《汽车节能技术》课件 第2章 汽车发动机节能技术

燃油经济性的影响因素相互制约?图中显示完善的燃烧过

程要求采用最佳的供油

提前角方能使有效燃料

消耗率最低，而此时

NO x及HC排放并不是最

低，推迟供油时间可以

降低NO x及气缸最大爆

发力，却使有效燃料消

耗率、排气温度及HC排

放增加。

一、影响汽车发动机热效率的因素

?汽油机定容加热循环的热效率：

?低速柴油机定压加热循环的热效率：

?高速柴油机混合加热循环的热效率：

?ε—压缩比，k—绝热指数，λ—压力升高比，ρ—预胀比。

影响汽车发动机热效率的因素

?三种理想循环热效率公式说明：

?要提高发动机的热效率，应尽量提高压缩比ε和绝热

指数k；

?在混合加热循环中，当加热量和压缩比不变时，应尽

量提高压力升高比λ(此时预胀比ρ下降)。

和节流损失泄漏损失机械损失等不可避免损失的存和节流损失、泄漏损失、机械损失等不可避免损失的存在，发动机的热效率远远小于理想循环的热效率。32p s

定容加热理想循环

（Otto 循环）

与实际加热循环

Q 1

Q 2压力升高比，

Q1

1-2的压缩过程：绝热压缩；

2-3的燃烧过程：等压加热；

3-4的膨胀过程：绝热膨胀；

4-1的排气过程：等容放热。

Q2

Q1’’

Q1’

Q2

实际循环的热效率

发动机的有效功率

各参数依次：汽缸数；气缸工作容积；燃料低热值；化

的表达式为：

充满气缸工作容积的气体质量的比值，用

同样大小气缸容积下，进入气缸实际空气量增多。混合

?在高速可压缩的流动系统中，决定气流流动性质的重要参数是马赫数Ma，气流流动平均马赫数是进气门气流平均速度与该处音速之比，即：

?进气中气缸内的质量平衡关系为：

?联立可见

?由于近似关系：

?可见气流流动平均马赫数与气门直径的关系：

试验数据说明在正常配气相位条件下当>05?试验数据说明，在正常配气相位条件下，当Ma m>0.5左右，充量系数急剧下降。可以看出，马赫数是一个反映充气效率流动损失而受到影响的参数，充气效率的高低决定于马赫数的大小。设计发

动机时，尽可能使马赫数在最

高转速时不超过0.5。汽油机

马赫数值已接近0.5，柴油机

马赫数值一般在0.3~0.5之间。

四气门与同排量二气门发动机对比

?右图所示是一个2L排量

的四气门发动机与同排

量二气门发动机的性能

比较。

?采用顶置凸轮轴四气门

技术，可以使发动机的

功率提高约15%~ 30%，

转矩增大约5% -10%，

经济性能也得到改善。

?多气门结构复杂，成本

较高，其发展受到限制，

四气门与二气门发动机性能比较另外低速时转矩不大。

S/D对 v的影响

?进气迟关角加大，高转速时ηv增加，有利于最大功率的进气迟关角加大高转速时增加有利于最大功率的发挥，但对中、低速性能不利。

?减少进气门迟关角，可加大发动机低、中速时的转矩，但对高速时最大功率发挥不利。

和缸内直喷分层稀燃。燃油经济性和低排放。