最新发动机排量与功率精品课件.ppt

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1、 直列四缸发动机曲拐布置直列四缸发动机曲拐布置发动机转速发动机转速n与汽缸数的关系与汽缸数的关系对于四缸发动机，发动机旋转两圈即对于四缸发动机，发动机旋转两圈即0720 有几个气缸作功？有几个气缸作功？有4缸作功对于单缸四冲程发动机，每两转对于单缸四冲程发动机，每两转720，只有，只有一个气缸工作一个气缸工作 Output 130 kW (177 hp) 6000 rpm (15.5 m/s piston speed), 230 Nm between 3000 and 5000 rpm (12.1 bars MEP) Application 2004 Audi A6 Audi 4.2 V8 F

2、SIOutput 246 kW (335 hp) 6600 rpm, 420 Nm 3500 rpm, 6800 rpm max 250 kW (340 hp) 7,000 rpm in the S4 Applications first in Audi S4 in 2002, Audi A6, Audi A8 Output 320 kW (435 hp) 6800 rpm, 540 Nm from 3000 to 4000 rpm, over 500 Nm between 2500 and 5500 rpm in the S6 and S6 Avant 331 kW (450 hp) 700

3、0 rpm, 540 Nm 3500 rpm (90% available from 2,300 rpm), 21.7 m/s maximum piston speed, 13,04 bars maximum MEP in the S8 Applications Audi S8, Audi S6 and S6 Avant Audi 6.0 W12Output 309 kW (420 hp) and 550 Nm, then 331 kW (450 hp) 6,200 rpm, 580Nm 4,000 rpm,560 Nm from 2,300 to 5,300 rpm Applications

4、 2004 Audi A8, 2004 VW Phaeton, 2004 VW Touareg sport Bugatti W161001 hp 8.0L Output 736kW (1001PS) at 6,000 rpm, 1250 Nm between 2,200 and 5,500 rpm Applications Bugatti Veyron 大众公司大众公司16缸的怪兽缸的怪兽Bugatti 了解如何评价发动机的性能，主了解如何评价发动机的性能，主要有哪些指标？要有哪些指标？二、发动机性能指标二、发动机性能指标 （一）、动力性指标（一）、动力性指标 1、有效转矩、有效转矩发动机对外

5、输出的转矩称为发动机对外输出的转矩称为 有效转矩有效转矩Te，单位为，单位为NMpeople buy horsepower, but drive torquePe=Te*n/9550 (kw)因此，因此，“低转速大转矩低转速大转矩”也是发动机也是发动机技术所追求的主要目标之一！技术所追求的主要目标之一！这样的曲线一般进行发动机台架试验测得的这样的曲线一般进行发动机台架试验测得的 ，获取发动机性能数据，以供汽车整车设计匹获取发动机性能数据，以供汽车整车设计匹配之用配之用 大众大众1.8 BAF大众大众1.8T AUM所谓所谓“高原式高原式”转转矩矩 2006 Honda Civic 1.8 SO

6、HC i-VTEC engine It makes 140hp at 6300rpm and redlines at 7000rpm. Max torque is 174Nm at 4300rpm. 升功率达到升功率达到 57kw/LR18A1 本田的本田的iVTEC技术技术 经济凸轮工经济凸轮工作区域作区域 由电脑控制由电脑控制 ，根据发动机的工况，根据发动机的工况自动切换凸轮，改变气门升程，使自动切换凸轮，改变气门升程，使发动机既有好的动力性又有好的经济性。发动机既有好的动力性又有好的经济性。现已发展到三阶段升程控制和可变定时控制！现已发展到三阶段升程控制和可变定时控制！高输出凸轮工作区域

7、高输出凸轮工作区域 3、发动机转速、发动机转速n4、平均有效压力、平均有效压力 Pme（二）、经济性指标（二）、经济性指标1、有效热效率、有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数柴油机约柴油机约0.30.45 汽油机约汽油机约0.20.3 2、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率 be是指发动机每输出是指发动机每输出1KW h的有效功率所消耗的燃油量的有效功率所消耗的燃油量 g/( kw h)如前所述，发动机转速越高，发动机的功率越大，但民用车要考虑使用的材料如前所述，发动机转速越高，发动机的功率越大，但民用车要考虑使用的材料与耐用性，转速也不过是

8、与耐用性，转速也不过是7000rpm，而，而F1就不同了，尽管就不同了，尽管F1的材料用最好的，但的材料用最好的，但它是为了每一场比赛获得胜利！所以，为了能使发动机功率达致极限，提高转速它是为了每一场比赛获得胜利！所以，为了能使发动机功率达致极限，提高转速是其中有效途径之一，还有，提高转速后，也可以提高最高车速！是其中有效途径之一，还有，提高转速后，也可以提高最高车速！平均有效压力是代表发动机热负荷的重要指标，从发挥发动机热效率角度来说，平均有效压力是代表发动机热负荷的重要指标，从发挥发动机热效率角度来说，平均有效压力高能提高发动机的热效率，但平均有效压力提高后，发动机的热负平均有效压力高能提

9、高发动机的热效率，但平均有效压力提高后，发动机的热负荷也增加了，它的材料能承受才行，现代发动机的平均有效压力不断提高了，涡荷也增加了，它的材料能承受才行，现代发动机的平均有效压力不断提高了，涡轮增压的汽油机可以达到轮增压的汽油机可以达到21kg/cm2，柴油机就更不用说了，但汽车制造厂要在，柴油机就更不用说了，但汽车制造厂要在耐用性和高平均有效压力之间取得折中方案耐用性和高平均有效压力之间取得折中方案 （三）、强化指标（三）、强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标1、升功率、升功率是指发动机在标定工况下，单位发动机排量输出是指发动机在标

10、定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率的有效功率称为升功率PL升功率越高说明该发动机每升工作容积发出的有效升功率越高说明该发动机每升工作容积发出的有效功率越大，发动机的热负荷和机械负荷越高功率越大，发动机的热负荷和机械负荷越高汽油机汽油机 3070 kw/L 汽车柴油机汽车柴油机 1830 kw/L 2、强化系数、强化系数是指平均有效压力与活塞平均速度的乘积是指平均有效压力与活塞平均速度的乘积Pme*Cm强化系数越高说明发动机的热负荷和机械负荷越高强化系数越高说明发动机的热负荷和机械负荷越高随着发动机制造技术的进步，强化系数愈来愈高随着发动机制造技术的进步，强化系数愈来愈高(m/s)

11、(活塞一个冲程的时间活塞一个冲程的时间60/2n)柴油机比汽油机笨重柴油机比汽油机笨重 三、发动机缩小排量策略三、发动机缩小排量策略 1、目的：、目的：a、缩小了气缸工作容积后，发动机的机件减小，、缩小了气缸工作容积后，发动机的机件减小，配合摩擦面减小，因而直接机械摩擦损失配合摩擦面减小，因而直接机械摩擦损失b、提高了发动机负荷率。提高了发动机负荷率。 所谓负荷率是在一个确定的发动机转速下所谓负荷率是在一个确定的发动机转速下.实际负荷与该转速下实际负荷与该转速下最大可能承受的负荷的比值。随着负荷率下降发动机的效率也最大可能承受的负荷的比值。随着负荷率下降发动机的效率也大幅度下降。在柴油机中燃油

12、在较低温度下输入给空气充量并大幅度下降。在柴油机中燃油在较低温度下输入给空气充量并进行燃烧，不利于提高高压过程热效率。在汽油机中，随着负进行燃烧，不利于提高高压过程热效率。在汽油机中，随着负荷率下降节流加剧进气管真空度提高，使泵气损失增加热效率荷率下降节流加剧进气管真空度提高，使泵气损失增加热效率也下降。所以无论汽油机还是柴油机，热效率均随负荷率下降也下降。所以无论汽油机还是柴油机，热效率均随负荷率下降而恶化。而恶化。 因此，缩小排量是内燃机获得良好的油耗特性因此，缩小排量是内燃机获得良好的油耗特性的决定性因素。的决定性因素。而对于汽油机而言，通过缩小排量转移发而对于汽油机而言，通过缩小排量转

13、移发动机部分负荷时的工况点以达到节能目的动机部分负荷时的工况点以达到节能目的的潜力十分巨大。但是为了兼顾汽车的动的潜力十分巨大。但是为了兼顾汽车的动力性，必须采用涡轮增压以求在全负荷时力性，必须采用涡轮增压以求在全负荷时达到较高的升功率。最终导致较低的热损达到较高的升功率。最终导致较低的热损失和摩擦损失。失和摩擦损失。所以，缩小排量在汽油机中将成为一种所以，缩小排量在汽油机中将成为一种决定其前途的因素决定其前途的因素 2、汽油机缩小排量应解决的问题、汽油机缩小排量应解决的问题 a 、采用增压技术、采用增压技术 缩小排量缩小排量(Downsizing)能提高发动机在低负荷工况下的负荷率，能提高发

14、动机在低负荷工况下的负荷率，进而提高燃油经济性。同时为了满足人们对汽车动力性的要求，必进而提高燃油经济性。同时为了满足人们对汽车动力性的要求，必须通过须通过增压增压来补偿由于缩小排量而损失的标定功率来补偿由于缩小排量而损失的标定功率 。b 、 解决汽油机增压的爆震问题解决汽油机增压的爆震问题 为此可采用为此可采用可变压缩比技术可变压缩比技术，在高负荷、低转速容易发生爆，在高负荷、低转速容易发生爆震的工况区域可采用低压缩比以避免爆震震的工况区域可采用低压缩比以避免爆震;而在低负荷工况则可而在低负荷工况则可采用高压缩比，以提高燃油经济性。采用高压缩比，以提高燃油经济性。 闭缸控制闭缸控制(Cylinder Shut off)也是一种提高负荷率的有效手也是一种提高负荷率的有效手段。较大排量的发动机，例如六缸机可以在低负荷下封闭三个气段。较大排量的发动机，例如六缸机可以在低负荷下封闭三个气缸。缸。C 、有意降低恒定压缩比发动机的压缩比值、有意降低恒定压缩比发动机的压缩比值 因此增压汽油机的压缩比比恒定压缩比的自然吸气发动机的因此增压汽油机的压缩比比恒定压缩比的自然吸气发动机的压缩比小压缩比小24 结束语结束语