發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)與工作原理(編輯修改稿)
2024-09-13 08:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 油機來說主要是廢氣中的氮氧化物(NOx)和顆粒(PM)含量。 噪聲是指對人的健康造成不良影響及對學(xué)習(xí)、工作和休息等正常活動發(fā)生干擾的聲音。由于汽車是城市中的主要噪聲源之一，而發(fā)動機又是汽車的主要噪聲源，因此控制發(fā)動機的噪聲就顯得十分重要。如我國的噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18697—2002)中規(guī)定，轎車的噪聲不得大于79dB(A)。 4) 可靠性指標(biāo)和耐久性指標(biāo) 可靠性指標(biāo)是表征發(fā)動機在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，持續(xù)正常工作能力的指標(biāo)?？煽啃杂卸喾N評價方法，如首次故障行駛里程、平均故障間隔里程等。耐久性指標(biāo)是指發(fā)動機主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時間。大體上，在用車生活中，我們主要注意到的是發(fā)動機的其中兩個指標(biāo)，一個是功率，另一個是扭矩。功率的單位是千瓦或馬力，扭矩單位是牛米(Nm)。通俗地講，功率反映的是車的絕對速度，或者說它可以跑多快；扭矩反映的是加速度，也就是提速行能。一般來說，功率大的發(fā)動機可以跑得很快，達到300km/h的速度都是可以做到的。扭矩大的發(fā)動機提速性能好，加速快，靈活。但有一個共同的特點，就是在表述這兩項指標(biāo)的時候，不能脫離發(fā)動機轉(zhuǎn)速，性能高的發(fā)動機可以在一個相當(dāng)寬泛的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持高功率和高扭矩。比如說在2800～5500r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，可以保持95%的功率或扭矩。在轉(zhuǎn)速越低的位置出現(xiàn)高扭矩，說明發(fā)動機的提速性能越好。2．發(fā)動機的特性發(fā)動機有效性能指標(biāo)隨調(diào)整情況和使用工況的變化而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機特性，通常用曲線表示它們之間的關(guān)系，這條曲線稱為特性曲線。其中，有效性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系，稱為調(diào)整特性，如汽油機的燃料調(diào)整特性、點火提前角調(diào)整特性、柴油機的噴油提前角調(diào)整特性等；隨使用工況的變化而變化的關(guān)系稱為使用特性，如速度特性、負荷特性等。通過對特性曲線的分析，可以評價發(fā)動機在不同工況下的動力性、經(jīng)濟性及其他運轉(zhuǎn)性能，為合理選擇、有效利用發(fā)動機以及評價發(fā)動機維修后質(zhì)量好壞提供依據(jù)。這里，介紹應(yīng)用較多的發(fā)動機的速度和負荷兩個使用特性。1) 速度特性在節(jié)氣門開度(或噴油泵供油拉桿位置)一定的條件下，發(fā)動機的有效功率Pe、有效轉(zhuǎn)矩Me、有效耗油率ge隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律，稱為發(fā)動機速度特性。節(jié)氣門開度最大時(或噴油泵供油拉桿在標(biāo)定功率的循環(huán)供油量位置時)測得的速度特性稱為外特性；部分開度時(或噴油泵供油拉桿所處位置供油量小于標(biāo)定功率的循環(huán)供油量位置時)測得的速度特性稱為部分特性。如圖16所示為某發(fā)動機的外特性曲線圖。由圖分析可知，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速n=2000r/min時，發(fā)動機發(fā)出轉(zhuǎn)矩最大；當(dāng)n2000r/min或n2000r/min 時，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩都將減少。當(dāng)n=3500r/min 時，發(fā)動機發(fā)出功率最大；當(dāng)n3500r/min或n3500r/min 時，發(fā)動機功率都減小。當(dāng)n=2000r/min時，發(fā)動機有效耗油率最??；當(dāng)n2000r/min或n2000r/min 時，發(fā)動機有效耗油率將增大(圖16中的BFSC的英文全稱是Brake Specific Fuel Consumption，含義是制動燃油消耗率)。由圖可以看出，其在很寬的一個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保持最大扭矩不變，說明其動力性能好。 圖16 發(fā)動機的外特性曲線圖 圖17 2) 負荷特性發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定，逐漸改變節(jié)氣門開度(或改變噴油泵供油拉桿位置)，發(fā)動機每小時耗油量GT、有效耗油率ge隨有效功率Pe(或有效轉(zhuǎn)矩Me)變化而變化的關(guān)系，稱為發(fā)動機負荷特性。負荷特性可用來評定不同轉(zhuǎn)速及不同負荷下發(fā)動機的經(jīng)濟性。如圖18所示為汽油發(fā)動機負荷特性曲線圖。由圖分析可知，隨節(jié)氣門開度增大，有效功率Pe由小增大，發(fā)動機每小時耗油量GT隨之上升，當(dāng)節(jié)氣門開度達到全開的80%時，加濃混合氣，GT上升速度加快，曲線變陡。當(dāng)發(fā)動機在怠速狀態(tài)運轉(zhuǎn)時，輸出有效功率Pe =0，故有效耗油率ge曲線趨向無窮大，隨節(jié)氣門開度增大，Pe由小變大，ge迅速下降，直至降到最低值，隨Pe繼續(xù)加大，節(jié)氣門開度增大到全開80%時，混合氣開始加濃，ge又有所上升。圖18 發(fā)動機負荷特性曲線圖圖19為6135Q型柴油機的負荷特性曲線圖，其中標(biāo)明1200、1800兩條曲線分別是額定轉(zhuǎn)速為1200r/min和1800r/min時的有效耗油率ge曲線，由圖分析可知，GT隨Pe增大而近似直線上升，直至Pe增大到等于全負荷90%時，當(dāng)負荷繼續(xù)增大GT迅速加大，曲線變陡。有效耗油率ge在怠速時趨向無窮大，隨Pe 增加，ge下降。當(dāng)Pe 增大到等于全負荷的90%時，ge達到最小值，如圖中1點所示，再增加負荷，ge上升至曲線點2時，柴油機排放黑煙，至曲線點3時，柴油機發(fā)出最大功率。為了避免由排放黑煙引起的環(huán)境污染、易使燃燒室積炭和發(fā)動機過熱現(xiàn)象等，采用由調(diào)速器來控制標(biāo)定的循環(huán)供油量，可將標(biāo)定功率限制在曲
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