低速值增加時(shí)，Te也同時(shí)增加，Pe迅速上升，當(dāng)TeTemax后，續(xù)增n， Pe上升漸緩，達(dá)某n時(shí)，Pe達(dá)到Pemax。再增加n，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)耗的功率倍增及v下降， Pe也下降。(3)油耗-轉(zhuǎn)速ge-n曲線。凹形曲線，只有在某一n下gemin，因發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱效率低，高速時(shí)機(jī)械損失增加的緣故。2部分

10、速度特性曲線分析就Te-n、Pe-n、ge-n曲線形狀言，部分特性和外持特性相似。僅轉(zhuǎn)矩最高點(diǎn)和功率最高點(diǎn)都向低轉(zhuǎn)速方向偏移。3汽油機(jī)的負(fù)荷特性改變節(jié)氣門開度，改變進(jìn)氣量，調(diào)節(jié)輸出功率，適應(yīng)負(fù)荷。稱為量調(diào)節(jié)。變路況情下行駛，駕駛員通過加速踏板調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，使汽車保持等速（發(fā)動(dòng)機(jī)在n=常）行駛，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)隨負(fù)荷變化而變化的關(guān)系。（1）Pe-GT曲線，遞增曲線，即單位燃料消耗量GT隨Pe的增加而增加。GT的大小與節(jié)氣門的開度和混合氣的成份有關(guān)。節(jié)氣門開度在70%80%內(nèi)，混氣濃度變化不大，GT隨負(fù)荷的增加而增加。節(jié)氣門接近全開，省油裝置起作用，混氣變濃，因而GT增速更快。（2）Pe-ge曲線，與P

11、e-GT曲線不同，存在一個(gè)gemin。怠速，m=0，功率全用于克服內(nèi)阻，油耗率無限大。隨著負(fù)荷的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)阻比例小，ge漸小。節(jié)氣門接近全負(fù)荷時(shí)，省油器工作，混氣濃度大，燃燒不全，ge又上升。由圖知，Pe-ge在一定的Pe內(nèi)出現(xiàn)低谷，此谷愈寬，汽車在寬闊的負(fù)荷范圍內(nèi)，有良好經(jīng)濟(jì)性。（二）柴油機(jī)特性1柴油機(jī)的速度特性柴油機(jī)的Pe、Te、ge、GT隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系稱為柴油機(jī)的速度特性。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在標(biāo)定功率供油位置時(shí)的速度特性稱為柴油機(jī)的外特性，在小于標(biāo)定功率供油任何位置時(shí)的速度特性稱為部分速度特性。汽油機(jī)相比，Te-n較坦，Te儲(chǔ)備系數(shù)小，對(duì)外界阻力的適應(yīng)差，換擋次數(shù)增多。為此，在車用柴油

12、機(jī)的調(diào)速器內(nèi)裝有轉(zhuǎn)矩校正器（校正彈簧），能在負(fù)荷增大、轉(zhuǎn)速下降時(shí)，使供油量自動(dòng)增加，以提高轉(zhuǎn)矩，亦即提高了柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)。ge-n較坦，在較寬n內(nèi)有較低ge。且柴油機(jī)的gemn比汽油機(jī)低20%30%，柴油機(jī)比汽油機(jī)的更經(jīng)濟(jì)。Pe-n為一上升的斜直線。為防止 “飛車”。柴油機(jī)噴泵均裝調(diào)速器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)，調(diào)速器起作用，阻止供油量的增加。2柴油機(jī)的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速一定，柴油機(jī)充氣量的，只有改變循環(huán)供油量，即改變過量空氣系數(shù)來調(diào)節(jié)輸出功率大小，這種調(diào)節(jié)方法稱為質(zhì)調(diào)節(jié)。與汽油機(jī)相似，Pe ge凹形曲線。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，效率m=0，ge無限大。隨Pe增加，效率m增加，ge迅速下降，功率增至圖中1點(diǎn)時(shí)，過量空氣系數(shù)下降，熱效率略有下降，機(jī)械效率明顯增大，此時(shí)ge達(dá)到最小gemin。Pe進(jìn)一步增加，噴油量增加，燃燒不完全，補(bǔ)燃期延長，熱效率劇降，ge上升。過2點(diǎn)，排氣冒黑煙冒煙點(diǎn)，噴油量增加到3點(diǎn)，可得到最大功率，以