1、第第7章章 发动机的特性发动机的特性 发动机性能参数随发动机性能参数随运转工况运转工况或或参数调整参数调整而变化的规律。而变化的规律。性能特性性能特性调整特性调整特性第第1节节 发动机工况发动机工况第第2节节 发动机万有特性发动机万有特性第第3节节 发动机负荷特性与速度特性发动机负荷特性与速度特性第第4节节 发动机选型及与车辆的匹配发动机选型及与车辆的匹配第第1节节 发动机工况发动机工况一、发动机的稳定工况与过渡工况一、发动机的稳定工况与过渡工况 发动机的基本动力学方程：发动机的基本动力学方程：二、发动机的三类典型工况二、发动机的三类典型工况 图图7-2 1 恒速工况恒速工况 n=Const
2、2 螺旋桨工况螺旋桨工况 Pe=KnN 3 车用工况车用工况 （市内交通工况和高速公路工况（市内交通工况和高速公路工况）RtqERETT JJ图图7-1 发动机的稳定工况发动机的稳定工况三、用于分析发动机特性的关系式三、用于分析发动机特性的关系式（公式推导自学）（公式推导自学）四、功率标定与大气修正四、功率标定与大气修正 功率标定功率标定 考虑发动机自身的潜力考虑发动机自身的潜力 考虑实际用途和使用特点考虑实际用途和使用特点 大气修正大气修正 制造和使用的需要制造和使用的需要 nK1200niVpPmiv1smeemiv2smetqK0.0314VipTmi36ee1K10h3.6bnKPbB
3、v4ee第第2节节 发动机万有特性发动机万有特性一、基本概念一、基本概念 反映发动机各种主要性能参数间相互关系的综合特性。反映发动机各种主要性能参数间相互关系的综合特性。以以转速转速为横坐标，以为横坐标，以平均有效压力平均有效压力（或（或转矩转矩）为纵坐标，）为纵坐标，在图上绘出各类参数的等值线（等在图上绘出各类参数的等值线（等有效燃料消耗率有效燃料消耗率be曲线、等曲线、等有效功率有效功率Pe曲线等）。曲线等）。图图7-7 二、分析与应用二、分析与应用汽车发动机的工作范围汽车发动机的工作范围 图图7-9 汽车发动机的最佳工作范围汽车发动机的最佳工作范围汽车性能仿真汽车性能仿真/与变速器匹配等
4、与变速器匹配等/第第3节节 发动机负荷特性与速度特性发动机负荷特性与速度特性一、发动机负荷特性一、发动机负荷特性1 基本概念基本概念 发动机转速不变，其性能指标随负荷而变化的关系发动机转速不变，其性能指标随负荷而变化的关系。2 变化规律变化规律 图图7-103 负荷特性的应用负荷特性的应用 主要用以评价发动机工作的经济性主要用以评价发动机工作的经济性 （最低有效燃油消耗率最低有效燃油消耗率以及以及曲线变化的平缓程度曲线变化的平缓程度）性能调试的比较性能调试的比较 二、发动机速度特性二、发动机速度特性 发动机的油量调节机构位置不变时，其性能指标随转速而发动机的油量调节机构位置不变时，其性能指标随
5、转速而变化的关系变化的关系。图图7-14 三、发动机外特性（全负荷速度特性）三、发动机外特性（全负荷速度特性）在油量调节机构达到极限位置时（在油量调节机构达到极限位置时（/全负荷时）测得的速度全负荷时）测得的速度特性。特性。外特性的变化规律外特性的变化规律 图图7-16 外特性的应用外特性的应用 动力性的评价动力性的评价 第第4节节 发动机选型及与车辆的匹配发动机选型及与车辆的匹配一、概述一、概述 图图7-18 改善动力装置与整车匹配的主要原则改善动力装置与整车匹配的主要原则 考虑整车的具体要求与使用特点；考虑整车的具体要求与使用特点；处理好经济性与动力性（高负荷率与处理好经济性与动力性（高负
6、荷率与动力储备）的矛盾；动力储备）的矛盾；有全局、系统的观点；有全局、系统的观点；二、从提高车辆动力性的角度改善匹配二、从提高车辆动力性的角度改善匹配 比功率保证在一定范围内比功率保证在一定范围内 （偏大：动力性提高，经济性降低）（偏大：动力性提高，经济性降低）三、从提高车辆经济性的角度改善匹配三、从提高车辆经济性的角度改善匹配 提高负荷率提高负荷率四、提高整车性能的技术发展四、提高整车性能的技术发展 1 小排量化与降低转速小排量化与降低转速 补充补充 2 停缸控制技术停缸控制技术 图图7-24 3 快速起停技术快速起停技术 补充补充习题与思考题：习题与思考题：1.发动机的主要性能特性有哪些发
7、动机的主要性能特性有哪些?是如何定义的是如何定义的?主要用途是什么主要用途是什么?2.汽车发动机与整车匹配需考虑哪些问题汽车发动机与整车匹配需考虑哪些问题?3分析通过提高汽油机负荷率来提高整车经济性的原因。分析通过提高汽油机负荷率来提高整车经济性的原因。4.可以通过哪些技术途径来提高发动机实际运行中的负荷率？可以通过哪些技术途径来提高发动机实际运行中的负荷率？5分析分析“停缸并不能仅仅靠切断燃油喷射来实现停缸并不能仅仅靠切断燃油喷射来实现”的原因。的原因。图图7-2 发动机的典型工况与工作范围发动机的典型工况与工作范围 图图7-7 汽油机的万有特性汽油机的万有特性图图7-9 汽油机万有特性与汽
8、车运行工况汽油机万有特性与汽车运行工况 发动机负荷特性发动机负荷特性 a)柴油机柴油机 b)汽油机汽油机 图图7-14 汽油机的速度特性汽油机的速度特性 图图7-16 汽油机的外特性汽油机的外特性图图7-18 不同发动机类型的乘用车整备质量与燃油经济性不同发动机类型的乘用车整备质量与燃油经济性小排量化（小排量化（Downsizing）与低转速化（）与低转速化（Downspeeding）小排量化：小排量化：降低发动机的单缸排量或降低发动机的单缸排量或/和气缸数和气缸数 要保持原输出功率：要保持原输出功率：提高发动机转速提高发动机转速 （不采用）（不采用）提高平均有效压力提高平均有效压力 120i
9、nVpPsmee小排量化（小排量化（Downsizing）通过增压、提高增压比等措施保持原有输出功率通过增压、提高增压比等措施保持原有输出功率 降低泵气损失降低泵气损失 降低摩擦损失降低摩擦损失 降低传热损失降低传热损失低转速化（低转速化（Downspeeding）降低摩擦损失降低摩擦损失 更完善的工作过程更完善的工作过程图图7-24 停缸控制技术停缸控制技术快速启停功能：快速启停功能：车辆起步前，自动启动发动机，继续行驶。车辆起步前，自动启动发动机，继续行驶。当车辆停止且发动机怠速运行时，自动停止发动机。当车辆停止且发动机怠速运行时，自动停止发动机。（无离合器踏板：制动（无离合器踏板：制动踏
10、板换踩油门踏板时）踏板换踩油门踏板时）功率增加、工作功率增加、工作次数也大大增加次数也大大增加频繁瞬时大电流放频繁瞬时大电流放电、容量增大电、容量增大“弱弱”混合动力混合动力安装在蓄电池负安装在蓄电池负极，检测极，检测U、I、T，估算，估算SOC等等电动液压泵电动液压泵 启停控制基本策略启停控制基本策略 车辆停止（车速低于一定值）车辆停止（车速低于一定值）&电池电量充足电池电量充足&制动真空度充足制动真空度充足&发动机状态允许停机（水温，催化器温度等）发动机状态允许停机（水温，催化器温度等）&满足安全条件（驾驶员在座及前舱盖闭合）满足安全条件（驾驶员在座及前舱盖闭合）&空调，除雾状态没被请求空调，除雾状态没被请求 踩下离合器，空挡踩下离合器，空挡Or 电池电量不足电池电量不足Or 制动真空度不足制动真空度不足Or 空调，除雾被请求空调，除雾被请求&满足安全起动条件（驾驶员在座及前舱盖闭合）满足安全起动条件（驾驶员在座及前舱盖闭合）发动机怠速停机发动机怠速停机发动机自动启动发动机自动启动图图7-5 发动机与变速器的匹配发动机与变速器的匹配
