摩托车发动机的特性解析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 摩托车发动机的特性
2020/11/5
摩托车发动机原理
1
汽车行驶时，由于车速与行驶阻
力不断变化，则发动机的转速和负荷 亦相应变化，以适应汽车的需要。随 着转速和负荷的改变，发动机工作过 程也会发生变化。因此，发动机在不 同使用条件下具有不同的动力性与经 济性。
2020/11/5
摩托车发动机原理
6
根据平均有效压力pme（kPa）的定义
pme
We vs
eQ
vs
式中 We——每循环有效功（kJ）；
ηe——有效热效率。
pme
ev oh Lo
h Lo
o
i
mv
K
i
mv
式中 ηit——指示热效率；
ηm——机械效率。
2020/11/5
摩托车发动机原理
7
功率
Pe
K1
v
imn
扭矩（汽油机）
Ttq
18
燃油消耗量按下式计算
B 3.6 m t
be
B Pe
1000
式中 t——消耗m（g）燃油所需时间（s）； Pe——消耗m（g）燃油时测量的有效功率（kW）； B——小时耗油量（kg/h）； be——有效燃油消耗率[g/（kW·h）]。
2020/11/5
摩托车发动机原理
19
第 二节 发动机的速度特性
低，紊流减弱，使雾化、
混合状态较差，火焰传
播速度降低，散热及漏
气损失增加，ηit较低，转 速高时，燃烧过程所占
曲轴转角较大，燃烧在
较大容积下进行，ηit也较 低。但变化比较平坦，
对Ttq影响较小。
2020/11/5
摩托车发动机原理
26
（4）机械效率 ηm 转速增加，消 耗于机械损失功增
加。因此，随转速 升高，机械效率ηm 明显下降。
发动机性能指标随调整运转工况而变化 的关系称为发动机特性。
调整情况 性能指标
运转工况
调整特性 性能特性
特性用曲线表示称为特性曲线，它是评
价发动机性能的一种简单、方便、必不可少 的形式。
2020/11/5
摩托车发动机原理
4
三、发动机性能指标与工作过程的关系
发动机输出的有效指标通常用平均有效压 力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃油 消耗率b、每小时耗油量B表示。这些指标与发 动机工作过程参数的关系可以推导如下。
2020/11/5
摩托车发动机原理
22
（一）外特性曲
线 1．扭矩曲线变
化趋势 随着转速n的增
加 ， 扭 距 Ttq 逐 渐 增 大，出现最大扭距 Ttqmax 后 逐 渐 下 降 ， 且下降程度越来越大 。曲线呈上凸形状。
2020/11/5
摩托车发动机原理
23
根据公式
Ttq
K2
v
im
可 见 ， Ttq 随 n 的 变 化 取 决于指示热效率ηi、机 械 效 率 ηm 、 充 气 效 率 ηv与过量空气系数α 随n的变化。
式中 V—球泡容积（mL）；
Pe —发动机有效功率（kW）;
ρ
f
—燃油密度（g/mL）；
t—消耗容积V的燃油所用时间（s）。
2020/11/5
摩托车发动机原理
15
2.质量法
油 箱 供 油
2020/11/5
摩托车发动机原理
16
充油
2020/11/5
摩托车发动机原理
17
测量
2020/11/5
摩托车发动机原理
2020/11/5
摩托车发动机原理
27
综合作用的结果是；当转速由低开始上 升时，ηv，ηit同时增加的影响大于ηm下降的 影响，使Ttq增加，对应于某一转速时，Ttq达 到最大值。转速继续增加，由于ηv、ηit、ηm 均下降，因此Ttq随转速升高而较快的下降， 即Ttq曲线变化较陡。
发动机性能指标随转速变化的关
系称为发动机的速度特性。若驾驶员 将油门踏板位置保持一定，由于道路 阻力不同，汽车行驶速度也会改变， 上坡时汽车速度逐渐降低，下坡时速 度增加，这时发动机即沿速度特性工 作。
2020/11/5
摩托车发动机原理
20
一、汽油机的速度特性
（1）速度特性：汽油机节气门开度 固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃 油消耗率b、每小时消耗油量B等随转速n 变化的关系。
2020/11/5
摩托车发动机原理
5
每循环放热量Q（kJ）为
Q vvs vh Lo
式中 ηv——充量系数； ρo——大气状态下空气密度（kg/m3）；
Vs——气缸工作容积（m3）；
α ——过量空气系数；
hu——燃料低热值（kJ/kg）；
Lo——理论空气量（kg/kg）。
2020/11/5
摩托车发动机原理
2020/11/5
摩托车发动机原理
24
（1）在节气门开 度一定时，过量空气系 数φat可视为常数。
（2）充气效率ηv 在某一中间转速时最大。 因为一定的配气相位仅 对一种转速最适合，此 转速下能最好地利用气 流惯性。其余转速时ηv 均降低，曲线为上凸形。
2020/11/5
摩托车发动机原理
25
（3）指示热效率ηit 转速低，进气流速
K2
v
im
燃油消耗率
be
K3
1
im
小时耗油量
B
K4Biblioteka Baidu
v
n
2020/11/5
摩托车发动机原理
8
第二节 发动机台架试验
一、试验台装置
基本组成、装配关系、固定、支承
2020/11/5
摩托车发动机原理
9
二、制动测功装置—测功器 1.水力测功器
2020/11/5
摩托车发动机原理
10
2.平衡式电力测功器 3.电涡流测功器
2
第一节 发动机工况
一、工况
发动机的运行情况，简称工况。工况以 功率Pe和转速n来表示，此功率、转速应该与 发动机所带动的工作机械要求的功率、转速 相适应。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械消 耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按 一定功率稳定工作。
2020/11/5
摩托车发动机原理
3
二、发动机特性
（2）测取：发动机台架试验。测取 前，应将点火提前角及化油器调整完好； 测取时，应按规定保持冷却水温度、润滑
油温度在最佳状态。
2020/11/5
摩托车发动机原理
21
节气门全开时速度特性称为外特性。 节气门部分打开时的速度特性称为部分 负荷速度特性。由于节气门的开启可以 无限变化，所以部分负荷速度特性曲线 有无数条，而外特性曲线只能有一条。
2020/11/5
摩托车发动机原理
11
三、耗油率的测量 1.容积法
充油
2020/11/5
摩托车发动机原理
12
测量
2020/11/5
摩托车发动机原理
13
测量消耗容积v的燃油所用时间t
2020/11/5
摩托车发动机原理
14
燃油消耗量按下式计算
小时耗油量
耗油率
B 3.6 v f
t
be
B Pe
1000
2020/11/5
摩托车发动机原理
1
汽车行驶时，由于车速与行驶阻
力不断变化，则发动机的转速和负荷 亦相应变化，以适应汽车的需要。随 着转速和负荷的改变，发动机工作过 程也会发生变化。因此，发动机在不 同使用条件下具有不同的动力性与经 济性。
2020/11/5
摩托车发动机原理
6
根据平均有效压力pme（kPa）的定义
pme
We vs
eQ
vs
式中 We——每循环有效功（kJ）；
ηe——有效热效率。
pme
ev oh Lo
h Lo
o
i
mv
K
i
mv
式中 ηit——指示热效率；
ηm——机械效率。
2020/11/5
摩托车发动机原理
7
功率
Pe
K1
v
imn
扭矩（汽油机）
Ttq
18
燃油消耗量按下式计算
B 3.6 m t
be
B Pe
1000
式中 t——消耗m（g）燃油所需时间（s）； Pe——消耗m（g）燃油时测量的有效功率（kW）； B——小时耗油量（kg/h）； be——有效燃油消耗率[g/（kW·h）]。
2020/11/5
摩托车发动机原理
19
第 二节 发动机的速度特性
低，紊流减弱，使雾化、
混合状态较差，火焰传
播速度降低，散热及漏
气损失增加，ηit较低，转 速高时，燃烧过程所占
曲轴转角较大，燃烧在
较大容积下进行，ηit也较 低。但变化比较平坦，
对Ttq影响较小。
2020/11/5
摩托车发动机原理
26
（4）机械效率 ηm 转速增加，消 耗于机械损失功增
加。因此，随转速 升高，机械效率ηm 明显下降。
发动机性能指标随调整运转工况而变化 的关系称为发动机特性。
调整情况 性能指标
运转工况
调整特性 性能特性
特性用曲线表示称为特性曲线，它是评
价发动机性能的一种简单、方便、必不可少 的形式。
2020/11/5
摩托车发动机原理
4
三、发动机性能指标与工作过程的关系
发动机输出的有效指标通常用平均有效压 力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃油 消耗率b、每小时耗油量B表示。这些指标与发 动机工作过程参数的关系可以推导如下。
2020/11/5
摩托车发动机原理
22
（一）外特性曲
线 1．扭矩曲线变
化趋势 随着转速n的增
加 ， 扭 距 Ttq 逐 渐 增 大，出现最大扭距 Ttqmax 后 逐 渐 下 降 ， 且下降程度越来越大 。曲线呈上凸形状。
2020/11/5
摩托车发动机原理
23
根据公式
Ttq
K2
v
im
可 见 ， Ttq 随 n 的 变 化 取 决于指示热效率ηi、机 械 效 率 ηm 、 充 气 效 率 ηv与过量空气系数α 随n的变化。
式中 V—球泡容积（mL）；
Pe —发动机有效功率（kW）;
ρ
f
—燃油密度（g/mL）；
t—消耗容积V的燃油所用时间（s）。
2020/11/5
摩托车发动机原理
15
2.质量法
油 箱 供 油
2020/11/5
摩托车发动机原理
16
充油
2020/11/5
摩托车发动机原理
17
测量
2020/11/5
摩托车发动机原理
2020/11/5
摩托车发动机原理
27
综合作用的结果是；当转速由低开始上 升时，ηv，ηit同时增加的影响大于ηm下降的 影响，使Ttq增加，对应于某一转速时，Ttq达 到最大值。转速继续增加，由于ηv、ηit、ηm 均下降，因此Ttq随转速升高而较快的下降， 即Ttq曲线变化较陡。
发动机性能指标随转速变化的关
系称为发动机的速度特性。若驾驶员 将油门踏板位置保持一定，由于道路 阻力不同，汽车行驶速度也会改变， 上坡时汽车速度逐渐降低，下坡时速 度增加，这时发动机即沿速度特性工 作。
2020/11/5
摩托车发动机原理
20
一、汽油机的速度特性
（1）速度特性：汽油机节气门开度 固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃 油消耗率b、每小时消耗油量B等随转速n 变化的关系。
2020/11/5
摩托车发动机原理
5
每循环放热量Q（kJ）为
Q vvs vh Lo
式中 ηv——充量系数； ρo——大气状态下空气密度（kg/m3）；
Vs——气缸工作容积（m3）；
α ——过量空气系数；
hu——燃料低热值（kJ/kg）；
Lo——理论空气量（kg/kg）。
2020/11/5
摩托车发动机原理
2020/11/5
摩托车发动机原理
24
（1）在节气门开 度一定时，过量空气系 数φat可视为常数。
（2）充气效率ηv 在某一中间转速时最大。 因为一定的配气相位仅 对一种转速最适合，此 转速下能最好地利用气 流惯性。其余转速时ηv 均降低，曲线为上凸形。
2020/11/5
摩托车发动机原理
25
（3）指示热效率ηit 转速低，进气流速
K2
v
im
燃油消耗率
be
K3
1
im
小时耗油量
B
K4Biblioteka Baidu
v
n
2020/11/5
摩托车发动机原理
8
第二节 发动机台架试验
一、试验台装置
基本组成、装配关系、固定、支承
2020/11/5
摩托车发动机原理
9
二、制动测功装置—测功器 1.水力测功器
2020/11/5
摩托车发动机原理
10
2.平衡式电力测功器 3.电涡流测功器
2
第一节 发动机工况
一、工况
发动机的运行情况，简称工况。工况以 功率Pe和转速n来表示，此功率、转速应该与 发动机所带动的工作机械要求的功率、转速 相适应。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械消 耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按 一定功率稳定工作。
2020/11/5
摩托车发动机原理
3
二、发动机特性
（2）测取：发动机台架试验。测取 前，应将点火提前角及化油器调整完好； 测取时，应按规定保持冷却水温度、润滑
油温度在最佳状态。
2020/11/5
摩托车发动机原理
21
节气门全开时速度特性称为外特性。 节气门部分打开时的速度特性称为部分 负荷速度特性。由于节气门的开启可以 无限变化，所以部分负荷速度特性曲线 有无数条，而外特性曲线只能有一条。
2020/11/5
摩托车发动机原理
11
三、耗油率的测量 1.容积法
充油
2020/11/5
摩托车发动机原理
12
测量
2020/11/5
摩托车发动机原理
13
测量消耗容积v的燃油所用时间t
2020/11/5
摩托车发动机原理
14
燃油消耗量按下式计算
小时耗油量
耗油率
B 3.6 v f
t
be
B Pe
1000