第1章主要性能与标定参数Word文件下载.docx
《第1章主要性能与标定参数Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章主要性能与标定参数Word文件下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
对主要参数的测量精度和测量仪器的精度等，也有严格规定。
目的是为发动机与工作机械的匹配提供依据。
1.1.2发动机工况
发动机运行中的各种工作情况，称为发动机的工况。
主要用发动机的转速和负荷来表示。
从微观意义上讲，发动机转速或负荷每发生一点点变化，均可称为一个工况，但这种过于细致的划分不但难以分清，而且没有多大的实用意义。
因此，发动机工况一般分为工作工况、典型工况和用途工况等几类。
1.发动机工作工况
在发动机运行中，输出功率和转速随负荷或使用条件变化而变化的情况，称为工作工况。
只有发动机输出功率和转矩与工作机械消耗的功率和转矩相等时，工作工况才能稳定。
当工作机械的阻力矩变化时，即发动机的负荷发生变化时，发动机的工作工况就会随之发生变化，汽车用发动机的工作工况大多数时间是不断变化的。
性能良好的汽车发动机，通过正确操作应能适应工
作工况的变化，否则应经检测后进行调整、校正或维修。
2.发动机典型工况在汽车运行过程中，具有代表性的工况，称为典型工况。
典型工况又分为以下两类：
一是按负荷变化的工况，包括小负荷工况、中等负荷工况、全负荷工况和超负荷工况等几种。
二是按转速变化的工况，包括加速工况、减速工况、匀速工况、怠速工况、低速工况、中速工况、高速工况、全速工况和超速工况等几种。
3.发动机用途工况具有特定用途特征，根据发动机输出标定功率的持续时间定性的工况，称为用途工况。
一般包括以下几种。
⑴面工况：
面工况是指发动机工作时功率和转速变化频繁且范围大、输出扭矩随阻力矩变化而变化的工作情况，如汽车用发动机大多数时间都在面工况下工作。
⑵点工况：
发动机作为抽水机的动力作业时，由于负荷变化微小，发动机输出功率和转速基本保持不变的工况就属于点工况。
⑶线工况：
线工况也称恒速工况。
在该工况下工作的发动机转速基本保持不变，输出功率随负荷变化而变化。
如发电机组用发动机就是在这种工况下工作的。
⑷螺旋桨工况：
船舶用发动机按推进特性工作，功率与转速的立方成正比增长，其工况称为螺旋桨工况。
⑸其他：
拖拉机在农田作业时，负荷因土壤松实不同而变化，
工况近似于恒速工况，运输作业时为面工况工作。
汽车的发动机工作时，其工况随工作条件和负荷的改变会不断发生变化，为使汽车适应这种变化，必须不断调整发动机的转速，以使各种工况下输出的功率和扭矩满足汽车在各种条件下行驶的需求。
导入案例评析
动力机械的功率，是以世界通用的“千瓦”kW）或公制“马力”（PS）为单位，用统一的标准，经过严格的试验后标定的。
那种用马的力作解释是不科学的。
理解功率和工况的概念，能够使我们在检测时正确了解发动机的动力性能，在使用过程中根据工况的变化，正确操作发动机或正确驾驶汽车。
思考题
1.发动机功率单位“千瓦”和“马力”各有什么含义？
2.发动机工作工况的定义是什么？
3.如何根据工况的变化正确操作发动机或正确驾驶汽车？
1.2发动机性能指标与技术参数
要想综合全面地了解和评价发动机性能，必须运用许多性能指标和参数。
性能指标主要分为指示指标、有效指标、强化指标和排放指标等。
这些指标不但能够量化地反映发动机各种性能，也是影响汽车使用性能的重要因素，又是评价新品发动
机和汽车质量等级的主要标准，以及鉴定在用汽车技术状况的重要参照依据。
1.2.1发动机性能指标与技术参数
1.性能指标
（1）指示指标：
运用热力学和发动机热循环理论分析，并经计算得出的指标，称为发动机指示指标。
主要包括指示功Wi、平
均指示压力Pmi、指示功率R、指示热效率ni、指示燃油消耗率等bi。
1指示功Wi：
一个工作循环中，汽缸内工质对外所做的功，单位为千焦（kJ）。
2指示功率P:
发动机单位时间内所做的指示功，单位为千
瓦（kW）。
3平均指示压力Pmi:
每工作循环中单位汽缸工作容积所发出的指示功，用单位活塞面积假设的压力来表示的值,单位为MPa。
4指示热效率ni:
发动机实际循环的指示功与所消耗燃料的热量之比值。
5指示燃油消耗率bi:
单位时间内指示功的燃油消耗量，单
位为克/（千瓦•时）g/（kW-h）。
以上指标主要用于评定发动机理论循环的动力性和经济性，是设计发动机时用于设定功率和油耗率的理论基础。
（2）有效指标:
在有关规定条件下，经试验检测得出的，不
含循环热损失和机械摩擦损失的指标，称为有效指标。
它又分为动力性能指标和经济性能指标两类。
发动机动力性指标包括有效功率Pe、有效转矩M、机械效率nm、平均有效压力Pme等。
主要用于评价发动机的动力性能。
发动机经济性指标包括有效燃油消耗率be（简称有效油耗率）和有效热效率ne等，主要用于评价
发动机的经济性能。
1动力性指标：
A.有效功率Pe：
发动机通过曲轴对外输出的功率，即指示功率减去机械损失功率所剩的功率，单位为千瓦（kW）。
该值越大，表示发动机动力性越好，能够对外输出的有效功率越大。
是评定发动机动力性的主要指标。
B.机械效率nm：
发动机有效功率与指示功率之比。
机械效
率nm越高，表示发动机机械损耗的功率越少，能够对外输出的有效功率越大。
C.有效转矩M：
发动机通过曲轴对外输出的平均转矩，单位
为牛•米（N?
）。
该值越大，表示发动机动力性越好，是计算发动机功率的重要参数。
D.平均有效压力Pme：
每工作循环中单位汽缸工作容积所发出的有效功，用单位活塞面积假设的压力来表示的值，单位为兆帕（Mpa，该值越大，表示发动机动力性越好。
2经济性指标：
A.有效燃油消耗率be：
简称有效油耗率，指单位时间内发动
机每kW有效功率的平均燃油消耗量，单位为克/千瓦•时
（g/kW.h）。
该值越小，表示发动机越省油，即经济性越好。
是评定发动机经济性的主要指标。
B.有效热效率ne：
发动机有效功W与所消耗燃油热量Q的比值。
有效热效率越高，表示发动机每千焦（kJ）有效功所消耗的燃油量越少。
（3）强化指标：
1升功率PL:
发动机每升汽缸工作容积所发出的有效功率，单位为千瓦/升（kW/L）。
一般来说，发动机排量越大，功率也越大，但由于功率还与转速、有效转矩、充气效率和压缩比等有关，因此不能呈线性比例，排量也就不能直接评定发动机功率的大
小。
2比质量gN：
发动机质量与标定功率的比值，单位为千克/千瓦（kg/kW）。
人们总是希望发动机的质量轻而功率大，比质量
gN就是用于评定这种性能的指标。
3强化系数：
发动机汽缸平均有效压力与活塞平均速度的乘积。
用于评价发动机的机械强度和强化性能。
（4）排放指标：
①有害气体：
主要指发动机排气中一氧化碳（CO、碳氢化
合物（HC和各种氮氧化合物（NO）等有害气体的含量。
主要用于评定汽油机单车对空气和环境的污染程度。
②排气颗粒：
指发动机排出的除水以外的固态和液态微粒，如柴油机碳烟等物质。
主要用于评定柴油机汽车对空气的污染程度。
3噪声：
主要指发动机工作或汽车行驶时排气、零件运动、
振动和喇叭鸣叫等产生的噪声，单位为分贝（dB）。
主要用于评
价发动机或汽车响声对环境影响的程度。
2.发动机主要技术参数
为便于检测、维修等技术人员对发动机进行检修时对比参
照，也为驾驶人员提供正确操作使用的依据，在汽车使用说明书
中，都有发动机结构性能参数与技术性能参数。
由于参数较多，为便于查找，一般用表格的方式集中列出。
表1.1是捷达前卫轿车用ATK型发动机的主要性能参数。
2/22Y1Y2
表1.1捷达前卫轿车用ATK发动机主要技术性能参数
参数项
目
单
位
意义或说明
参数值
发动机
型式
4缸、直列、水冷、电子控制燃油
喷射式
代号
ATK型发动机
排量
L
指发动机各缸工作容积之和，又
称发动机工作容积，该型发动机
标称排量为1.6L
1.595
汽缸直
径
mm
发动机汽缸筒内圆的直径，也简
称缸径
81.0
活塞行
程
活塞从一个止点运动到另一个止点之间的距离称为一个活塞行程。
小于汽缸直径的称为短行程，大于汽缸直径的称为长行程，等于汽缸直径的称为等行程
77.4
压缩比
发动机总容积与燃烧室容积的比值
9.3:
1
汽缸压
缩压力
测量转
速
kPa
r/min
在规定条件和转速下新发动机汽缸压缩压力范围
检测汽缸压缩压力时规定的发动
机转速范围
1000〜1
300
200〜
250
标定功
率
kw
发动机曲轴对外能够达到的最大
输出功率
64
额定转
指发动机输出标定功率时的转速。
如该型汽车发动机输出功率
达到额定64kw时，转速为
5800r/min
5800
最大转
矩
N?
m
发动机曲轴能够对外输出的最大
转矩
135
矩转速
指曲轴对外输出最大转矩时的发动机转速
2800
怠速转
发动机无负何时的最低稳疋转速
860
±
50
供油方
Simos-3W电子控制顺序多点燃
式
油喷射系统
点火顺
序
1-3-4-2
点火提
前角
（°
）
怠速工况点火时在压缩行程上止点前的曲轴转角
8
燃油辛
表示汽油的抗爆性，该值越大抗
90号
烷值
爆性越好
以上
配气正
时
进气门
开
进排气门开闭时的曲轴转角，又
称配气相位
上止点前
5
关
下止点后
41
排气门
下止点前
37
上止点后
排气含
量
CO含量
HC含量
%
发动机处在怠速时，所排出的废
气中主要有害气体，一氧化碳
（CQ和碳氢化合物（HC的含
<
2.2
0.5
知识延伸
汽车发动机动力性能指标参数的应用实例
一辆行驶了17.2万公里的捷达前卫轿车，近期发现在满载时起步缓慢，行驶速度不能随加速踏板踩下而迅速升高，缓慢加
速尚可，但反应迟钝，加速越急反而提速越慢，排气管冒黑烟，有时“放炮”爬坡能力明显下降，冷却液温度偏高，怠速转速偏低且不稳定，冷启动困难，百公里油耗率显著增加，尾气排放超标。
以上种种现象说明发动机功率不足，于是送进一家修理厂进
行检修。
经检查和试验离合器不存在打滑现象；
点火正时，点火系工作正常；
进排气系统无故障；
启动发动机以怠速运转，检查燃油供给系统正常，检测燃油压力为0.25MPa，拔掉燃油调压
器真空管后为0.30Mpa，均属正常范围；
利用自诊断系统检查控制系统，无故障码输出。
通过以上检查，结合其行驶里程，初步判断故障可能发生在机械部分。
因此询问驾驶员机油消耗情况，每千公里约为0.7L，有些偏高。
检测汽缸压缩压力为740〜
960kPa，各缸都有些偏低但基本均匀，检查下漏气也有些偏大。
根据以上检查情况，决定拆检发动机。
分解后检查气门密封良好，活塞环间隙1.2mm，各缸壁磨损均匀光滑，属于正常磨损，经测量磨损量未达到极限修理尺寸，活塞技术状况基本良好，
顶部和燃烧室积炭较多。
连杆轴承间隙稍大，轴颈磨损光洁均匀，圆度、圆柱度符合要求。
基于以上情况确定的修理方案是，更换标准活塞环和标准小瓦，清除活塞和燃烧室积炭。
由于该车是出租车，要求修理越快越好，因此装复磨合后，检测汽缸压力已恢复至930〜1210kPa,并经一些简单试验，按发动机小修标准收零件费480元+900元工时费后，便交付车主使用。
经使用发现，发动机动力性能比维修前有所提高，但仍感觉不够理想，而且急
加速时排气黑烟比维修前还浓，放炮现象仍然存在，尾气排放仍然超标。
因此车主怀疑厂家的维修技术和收费过高，要求厂家退
还全部维修工时费，另选厂家修理。
厂家认为汽缸压力已经达到标准值的80%以上，完全符合维修质量标准对汽缸压力的要求，发动机动力性能应该没有问题，其他应属于使用操作不当或燃油质量的问题。
车主则认为厂家未进行全面维修质量检测，单凭汽
缸压力不能说明动力性能符合要求。
为此两家产生争议。
鉴于该厂检测设备不足，后经协商，送进一家专业检测站进行鉴定。
由于是有维修质量争议的检测，为慎重起见，检测站对发动机有效功率和有效油耗率均进行了检测。
测得额定负荷和额定转速下的有效转矩为93Nm,代入下式
式中：
Pe—发动机有效功率（kW）
Me—发动机有效转距（Nm）
n—发动机转速（r/min）
通过以上计算，发动机功率约为56kW，比标定功率64kW相差8kW。
经检测，90km等油耗率为8.2L，与标准油耗6.9L相比明显偏高。
通过检测站对以上两项指标检测证实，确实没有
达到维修质量标准。
后经检测站调解和双方协商，由维修厂返工重修，不再加收工时费，由此产生的零件费由车主承担。
鉴于现存故障现象，重点检查燃油系，发现各缸喷油器均有不同程度的雾化不良故障，经清洗检修后其他恢复正常，三缸喷油器仍然雾化不良且严重滴漏，更换装复后，经试车故障现象消失，检验上述指标基本达到要求，上路行驶一切正常。
以上事例说明，无论是维修企业、车主或检测站，以各种性能指标参数为依据，解决各种问题才有说服力。
特别是维修企业，以相关性能参数为检修标准，严格执行维修质量法，才能保证维
修质量，提高生产效率，避免争议，提高企业的信誉和知名度。
1.2汽车主要技术参数及其实用性
1.3.1汽车标定性能参数
汽车标定的主要性能参数因汽车种类和型号的不同，具
体项目和具体参数会有所不同，但参数分类大致相同，一般包括：
整体结构和质量参数、行驶速度参数、发动机性能参数、变速器参数、转向性能参数、制动系参数、车轮定位参数与轮胎参数、容积参数等技术参数。
为便于理解，现以桑塔纳2000GSi型轿车为例，用表格形式给以说明（凡与捷达轿车发动机参数意义相同者，不再加注说明），（见表1.2）
表1.2桑塔纳2000GSi型轿车使用性能参数
类
别
参数名称/单
通过性能尺寸参数
总长/mm
汽车前端刚性部件最前缘到后
端刚性部件最后缘之间的水平
直线距离（拖挂车包括挂钩）
4680
总宽/mm
汽车左右两侧刚性部件之间的
水平直线距离（不包括倒车镜）
1700
总高/mm
汽车空载时车顶与地面水平线之间的垂直高度（不包括车顶装饰物，货车包括标杆）
1423
轴距/mm
汽车前后轴中心轴线之间的直
线距离
2656
轮距/mm
前轮距
后轮距
汽车左右轮胎面中心垂线之间
的水平直线距离
1414
1422
小m最/m
盘
满度牟高汽地
机动性能参数
剝/m
rv一、nVJ、x5向滚距方轮的
厶、>
tTT、冃k=r7•—p弯狈中
th可險夕向ZZZ-FX络置莹汽位心
前部角车出夹汽突的
O
角去离
至肚汽W角
承载性能参数
、量润蓟）的液厶胎质空戲等莎车包油斤汽{滑千
40T—
乘总装员满的定驶坐量核驾加质按位量李加
质行量括备载质包热装备并车定整量和客规牟质总和按货物的车和；
货量轿员和软质
6
轴载质量/kg
前轴载质量
后轴载质量
汽车满载时前轴和后轴所分配
的承载质量
820
810
座位数
指轿车和客车及货车驾驶室，
包括驾驶员在内允许乘坐的人
员数
行驶性能参数
最高车速/
（km/h）
汽车满载，在平直良好路面上行驶时，发动机额定转速下，以最高挡位行驶的速度
175
最低稳定车速
/（km/h）
汽车在1挡时最低能够稳定行
驶的速度
20
各挡位车速/
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
汽车各挡位能够稳定行驶的速
度范围
0〜28
25〜45
40〜60
55〜90
75〜175
加速时间/S
0〜80km/h
0〜100km/h
直接挡加速
时间/S
汽车从开始起步，经连续换挡
加速至规定车速所用的时间。
直接挡加速时间，是指从
40km/h加速至100km/h所用的
时间（该车4挡为直接挡）
9.0
13.5
19
表
百公里油耗/
汽车满载时在平直公路上，以
（L/100km）
某规定速度匀速行驶，每白公
60km/h等速
里的耗油量。
5.7
经
油耗
15工况又称面工况，即在城市
济
90km/h等速
道路上频繁变化速度的情况
6.8
性
下，每行驶百公里的耗油量。
参
120km/等速
是评价汽车经济性能的主要参
8.8
数
数。
其中15工况油耗率比较接
15工况油耗
近汽车城市道路上实际行驶时
11.2
的油耗率。
发
主要指燃油控制形式，汽油机
动
发动机形式
有化油器式和电喷式两类，现
机
代轿车均采用电喷式发动机
发动机型号
桑塔纳系列轿车发动机型号为德国编制。
1985年以前采用YP型化油器式，以后采用JV型化
油器式，2000GLi采用AFE型电喷式，2000GSi米用AJR型电喷式发动机
AJR
标定功率/转
kw/（r/min）
74/5200
最大转矩/转
/N?
m/（r/min）
155/3800
发动机排量/L
该发动机标称排量为1.8L
1.781
活塞行程/mm
86.4
汽缸直径/mm
9.5:
怠速排气含量
CO含量/%
HC含量/ppm
1.5
600
离
离合器形式
膜片弹簧单片干式离合器
合
器
摩擦片外径
/mm
摩擦片内径
从踏板完全释放，踩到起作用
210
134
能
临界点时的运动距离称为离合
7.9±
0.3
摩擦片厚度
器踏板自由行程
从踏板完全释放，至全部踩到
踏板自由行程
底时的运动距离称为离合器踏
15〜25
板总行程
踏板总行程
150土5
变
变速器形式
全冋步器五挡手动式变速器
速比
指变速器在各挡位时，输入轴
3.455
升级会员 