(6)--1.4发动机的选择汽车设计.doc

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1、14 发动机的选择P3一、发动机形式的选择1、汽油机和柴油机的选用当前汽车上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主,分为汽油机、柴油机两类。P4(全屏或小窗口)与汽油机比较,柴油机具有较好的燃油经济性,使用成本低,在相同的续驶里程内,可以设置容积小些的油箱。柴油机压缩比高,可以达到1 523之间,而汽油机一般控制在810之间,柴油机热效率高达40左右,而汽油机为33左右;同时柴油机工作可靠,寿命长,排污量少。柴油机的主要缺点是:由于提高了压缩比,要求活塞和缸盖的间隙尽可能小,加工精度比汽油机要求更高;因自燃产生的爆发压力很大,因此要求柴油机各部分的结构强度比汽油机高,使尺寸和质量加大,振动与噪声

2、大。P5柴油机主要用于商用车上。随着发动机技术的进步,乘用车用柴油机有日益增多的趋势。根据发动机气缸排列形式不同,发动机有直列、水平对置和V型三种。P6气缸直列式排列具有结构简单、宽度窄、布置方便等优点。但当发动机缸数多时,长度尺寸过长,在汽车上布置困难,因此直列式适用于6缸以下的发动机。此外,直列式还有高度尺寸大的缺点。P7与直列发动机比较,V型发动机具有长度尺寸短因而曲轴刚度得到提高,高度尺寸小,发动机系列多等优点。其主要缺点是用于平头车时,因发动机宽而布置上较为困难,造价高。P8水平对置式发动机的主要优点是平衡好,高度低。(人物居中)V型发动机主要用于排量较大的中高级和高级乘用车以及重型

3、商用车上,水平对置式发动机在少量大客车上得到应用。当选用尺寸和质量小的发动机时,不仅有利于汽车小型化、轻量化,同时在保证客厢内部有足够空间的条件下,还能节约燃料。P92、其它类型的发动机 1)气体燃料内燃机:天燃气(NG),液化石油气(LPG)优点:储量大,排污少,价廉缺点:储气瓶重,尺寸大,续驶里程短P10 2)电动汽车:车载蓄电池、燃料电池供电, 未来的最佳选择优点:零排放,高效率,结构简单,维修方便缺点:体积能量密度(KJ/L)和质量能量密度(KJ/Kg)很低,续驶里程短,电池成本高主要指标:比功率(W/kg),比能量(J/kg),循环寿命(次)P11 3) 混合动力汽车: 有两种或两种

4、以上动力源并能协调工作内燃机-蓄电池混合驱动发展较快,其特点: 在排放控制区,蓄电池提供动力;在非排放控制区,内燃机提供动力,但内燃机设计成在一转速变化很小的范围工作,该区域油耗低,排放少。必要时,蓄电池和内燃机联合提供动力。P12二、发动机主要性能指标的选择P131、发动机最大功率和相应转速根据所需要的最高车速(kmh),用下式估算发动机最大功率 (11)P14(全屏或小窗口)式中,为发动机最大功率(kW);为传动系效率,对驱动桥用单级主减速器的4x2汽车可取为90;为汽车总质量(kg);g为重力加速度(m);为滚动阻力系数,对乘用车=0.0165 x1+O.01(-50),对货车取O.02

5、,矿用自卸车取O.03,用最高车速代入;为空气阻力系数,乘用车取O.30O.35,货车取O.801.OO,大客车取O.60O70;A为汽车正面投影面积();为最高车速。(人物居中)参考同级汽车的比功率统计值,然后选定新设计汽车的比功率值,并乘以汽车总质量,也可以求得所需的最大功率值。P15最大功率转速的范围如下:汽油机的在30007000rmin,因乘用车最高车速高,值多在4000rmin以上,轻型商用车的值在40005000rmin之间,中型商用车的值更低些。柴油机的值在1 8004000rmin之间,乘用车和轻型商用车用高速柴油机,值常取在32004000rmin之间,重型商用车用柴油机的

6、值取得低。P162、发动机最大转矩及相应转速 按下式确定: 式中:最大转矩; 转矩适应性系数,一般取1.11.3; -发动机最大功率;最大功率转速。要求和有一定差值,如很接近,则直接档(最常用)的最低稳定车速会偏高,使通过市内交叉路口时换档次数变多。因此,要求:之间。P17三、发动机的悬置P18(注意切换版式)重要性:汽车是振动体,而发动机是振源之一,发动机通过悬置元件装在副车架或车架上。悬置影响振动、噪声、舒适性、零部件和整车寿命。悬置的设计要求:(1)刚度大些:承担动力总成质量。(2)隔振性好:激励通过悬置元件传递。(3)减振降噪功能:A、低频大振幅时(如怠速)、阻尼大B、高频小振幅(如高

7、速公路)、动刚度小,降低发动机高频噪声。(4)耐疲劳、热稳定性,抗腐蚀,密封好。P19传统的橡胶悬置:结构简单,成本低,但阻尼损失角(越大,则阻尼越大)和动刚度基本不随激励频率变化。P20(全屏或小窗口)液压悬置 1)结构 编号 1. 连接螺柱:连接发动机支承臂 2. 金属骨架:连1、3 3. 橡胶主簧:承受垂、侧向的静动载 4. 缓冲限位盘:压缩限位 5. 解耦盘:和其上12补偿孔共同形成解耦通道 6. 惯性通道体:将空腔分为上、下两个液室 7. 惯性通道: 8. 橡胶底膜:波纹状、可吸收上液室的体积变化 9. 底座:承力、密封 10.螺栓:连底座 11.气室 12.补偿孔:降低低频时的空腔噪声 P21(全屏或小窗口)2)原理A. 当液压悬置受到低频大振幅激励时,液体经惯性通道在上下腔内往复流动,产生较大的阻尼效应,可衰减振动B. 在高频小振幅激励下,惯性通道内液柱的惯性很大,几乎来不及流动。此时,由于解耦盘小变形时低刚度特性,解耦通道内的液柱与解耦盘高速振动,上、下腔的压力差克服解耦通道内液柱的惯性力,可降低其高频刚度,消除高频硬化。P22 3)特性:动刚度和阻尼损失角有很强的变频特性,动刚度:10HZ时最小,20 HZ时达最大后下降,30HZ后平稳阻尼角:525HZ 内较大,对怠速频段内大幅振动很有利。

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