發動機基本工作原理 性能指標和主流新技術的介紹 標定部魏京 四沖程發動機基本工作原理 進氣行程壓縮行程做功行程排氣行程 發動機常用術語 上止點和下止點 上止點和下止點 上止點 活塞在氣缸里作往復直線運動時 當活塞向上運動到最高位置 即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置 下止點 活塞在氣缸里作往復直線運動時 當活塞向下運動到最低位置 即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置 活塞行程 上 下止點之間的距離 氣缸工作容積 活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積 發動機排量 多缸發動機各氣缸工作容積的總和 壓縮比 是發動機中一個非常重要的概念 表示了氣體的壓縮程度 它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值 通常汽油機的壓縮比為6 11 柴油機的壓縮比較高 一般為16 22 發動機的主要性能指標 動力性能指標經濟性能指標排放性能 動力性能指標 有效扭矩 發動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩 通常用Te表示 單位為N m 有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿 傳給曲軸產生的扭矩 并克服了摩擦 驅動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈扭矩 有效功率 曲軸對外輸出的凈功率 它等于有效扭矩和曲軸轉速的乘積 發動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定 轉速 曲軸每分鐘的轉數 經濟性能指標 燃油消耗率 指單位有效功的燃油消耗量 也就是發動機每發出1kW有效功率在1小時內所消耗的燃油質量 以g為單位 燃油消耗率通常用ge表示 其單位為g kW h 排放性能 排放性能指標包括排放煙度 有害氣體 CO HC NOx 排放量 噪聲等 空燃比 進入氣缸的可燃混合物中空氣質量和燃料質量的比值 汽油理論完全燃燒的空燃比為14 7 其他燃料因化學成分差異而不同 Lambda值 即過量空氣系數 如果進入氣缸混合氣的空燃比為理論完全燃燒的空燃比 則此時過量空氣系數為1 即Lambda 1 如果空燃比大于理論空燃比 則Lambda 1 反之 則Lambda 1 通過空燃比可以計算得到Lambda值 發動機的特性 性能指標隨發動機曲軸轉速變化的關系稱為發動機的速度特性 性能指標隨負荷 汽油機為節氣門 變化的關系稱為發動機的負荷特性 2020 1 29 11 可編輯 外特性和部分特性 節氣門全開時的速度特性叫發動機的外特性 節氣門不全開的任意位置所得到的速度特性都稱為部分特性 發動機的外特性代表了發動機所具有的最高動力性能 汽油機的外特性 點火提前角 點火提前角 火花塞點火時 曲軸曲拐位置與活塞位于壓縮上止點時曲軸曲拐位置之間的夾角 為什么要點火提前 點火時刻對發動機性能影響很大 從火花塞點火到氣缸內大部分混合氣燃燒 并產生很高的爆發力需要一定的時間 雖然這段時間很短 但由于曲軸轉速很高 在這段時間內 曲軸轉過的角度還是很大的 若在壓縮上止點點火 則混合氣一面燃燒 活塞一面下移而使氣缸容積增大 這將導致燃燒壓力低 發動機功率也隨之減小 因此要在壓縮接近上止點點火 即點火提前 VVT技術 VariableValveTiming 可變氣門正時技術 通過改變氣門開起和關閉的時刻 優化進排氣 來達到提升性能的作用 可以較明顯地提升低速和高速下的扭矩 使得動力性更強 油耗更低 新的CVVT即連續可調氣門正時系統 可以進一步優化性能 可變氣門升程技術 通過改變氣門開啟的升程 優化進排氣來改善高 低速的性能 和VVT的作用相似 故較高級的VVT技術中常包含這種技術 如果寶時捷的verocam技術 常見的本田的VTEC技術也是兩者的結合 增壓技術 增壓技術主要有渦輪增壓和機械增壓兩種 即Turbocharging和Supercharging 渦輪增壓是通過兩個軸向連接的渦輪來完成強制進氣的 即排氣推動排氣渦輪飛速旋轉 其又通過連接軸來驅動進氣渦輪 進氣渦輪把進氣進行壓縮 提高進氣的密度和壓力 使得氣缸在排量不變的條件下容納更多質量的空氣 燃燒后做更多的功 即得到更大的扭矩和功率 進排氣渦輪 大眾的雙增壓技術 Supercharger Turbo 其它新技術 可變進氣歧管長度技術分層燃燒技術燃油直噴技術技術集大成者 大眾的TSI技術 包含機械渦輪雙增壓 燃油直噴 分層燃燒等多項新技術 1 4升排量的TSI發動機 其動力性能可