汽车的效率大小与发动机的速度特性曲线

发动机的特性曲线分析发动机特性§6-1 发动机⼯况和性能指标分析式⼀发动机⼯况在绪论中我们已经介绍过⼯况的概念。

有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的⼯作运⾏情况。

⼯况 — Ne ，转速n 。

发动机的⼯况分为点⼯况、线⼯况和⾯⼯况。

⼆发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节⽓门开度（或油门开度）不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。

如：汽车爬坡或阻⼒变化时, 节⽓门（或油门）开度不变, n 随外界负荷的变化⽽变化。

外界负荷⼤, n ↓, 外界负荷⼩, n ↑, 这时发动机沿速度特性⼯作。

⼀汽油机的速度特性（⼀）定义汽油机节⽓门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。

外特性（全负荷的速度特性） — 节⽓门全开（ 100% ）, 测得的速度特性。

部分速度特性 — 节⽓门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。

（⼆）外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑→ ?g ↑→α↓（不多）M k e v i m =2'ηηη（1）ηv — n ↑→⽓流惯性↑→ηv ↑；n ↑↑→节流损失↑→ηv ↓。

（2）ηi — n ↑→⽓流运动↑→混合⽓形成改善→ηi ↑； n ↑↑→燃烧时间↓，燃烧恶化→ηi ↓。

（3）ηm — n ↑→ηm ↓。

（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑→ηi ↑使Me 变化不⼤, 略有↑；ηm ↓⾼速时: →ηv ↓n ↑→ηi ↓使Me ↓↓。

ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑→ Me ↑（不⼤）, 但 Ne ∝ Me ↑ ? n ↑→ Ne ↑↑；⾼速时: n ↑→ Me ↓→ Ne ↑（不⼤）。

3 g e 曲线g k e i m=41ηη低速时: n ↑→ηi ↑，ηm ↓，ηi ↑⼤于ηm ↓→ g e ↓（不⼤）；⾼速时: n ↑→ηi ↓，ηm ↓→ g e ↑↑。

如何深度理解发动机特性曲线？在说明这个问题之前，我们⾸先来了解⼏个基本概念。

1、发动机有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率。

发动机功率是发动机性能最重要的指标，汽车的最⾼车速就是由发动机功率决定的。

通常⽤⼤写的字母P来表⽰。

2、有效转矩：在发动机飞轮上对外输出的转矩称为有效转矩。

⼀般发动机的扭矩越⼤，它的加速能⼒和爬坡能⼒越强。

通常⽤⼤写的字母M来表⽰。

3、发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速。

发动机转速的⾼低，关系到单位时间内作功次数的多少。

通常⽤⼩写的字母n来表⽰。

4、有效燃油消耗率：发动机每输出 1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。

显然，有效燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。

通常⽤⼩写的字母g来表⽰。

以上这⼏个参数，是发动机重要的性能指标，可以⽤来表⽰发动机的⼯作状况，简称⼯况。

它们之间有如下的关系：P=M*n/9550由于汽车发动机的⼯况变化范围很⼤，所以这⼏个参数也可以在很⼤的范围内变化，⽽研究它们之间的变化规律，可以找出提⾼发动机动⼒性和经济性的有效途径。

这就是所说的发动机特性。

所谓的发动机特性，是指发动机的性能指标随发动机调整情况和运转⼯况⽽变化的规律。

表⽰其变化规律的曲线称为发动机特性曲线。

⼀般发动机有速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性这⼏个特性。

由于柴油机和汽油机有很⼤的区别，所以它的特性曲线也有所不同。

下⾯我们以最常见的汽油机分别来说说这⼏个特性。

⼀、汽油机的速度特性所谓的速度特性，是指在发动机点⽕系统和燃油供给系统调整到最佳的条件下，在节⽓门开度不变时，发动机的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率随发动机转速⽽变化的关系。

表述上述关系的曲线称为速度特性曲线。

当节⽓门全开时的速度特性称为发动机的外特性，它表⽰发动机的最⾼性能；节⽓门部分开启时的速度特性称为发动机部分特性。

部分特性曲线位于外特性曲线之下，有⽆限多条。

由于汽车发动机经常在部分负荷下⼯作，所以研究部分特性曲线更有实际意义，⼀般发动机要做出标定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画“×”）1、汽车行驶时滚动阻力和坡度阻力在任何行驶条件下均存在。

（×）2、汽车行驶时空气阻力和加速阻力在任何行驶条件下均存在。

（×）3、在硬路面上滚动阻力产生的根本原因是轮胎与路面的摩擦。

（×）4、当汽车的所有车轮都飞离地面后，其滚动阻力仍然存在。

（×）5、汽车最高挡的最高车速一定大于次高挡的最高车速。

（×）6、汽车的动力特性图可以用来比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。

（×）7、质量不同但动力特性图完全相同的两辆汽车，其最高车速和最大驱动力相同。

（×）8、空车和满载时汽车的动力性能没有变化。

（×）9、变速器在不同挡位时，发动机的最大功率相同。

（√）10、变速器在不同挡位时，汽车的最大驱动力不同。

（√）11、汽车超车时应该使用超速挡。

（×）12、设置超速挡的目的是为了改善汽车的动力性。

（×）13、轮胎的充气压力对滚动阻力系数值有很大的影响。

（√）14、随着轮胎胎面花纹深度的减小，其附着系数将有显著下降。

（√）15、增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。

（√）16、汽车的后备功率越大，则其加速能力、上坡能力和最高车速也越大。

（）17、发动机的后备功率越大，汽车的最高车速越大。

（×）18、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。

（×）19、增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。

（√）20、最大传动比与最小传动比之比值越大，挡位数应越多。

（√）21、汽车的等速百公里燃油消耗量是全面反映汽车实际运行情况的燃油经济性指标。

（×）22、汽车的等速百公里燃油消耗量正比于行驶阻力和燃油消耗率，反比于传动效率成。

（√）23、车开得慢，油门踩得小，就一定省油。

（×）24、只要发动机省油，汽车就一定省油。

发动机特性曲线161第11章发动机特性11.1基本概念全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有很强的适用价值。

11.1.1 发动机特性与特性曲线1(发动机特性发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。

发动机性能指标主要有功率、转矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等;调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对发动机性能的影响;运转情况一般指发动机转速和负荷等。

2(特性曲线为了直观显示发动机的特性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲线。

图11-1为Audi(奥迪) 2.4L四缸5气门汽油机的外特性曲线。

3.发动机特性分类发动机特性分调节特性和性能特性两大类。

(1)调节特性指发动机的性能指标随调节情况而变化的关系。

如柴油机的供油提图11-1 发动机特性曲线前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特性、汽油机的燃料调节特性等。

(Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性)(2)性能特性指内燃机的性能指标随运行工况而变化的关系。

如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。

16116211.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在专门的试验台(俗称发动机台架)上进行，图11-2显示了带水力测功器的试验台的基本组成。

它可以模拟发动机的实际工况，使其在要求的转速和负荷下工作，并可以同步测量发动机在各种工况下的功率、燃料消耗、废气排放、气缸压力等性能参数。

发动机特性试验，国家已有标准，需按有关标准，在规定的条件下进行。

图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器9-水温传感器 10-油压传感器 11-排温传感器 12-气缸压力传感器 13-油压传感器 14-针阀升程仪 15-电荷放大器 16-电荷放大器 17-霍尔针阀传感器 18-示11.2 发动机调节特性发动机调节特性对发动机波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放的正确调整、使用与维修关系大器 22-,/,转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器密切，值得重视。

2.2 第三节： 发动机主要性能指标和特性 柴油机的负荷特性曲线分析

汽车工程系
从负荷特性曲线上可以看出，在接近全 负荷时，ge最低，因此，为了提高汽车 的燃料经济性，希望发动机经常处于ge 低，负荷又较大的经济负荷区运行。
汽、柴油机负荷特性曲线的比较 第三节： 发动机主要性能指标和特性

汽车工程系
3、发动机万有特性
第三节： 发动机主要性能指标和特性 根据万有特性，可以看出发动机在任 何转速与负荷运行时的经济性。最内 层的等耗油率曲线相当于最经济的区 域，曲线越向外，经济性越差。等耗 油率曲线的形状及分布情况对发动机 的使用经济性有重要影响。若等耗油 率曲线在横坐标方向较大，则表明发 动机在转速变化较大而负荷变化较小 的情况下工作时，经济性好；若在纵 坐标方向较长，则表示发动机在负荷 变化较大而转速变化范围不大的情况 下工作时，燃油消耗率较小。
柴油机速度特性曲线

测定柴油机速度特性时， 除保持油量调节拉杆位置 不变外，供油提前角调整 到最佳状态，水温、油温、 油压等也应保持正常稳定 状态，如图所示为油量调 节拉杆在全、中、小3个 位置时的特性曲线，全位 置曲线即为外特性曲线。
汽车工程系

第三节： 发动机主要性能指标和特性 由曲线可知发动机转矩Me 随发动机转速n增加而缓慢 增加，在中等转速范围内， Me随n增加而降低，这样柴 油机的转矩曲线比较平缓， 这对柴油机运转的稳定性和 克服超载能力是不利的。为 此，柴油机必须通过调速器 中的油量校正装置来改造柴 油机外特性转矩曲线。
汽车工程系
第三节： 发动机主要性能指标和特性
汽油机速度特性曲线分析 测定汽油机速度特性曲线时，除了保持节气门开度 不变之外，化油器、点火提前角均需调整到最佳状 态，水温、油温、油压等也均应保持正常稳定的状 态。从速度特性曲线上可看到发动机有效功率Pe 、 有效转矩Me 、有效燃油消耗率 g e 等随转速变化 的规律，如下图所示，为某汽油机节气门开度在 全开、中等开度和小开度3中状况时的特性曲线。

读懂发动机特性曲线图，看看加速与节油性能我和各位车友一样，开始时对发动的性能到底如何，是一头雾水，但要想了解发动机的性能，那么就必须读懂——发动机特性曲线图。

本人整理了一些网上收集到的资料，提供给各位车友。

一、什么是发动机转速特性曲线图？发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图，是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，简称为发动机特性曲线。

如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。

从“图1”可以看出，转速在ntq点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。

图1二、如何由曲线图判断发动机性能：那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。

起步加速能力：图2拿到一张发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。

在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。

超车能力：图3在“图3”中我们可以看到，在2000转到4500转区间，发动机扭矩输出始终为320NM，而与图2中只有一个扭矩峰值的抛物线图形相比，图3不同的是，曲线中有一段“平顶”工况，整体更近似于一个“梯形”。

发动机性能参数定义： 一.发动机性能参数定义： 发动机性能参数定义
1、发动机主要性能指标： 、发动机主要性能指标： 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、噪声 和排气品质； 和排气品质； • （1）有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩 ）有效转矩： 称为有效转矩， Te表示 单位N.m， 表示， 称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 • （2）有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率 ）有效功率： 称为有效功率， 表示， 称为有效功率，用Pe表示，它等于有效转矩与曲 表示 轴角速度乘积。 轴角速度乘积。 • 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速，称为 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速， 额定功率和额定转速。 额定功率和额定转速。 • • • •
发动机性能参数定义
• （12）、 工况（指发动机的工作状况）：一般用 ）：一般用 ）、 工况（指发动机的工作状况）： 它的功率与曲轴转速来表征， 它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲 轴转速来表明 。 • 固定式内燃机工况：直线工况和点工况 固定式内燃机工况： • 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大；如 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大； 发电机、空压机和水泵等； 发电机、空压机和水泵等； • 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； • 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； • 车用（面）工况：功率和转速在大范围内独立变 车用（ 工况： 无确定函数关系；陆地运输机械、 化，无确定函数关系；陆地运输机械、工程机械 等 • （13）、 升功率：最大功率与排气量的比值；表 ）、 升功率：最大功率与排气量的比值； 示了单位气缸工作容积的利用率， 示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表 示单位气缸工作容积所发出的功率越大； 示单位气缸工作容积所发出的功率越大；

教您读懂发动机特性曲线图2009年11月09日星期一12:41如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。

所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。

一、什么是发动机特性曲线图？大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。

从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。

图1二、如何由曲线图判断发动机性能那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。

起步加速能力图2拿到一发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。

在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。

发动机外特性曲线：效率与转速特性曲线汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。

在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。

那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。

这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。

根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。

反映发动机运行状况常用速度特性曲线。

汽油发动机曲线图发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g（克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。

发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。

保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。

按照一定转速间隔依次进行上述步骤。

就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。

当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。

从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。

发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。

它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。

在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。

第3节发动机的速度特性第三节发动机的速度特性应知：速度特性的定义外特性、部分速度特性扭矩特性测取、绘制、分析曲线分析发动机的动力性速度特性的应用汽油机、柴油机速度特性的对比分析应会：一、速度特性定义：发动机节气门开度 ( 或油门开度 ) 不变，发动机性能指标随转速变化的关系。

外特性：节气门全开(标定工况点)部分速度特性：节气门部分开度汽车爬坡或阻力变化时, 节气门 ( 或油门 ) 开度不变, n随外界负荷的变化而变化。

外界负荷大, n , 外界负荷小, n , 这时发动机沿速度特性工作。

二、速度特性的测取与绘制测取参数：动力性指标：经济性指标：监控参数:温度：压力：三、汽油机速度特性曲线的分析v Ttq k 2 i mv Pe k1 i m n v B k4 nbe k31i m1.外特性曲线：充气效率、指示热效率、机械效率随转速的变化关系：外特性曲线的意义：发动机在此转速下所输出的最大功率及其扭矩代表发动机的动力性外特性曲线必须测取总功率：净功率(使用外特性曲线):2.部分速度特性曲线v Ttq k 2 i mv Pe k1 i m n v B k4 nbe k31i m四、柴油机速度特性的分析v Ttq k 2 i m k 2 b i mv ‘ Pe k1 i m n k1Ttq n 1 v be k3 B k 4 n k 4 bn i m1.标定工况速度特性曲线：2.部分速度特性曲线五、扭矩特性1. 含义：外特性曲线中的扭矩曲线 2.研究的意义：短期超载能力爬坡能力3. 评价指标扭矩储备:扭矩储备系数：Ttq ma_ Ttq TtqK Ttq ma_ Ttq100%扭矩适应性系数：K=1.2_1.4(汽油机) K=1.05(柴油机)转速储备：转速储备系数：标定工况时的转速/最大扭矩时的转速之比。

Ft
Ttqig i0T r
u a r r 2nw n 1 1 r 2 3600 ig i0 60 1000 0.377 rn ig i0
第一章
汽车的动力性
第二节
载荷
汽车的驱动力和行驶阻力
迟滞损失
2.2行驶阻力
2.2.1滚动阻力(硬路面)
产生原因
平移惯性力
旋转质 量换算 系数
惯性力偶矩
mr
2 2 g 0 2
T
影响因素：与加速度、变 速器类型、结构尺寸及档位 有关。
参考数据：P16图1-21
第一章
汽车的动力性
第二节
汽车的驱动力和行驶阻力
2.3汽车的行驶方程式
Ft F
Ttqig i0T r
Ft Ff Fw Fi Fj
8000 7000
6000 Ft1 5000 Ft2 Ft3 4000 Ft4 Ft5 3000 Ft6 Ff+Fw 2000
F /N
1000
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310
第二节
汽车的驱动力和行驶阻力
滚动阻力系数
a Fp 物理意义：单位车重之推力； f , 影响因素：路面、轮胎结构,材料,气压,行驶车速； r W
确定方法：试验或经验公式。
常见路面的滚动阻力系数的值
路面类型 良好的沥青或混凝土路面 一般的沥青或混凝土路面 碎石路面 良好的卵石路面 坑洼的卵石路面 压紧土路：干燥的 雨后的 滚动阻力系数 0.010~0.018 0.018~0.020 0.020~0.025 0.025~0.030 0.035~0.050 0.025~0.035 0.050~0.150 路面类型 泥泞土路（雨季或解冻期）

汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。

在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。

那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。

这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。

根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。

反映发动机运行状况常用速度特性曲线。

发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g （克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。

发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。

保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。

按照一定转速间隔依次进行上述步骤。

就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。

当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。

从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。

发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。

它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。

在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。

扭矩曲线则与功率曲线相反，它往往在较低转速下就能获得最大值，然后随转速上升而下降。

汽车理论第一章汽车的动力性汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度;汽车的动力性指标汽车动力性主要由汽车的最高车速、加速时间和最大的爬坡度三个指标来评定;一．最高车速汽车的最高车速是指汽车在无风的条件下,在水平、良好的路面混凝土或沥青上所能达到的最高行驶速度;以符号uamax表示,单位为km/h;二．汽车的加速时间汽车的加速时间t反映汽车的加速能力;常用汽车原地起步加速时间与超车加速时间来表明;原地起步加速时间：在无风的条件下,由停车状态起步后以最大加速强度连续换到最高档后,到某一预定的距离或车速所需的时间;预定距离常用400m 或1000m,预定车速常用100km/h或80km/h;超车加速时间：在无风的条件下,用最高档或次高档,由一预定车速全力加速到某一高速所需的时间;没有一致的规定,多用由30km/h或40km/h加速到某一高速;三．最大爬坡度汽车的最大爬坡度imax反映汽车的爬坡能力;是指汽车在满载或某一载质量无风的条件下,在良好的路面上以最低前进档所能爬的最大坡度;一般越野车imax可达60%即31°左右;一些国家还规定汽车在常遇的坡道上能以一定的速度行驶来表明汽车的爬坡能力;如要求单车在3%的坡度上能以60km/h的车速行驶;汽车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性,首先要分析沿行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力;根据这些力的关系,建立汽车行使方程式,就可以估算汽车的最高车速,加速度和最大爬坡度.汽车的行驶方程式为:汽车的驱动力如图1－2;作用在驱动轮上的转矩Tt,对地面作用一圆周力F0,此时地面对驱动轮的反作用力Ft,即是驱动汽车行驶的外力,定义为汽车的驱动力;Ft = Tt / r驱动力公式若以Ttq表示发动机的输出扭矩,ig表示变速器的传动比,i0表示主减速器的传动比,ηT表示传动系的机械效率,则作用在驱动轮上的转矩Tt为Tt＝Ttqigi0ηT NmFt＝Ttqigi0ηT /r N由上式可知,汽车的驱动力Ft与发动机转矩、传动系机械效率和传动比及车轮半径有关;一.发动机的转矩在进行汽车动力估算时,发动机的转矩和功率一般利用在稳定工况下由发动机台架试验测定的使用外特性曲线求得;发动机特性曲线：发动机外特性曲线：如图1-3使用外特性曲线：在缺少试验数据时,可用近似公式来估算;3二.传动系的机械效率发动机所发出的功率Pe经传动系传至驱动轮的过程中,存在功率损失;如以PT表示传动系的功率损失,则传动系的机械效率为ηT＝Pe-PT/ Pe＝1- PT/ Pe传动系功率损失分为机械损失和液力损失;传动系效率是在专门的试验台上测得的;在进行动力性估算时,把ηT看作一个常数;采用有级变速器的轿车ηT 取～；货车、客车ηT取～；越野车ηT取～；也可按表1-1对ηT进行估算;三.车轮的半径车轮的工作半径和轮胎的结构、气压、承受的载荷及转速等因素有关;车轮充气后,未承受任何载荷时的半径称为自由半径;汽车静止时,轮胎因承受载荷产生径向变形,车轮中心至路面与轮胎接触面间的距离称为静力半径rs;若除径向载荷外,车轮上还作用有转矩,此时车轮中心至路面与轮胎接触面间的距离称为动力半径rd;车轮半径如以车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系来换算,则可求得车轮的滚动半径rr;由于静力半径、动力半径和滚动半径三者差别很小,在一般工程计算时,常不计它们的差别,统称为车轮半径r,认为rs≈rd≈rr≈r四.汽车的驱动力特性图汽车的驱动力Ft与车速ua的函数关系曲线称为汽车的驱动力特性图;驱动力Ft的计算公式：Ft＝Ttqigi0ηt /r N车速ua 的计算公式：ua＝igi0 km/h该图能全面地表示出汽车各档驱动力与车速的关系;二、汽车的行驶阻力汽车行驶时需要不断地克服所遇到的各种阻力;当汽车在水平道路上等速行驶时,需克服来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw；当汽车在坡道上行驶时,还需克服汽车的重力沿坡道的分力,称为坡度阻力或上坡阻力Fi；当汽车加速时,还需克服汽车的惯性阻力,称为加速阻力Fj;因此汽车行驶时所遇到的总阻力为∑F=Ff＋Fw＋Fi＋Fj一.滚动阻力车轮的轮胎接近绝对弹性体,图1-10为轮胎在硬路面上受径向载荷时的变形曲线;面积0CADE为加载与卸载过程的能量损失,称为弹性物质的迟滞损失;迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶;地面法向反作用力的分布,前后不对称;合力Fz相对于法线前移一个距离a;合力Fz与法向载荷W大小相等,方向相反;将法向反作用力Fz平移至与通过车轮中心的垂线重合,有滚动阻力偶矩Tf＝Fza ;对从动轮而言,为克服滚动阻力偶矩,使其等速滚动,必须在车轮中心加一推力Fp1,它与地面切向反作用力构成一力偶矩;由平衡条件得：Fp1r＝Tf Fp1＝Tf/r＝Fza/r＝Wa/r令f＝a/r,f 称为滚动阻力系数;即单位车重所需的推力;车轮滚动时的滚动阻力即等于滚动阻力系数与车轮负荷之乘积;Ff＝Wf＝Tf/r分析汽车滚动阻力时,只要知道f 值;F 值由试验方法确定;影响f值的因素：轮胎、道路、行驶速度等；进行动力性分析时,取良好硬路面的f值;滚动阻力驱动轮在硬路面上等速滚动的受力分析：如图1-12;Fx2r＝Tt－TfFx2＝Ft－Ff真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为Fx2;Ft和Ff在受力图上是画不处来的,只是一种定义;二.空气阻力汽车所受空气力分为空气阻力Fx、侧向力Fy、升力Fz三个方向的空气力,和由空气力引起的三个方向的空气力矩,即侧倾力矩Mx、纵倾力矩My和横摆力矩Mz;根据空气动力学的理论,在汽车行驶的速度范围内,空气力通常与气流相对速度的动压力成正比;公式：Fi＝ρur²i=x、y、z空气阻力Fw ：汽车直线行驶时受到的空气力在行驶方向的分力称为空气阻力;空气阻力的组成：形状阻力：是汽车表面压差阻力,占气动阻力的58%左右;摩擦阻力：是空气的粘滞性在车身表面产生的摩擦力,占气动阻力的9%左右;诱导阻力：是气动升力产生的纵向水平分力,占气动阻力的7%左右;干扰阻力：是汽车外部附件阻力,占气动阻力的14%左右;内部阻力：是汽车内循环阻力,占气动阻力的12%左右;空气阻力空气阻力Fw的公式：Fw＝ρua²＝CDAua² /根据公式,空气阻力与空气阻力系数CD及汽车迎风面积A成正比;空气阻力系数可通过风洞试验求得;迎风面积A可直接在投影面上测得,也可估算;三.坡度阻力如图1-19,汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡度阻力Fi,即Fi＝Gsinαα－道路的坡度道路坡度除了以角度表示外,道路工程通常用坡高与底长之比的百分率来表示,即i＝h/s＝tgα在坡度较小时：Fi＝G sinα≈G tgα=Gi在坡度较大时,近似公式误差较大,按等式计算;三坡度阻力滚动阻力和坡度阻力都与道路有关,而且与汽车重力成正比,故二者之和通常用道路阻力Fψ来表示,即Fψ＝Ff＋Fi＝fGcosα＋G sinαNα小于10°－15°时：Fψ＝Gf＋Gi＝Gf+i＝Gψψ—道路阻力系数;四.加速阻力汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运动时的惯性力,就是加速阻力Fj;汽车质量分为平移质量和旋转质量;汽车加速时,平移质量加速运动产生惯性力,旋转质量产生惯性力矩;为了便于计算,通常把旋转质量的惯性力矩转化为当量的平移质量的惯性力;Fj公式：Fj＝δmdu/dt旋转质量换算系数δ为大于1的数,其值为：初步计算时,也可利用图1-21确定δ;汽车行驶方程式根据上面逐项分析的汽车行驶阻力和力的平衡条件,可以得到汽车的行驶方程式为Ft=Ff＋Fw＋Fi＋Fj将前述公式代入：Ttqigi0ηT/r ＝fGcosα+CDAua²/ +G sinα+δmdu/dt汽车列车的行驶阻力汽车列车的行驶阻力仍然可以用上述公式计算,但汽车的总重力应为汽车列车总重力;汽车列车的空气阻力较单车空气阻力大15%左右;换算系数δ应考虑汽车列车所有车轮的旋转质量;汽车列车的行驶方程式：Ttqigi0ηT/r ＝fG'cosα+²/+G'sinα+δG' du/gdtG' －汽车列车总重力;汽车驱动力平衡图与动力特性图利用汽车行驶方程进行汽车的动力性能分析的方法：图解法：利用汽车驱动力平衡图解析法：利用公式计算汽车驱动力平衡图：把汽车行驶时的滚动阻力和空气阻力与车速的关系叠加地画在汽车的驱动力特性图上;汽车驱动力平衡图如图1-23确定最高车速：Fi=Fj=0 即Ft=Ff＋Fw确定加速能力：Fi=0 由Ft－ua图画出a－ua图,如图1-24 ,再画出1/a－ua图,如图1-25,求出曲线下的面积即为加速过程的加速时间,如图1-26;最大的加速强度：如图1-24 ;在加速度曲线交点处换档;如果和Ⅱ档加速度曲线无交点,应在Ⅰ档加速到发动机最大值时换入Ⅱ档;确定爬坡能力：F j=0动力特性图为评定汽车的动力性应拟定与汽车重力和空气阻力无关的评价参数,通常采用汽车动力因数D来表征汽车动力性指标;D＝Ft－Fw/G汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图;动力特性图只要D相等,便能克服同样的坡度和加速阻力;利用汽车动力特性图分析汽车的动力性,如图4-2-9：确定最高车速：D＝f 时临界车速：各档的最大动力因数对应的车速;车速大于临界车速,汽车行驶稳定,反之,不稳定;直接档的临界车速越低越好;确定加速能力确定爬坡能力汽车行驶条件与功率平衡图一、汽车行驶条件汽车行驶的第一个条件－驱动条件：Ft ≥Ff＋Fw＋Fi汽车行驶的第二个条件－附着条件：Fx2 ≤Fz2φ近似写成：Ft ≤Fz2φ汽车行驶的必要与充分条件,也称为汽车行驶的驱动－附着条件：Ff＋Fw＋Fi ≤Ft ≤Fz2φ附着率定义为：Cφ2= Fx2 / Fz2 Cφ2 ≤φ汽车行驶条件在一般动力性分析中只取附着系数的平均值;驱动轮地面法向反作用力主要决定于汽车的结构参数、行驶状态和道路条件等因素;受力图如图1-29;见公式1-13;汽车功率平衡图在汽车行驶时,发动机发出的功率始终等于机械传动损失与全部运动阻力所消耗的功率;利用汽车功率平衡方程式,通过图解法同样可以分析汽车的动力性能;汽车功率平衡图：汽车动力性能分析如图1. 确定最高车速2. 确定加速能力3. 确定爬坡能力汽车的后备功率：后备功率越大,汽车所加速能力越好,爬坡能力越大,汽车的动力性能越好;汽车功率平衡图不能直接评定不同汽车的动力性,需用比功率来评价;汽车的比功率：发动机发出的最大功率与汽车总重力的比值;影响汽车动力性的主要因数影响汽车动力性的主要因素有结构因素和使用因素;结构因素：发动机特性参数、传动系的设计、汽车的总质量等;使用因素：道路条件、气候和海拔高度等;一发动机特性参数对动力性的影响影响参数主要有：发动机最大功率、最大转矩以及发动机外特性曲线的形状;二主减速器传动比对动力性的影响图3-4-6为直接档行驶时的功率平衡图;适当的主减速器传动比可使汽车获得较大的最高车速,同时在低速有一定的后备功率,汽车有较好的动力性和燃料经济性;三变速器的档数和传动比对动力性的影响四汽车总质量对动力性的影响五使用因素对动力性的影响汽车的燃油经济性在保证动力性的条件下,汽车以尽量小的燃油消耗量经济行驶的能力,称为汽车的燃料经济性;汽车的燃油经济性主要讨论其评价指标、汽车的燃油经济性的计算方法、燃油经济性测定方法以及提高经济性的途径等;汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标用行驶单位里程的燃油消耗量或用单位燃油消耗量的汽车行驶里程数来表示;一. 燃油经济性指标的表示法A. 升/公里;B. 升/百公里;C. 公里/升；D. 英里/加仑；E. 千克/公里；F. 升/百吨公里or 千克/百吨公里；二.汽车耗油量的测定测定汽车的耗油量必须确定是在什么工况下进行的;1. 等速行驶工况油耗测定等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标;汽车在一定载荷我国标准规定轿车为半载、货车为满载下,以最高档在良好的水平道路上以某一车速匀速行驶,通过1km路段的耗油量叫做该车速下的等速耗油量;车速从10km/h开始,每隔10km/h做一次,直到该档最高车速的80%,每种车速试验往返各一次,利用燃油流量计测量耗油量;绘制等速百公里燃油消耗量曲线,如图3-5-12.循环行驶试验工况油耗测定各国都制定一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况;货车六工况：考虑汽车实际行驶的变速工况,在1075m的行驶过程中有加速、减速和不同车速的匀速行驶,六个行驶工况的具体安排如图3-5-2;汽车满载,用最高档,测量全程的耗油量,往返共进行四次,取平均值,并折算成百公里燃油消耗量;汽车燃油经济性的计算在汽车设计与开发工作中,常常利用发动机的万有特性图与汽车功率平衡图,对汽车燃油经济性进行估算;计算时假设汽车在水平路面上行驶;1. 等速行驶工况燃油消耗量的计算根据车速和阻力功率,求出发动机的功率；Pe=Pf＋PW/ηT根据Pe 和ua 在万有特性图上,利用插值法,确定燃油消耗率b, 如图2-3 ；等速行驶工况燃油消耗量的计算求出车速ua下单位时间内的燃油消耗量Qt；Qt＝Pb/ρg求出等速过程的燃油消耗量；Q＝Pbs/102uaρg利用公式求出等速百公里燃油消耗量QsQs＝Pb/ρg2.加速行驶工况燃油消耗量的计算根据行驶阻力求出发动机提供的功率；如图2-4,将加速过程按速度增加1km/h等分为若干区间；求出各点车速对应的单位时间内的燃油消耗量Qt；求出汽车行驶速度每增加1km/h所需时间△t；求出各区间的燃油消耗量Qn;求出整个加速过程的燃油消耗量Qa;求出整个加速过程的行驶距离;等减速行驶工况燃油消耗量的计算汽车减速行驶时,发动机处于强制怠速状态；求出减速时间t；发动机的怠速燃油消耗率Qi；减速过程燃油消耗量为：Qd＝Qi×t求出整个减速过程的行驶距离;怠速停车时的燃油消耗量若怠速时间为tss,则燃油消耗量QidmL为:Qid＝Qi ts5. 整个试验循环工况的百公里燃油消耗量Qs为：Qs ＝100ΣQ/s提高汽车燃油经济性的因素使用方面的措施1. 管理措施：优先选用柴油车；专业运输公司应倾向于重型车辆和列车运输；加强对油料的管理;2. 行驶车速：经济车速：在等速百公里油耗曲线上,耗油量最低点对应的车速; 经济车速随道路情况和汽车载质量而变化;3.档位的使用在换档过程中,相邻两档之间有车速的重叠区,尽量使用高档行驶;发动机的负荷率在70%-80%时油耗率最低;4. 正确的维修：保证汽车的滑行性能；保持发动机的技术状况；保证轮胎的气压等;5. 提高驾驶技术：加速－滑行技术；缓慢加速；预热保温；保持正常的冷却水温度等; 结构方面的措施1. 减轻车辆的重量；2. 缩减汽车的总体尺寸,改善其外形；3. 发动机的结构具有较高的压缩比等；4. 传动比的选择应保证汽车在常用工况油耗低；5. 尽量采用子午线轮胎；6. 采用节油装置等;汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数是指发动机功率、传动系的传动比;选择原则：根据汽车行驶时需要的功率来选择发动机的功率；按照尽量发挥发动机功率的原则确定传动系的参数；在确定参数时,要考虑参数对燃油经济性的影响；满足驾驶性的要求;发动机功率的选择设计中常从保证汽车预期的最高车速来选择发动机应有的功率;虽然最高车速仅仅是动力性中的一个指标,但现有轿车的统计数据证实了最高车速与爬坡能力、加速能力的一致性;如图3-1和图3-2;发动机功率的估算1、给出期望的最高车速,选择的发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和;公式为3-1)761403600(13max max a D a T e u A C u Gf P +=η2 、实际工作中还利用汽车统计数据估计汽车比功率 来确定发动 机应有功率; 根据书中图3-1 ,利用车重求出功率;根据图3-2 ,利用预定的最高车速和车重求出功率;传动比的选择汽车的最小传动比当汽车最小传动比为主减速器传动比i0 的选择;主减速器传动比i0 选择到汽车的最高车速相当于发动机最大功率时的车速时,最高车速是最大的;如图;适当减小最小传动比,可以得到较高的燃油经济性;考虑驾驶性能：最小传动比过小,发动机在重负荷下工作,加速性不好,出现噪声与振动；反之,燃油经济性差,发动机高速运转噪声大;二、最大传动比的选择确定最大传动比应考虑汽车的最大爬坡度、汽车的附着力和汽车的最低稳定车速三个因素;根据汽车的最大爬坡度,由行驶方程式确定最大传动比；验算附着条件,若不满足条件时,调整汽车总布置增强附着力;越野汽车的最大传动比应保证汽车能在最低稳定车速下行驶；轿车的最大传动比常常根据加速能力确定;传动系档数与各档传动比的选择一传动系档数增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性;档位数的多少会影响相邻传动比比值;比值过大会造成换档困难;在变速器中,档位数过多,会使结构复杂;二各档传动比的选择一般汽车各档传动比大致符合相邻传动比比值相同;公式为：公比q一般小于～;相邻档传动比采用等比级数的优点：1. 驾驶员换档时,容易做到使离合器无冲击地接合;如图3-5;2. 充分利用发动机的功率,提高汽车的动力性;如图3-6;3. 便于和副变速器结合构成更多档位的变速器;实际上,各档传动比之间的比值并不是按等比级数来分配的;原因有：各档利用率差别很大; 传动系中齿轮的齿数必须是整数；换档过程中,速度有下降；利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数初步选定参数后,通常利用燃油经济性－加速时间曲线,综合考虑各方面因素,最终确定动力装置的参数;燃油经济性－加速时间曲线：曲线大体呈C形,有称之为C曲线的;主减速器传动比的确定在动力装置的其它参数不变的条件下,i0变化的C 曲线如图3-8;变速器传动比的确定装用不同变速器的C 曲线如图3-10;发动机、传动比与主减速器传动比的确定汽车的制动性汽车的制动性：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力;制动性的评价指标主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三个方面来评价;制动性的评价指标一、制动效能:是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力;它是制动性能最基本的评价指标,它是由一定初速度下的制动距离,制动减速度和来评定,也常用来评价;二、制动效能的恒定性主要是指制动抗热衰退性能;它是指汽车高速制动、短时间多次重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性;三指制动时汽车的方向稳定性;通常用汽车制动时,维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力来评价;制动车轮的制动力一. 地面制动力：汽车在制动过程中是人为地使汽车受到一个与汽车行驶方向相反的外力,汽车在这一外力的作用下迅速地降低车速以至停车,这个外力称为汽车的制动力;一般为地面制动力;制动车轮受力如图4-4-1,公式为：Tμ+Tf－Tj－Fxbr＝0 近似为Fxb＝Tμ/ r地面制动力决定于制动器摩擦力矩,其极限值受轮胎与路面间附着力的限制;在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力;公式为：Fμ＝Tμ/ r制动器的制动力决定于制动器的结构参数;如制动器的结构型式、结构尺寸、摩擦副的摩擦系数和车轮半径等参数;一般情况其数值大小与制动踏板力成正比;制动器制动力曲线如图4-4-2;制动力的极限值由计算公式知：地面制动力和制动器制动力有相同的数值,随着踏板力的增长而增长;但是,地面制动力受到制动车轮和路面的附着条件的限制;其极限值不能超过附着力,公式为：Fxb ≤Fφ=FzφFxbmax =Fzφ地面制动力、制动器制动力及附着力的关系如图4-4-3;汽车制动时,只要当制动器制动力足够大,同时提高附着力数值,才能获得足够的地面制动力;硬路面上的附着系数汽车制动过程时,从车轮滚动到抱死拖滑是一个渐变的过程;如图4-4;经过大量试验,发现在这个过程中附着系数实际上是有很大变化的;随着制动强度的增加,车轮滚动成分越来越小,而滑动成分越来越大,一般用滑动率s来说明滑动成分的多少;滑动率的定义如公式4-5：不同滑动率时,制动力系数是不同的;如图4-5;峰值附着系数、滑动附着系数;影响附着系数的因素附着系数的数值主要决定于道路的材料、路面的状况与轮胎结构、胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素;如表4-2表示各种路面上的平均附着系数;速度越高,附着系数越低;在潮湿路面上,水起润滑作用,附着系数显著降低;增大轮胎与路面的接触面积会提高附着性能,等等;汽车的制动效能及其恒定性制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力;评价制动效能的指标有制动距离,制动减速度、制动时间和制动力;汽车的制动过程如图3-6-3;驾驶员反应时间制动系反应时间制动减速度的增长时间持续制动时间制动释放时间制动减速度用减速度仪测出并画出整个制动过程的减速度曲线;最大减速度公式：jmax＝Φbg 特点：最大制动减速度由路面的附着系决定;制动初速度的偏差对测试影响不大；不能反映各车轮的制动性能,而是整车性能指标；测试精度较低;制动力一般在制动试验台上测试制动力;特点：可以测出各车轮的制动力；附着系数稳定；测试精度可以提高;制动距离制动距离是指汽车以一定的初速度紧急制动,从驾驶员踩下制动踏板开始到汽车停住为止所驶过的距离;它是评价汽车制动性能最直观的参数;制动距离公式如4-6 ：特点：不能单独反映各车轮的制动状况,它是一个整车制动性能参数；要严格控制初速度；采用五轮仪测试,有较高的准确度;制动效能的恒定性制动效能的恒定性是指制动器抗热衰退能力;制动效能指标是指制动器工作温度在100°c以下的冷制动状态下的指标;当制动器温度常在300°c以上时,制动器的摩擦力矩显著降低,制动效能指标明显下降,这种现象称为制动器的热衰退现象;标准要求：以一定的车速连续制动15次、每次j=3m/s²、最后的制动效能不低于冷制动。

第一章复习思考题参考答案1、答：发动机< 英文：Engine）,又称为引擎，是一种能够将一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器。

它将燃料燃烧的热能转变为机械能的机器叫内燃机,故又称为热力机。

目前汽车所采用的发动机绝大多数是各种型式的往复活塞式内燃机。

内燃机按其所用燃料、燃烧方式及结构特征不同可分为：汽油、柴油及多燃料发动机；点燃式与压燃式发动机；化油器式与喷射式发动机；单缸与多缸发动机；水冷式与风冷式发动机；四冲程与二冲程发动机；双气门与多气门发动机；顶置式气门与侧置式气门发动机；单排直列与V 形排列式发动机。

2、答：以桑塔纳AJR 型汽油发动机为例：汽油发动机由两大机构和五大系统组成。

<1）曲柄连杆机构。

是发动机借以产生动力,并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。

<2）配气机构。

其作用是将足量的新鲜气体充入气缸并及时地从气缸排除废气。

<3）燃料供给系统。

根据发动机各种不同工作情况的要求,配制出一定数量和浓度的可燃混合气,送入气缸燃烧,作功后将废气排入大气。

<4）润滑系系统,其作用是减小摩擦,降低机件磨损,并部分冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。

<5）冷却系。

冷却系的作用是将多余的热量散发到大气中,使发动机始终处于正常的工作温度。

<6）点火系。

点火系的作用是在压缩冲程接近结束时所产生高压电火花,按发动机的作功顺序点燃混合气。

<7）起动系。

其作用是在任何温度下都能使静止的发动机起动并转入自行运转。

3、答:发动机的一个工作循环如果是在曲轴旋转两周<720°，活塞在气缸内上、下运动共四个活塞行程内完成的，则称为四冲程发动机。

发动机的一个工作循环若在曲轴旋转一周<360°，活塞在气缸内上、下运动共二个活塞行程内完成的，则称为二冲程发动机。

4、答:5、答：指示性能指标是指以可燃混合气<工质)对活塞做功为基础建立的指标，常用指示功和指示热效率表示，是用以评定发动机工作循环优劣的指标。

2.2.1、汽车的驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttqigiot
r
2.2.2发动机的速度特性
发动机的功率Pe、转矩Tqt及燃油消耗率b与曲轴转速n 之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪ 超车加速时间： 用最高档或次高 档由某一较低车 速（30km/h或 40km/h）全力加 速至某一高速所 需时间（s）。
如：部分轿 车的原地起步加 速过程曲线
3.最大爬坡度imax
汽车的上坡能力。以1档满载时汽车在良好路 面上的最大爬坡度表示。是极限爬坡能力。
▪ 轿车：一般不强调
▪ 货车： imax =30%（约16.5°） ▪ 越野汽车：imax =60%
二、汽车动力性指标
从获取尽可能高的平均速度考虑，动力性指标有： ➢ 最高车速 ➢ 加速时间 ➢ 最大爬坡度
1.最高车速uamax
在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度（km/h）。
2.加速时间t
表示汽车的加速能力。常用： ▪ 原地起步加速时间：汽车以1档或2档起步，并以最大加速强度
换至最高档后达到某一距离（0 402.5m或0 400m）或车速 （0 96.6km/h或0 100km/h）所需要的时间（s）。
2.2.3 传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
T
Pe PT Pe
1PT Pe
汽车各部件的传动效率
机械变速器的轿车： ηT =0.9~0.92 货车、客车： ηT =0.82~0.85

（2）瞬时调速率δ2
σ2

n2 nb
n1
第十章 发动机特性 第五节 调速特性
瞬时调速率是评定调速器过渡过程的指标。发动机在负荷突 然发生变化时，转速也随之突变，并经过波动后又重新稳定， 这个过程称为过渡过程。瞬时调速率表示过渡过程中转速波动 的瞬时增长百分比。
一般规定，δ2≤12％；对于发电机组用发动机要求δ2<8％。
一、发动机工况
发动机实际运行的工作状况简称为工况。发动机的工况 可以用一组表征其某种性能的参数来描述，其中主要的参数 时转速n和有效功率Pe （或扭矩Te）。
Pe Te n/9550
[kW ]
尽管发动机的运行工况时 多种多样的，但一台发动机在
Pe——n工况图上的工作区域
时有限的，如图所示。
第十章 发动机特性 第一节 发动机的工况及标定功率
制取调速特性的目的在于了解当负荷变化时，在调速器 和校正器起作用下发动机主要性能指标的变化规律及特征值， 并可检查和评价调速器和校正器的工作质量。
第十章 发动机特性 第五节 调速特性
在发动机空转到标定工况阶段（低负荷阶段），调速器起调速 作用。在此阶段，随着负荷的逐渐加大，发动机的转速稍有下降。 超过标定工况后（超负荷阶段），随着负荷的加大，转速下降很 多，调速器已经不起作用。而校正器正在起作用，喷油泵供油拉 杆行程稍稍加大。
根据使用条件不同，发动机工况。大致可以分为三类： 1.恒转速（固定式）工况 发动机功率变化，但曲轴转速几乎保持不变。如带动发电机、 水泵等的发动机。 2.流体阻力（螺旋桨）工况 发动机功率与转速之间呈一定的函数关系，常见的为接近三 次幂函数关系，即：
Pe≈kn3
如带动螺旋桨工作的船用发动机即属此类。螺旋桨吸收的功 率与螺旋桨转速的三次方成正比。 3.面工况 发动机的功率与转速在很大范围内各自独立的变化，二者没 有特定的关系。汽车和拖拉机等陆上运输车辆所使用的发动 机属此类。

3．指示热效率和指示燃料消耗率 指示热效率ηi是实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比值。
指示燃料消耗率（简称指示比油耗）是指单位指示功的耗油量，通 常以每千瓦小时的耗油量表示。
二、发动机的有效指标 有效指标是指以曲轴上得到的净功率为基础，评价整机性能。 1．动力性能指标 动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲 轴转速。 (1) 有效扭矩 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用Te表示， 单位为N·m。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产 生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。 ⑵ 有效功率 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示， 单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲 轴转速的乘积。
为了能在一张图上较全面地表示发动机的性能，经常应用多
参数的特性曲线，称为万有特性。
1．万有特性等耗油率曲线的制取
等耗油率曲线可以根据各种转速下的负荷特性曲线用作图法得到。如图 2-8所示，万有特性等耗油率曲线的制取具体方法如下： ① 将不同转速的负荷特性以pme为横坐标，be为纵坐标，用同一比例尺 画在一张坐标图上。 ② 在万有特性图的横坐标轴上，以一定比例标出转速数值。纵坐标pme 的比例应与负荷特性pme的比例相同。 ③ 将负荷特性图横放在万有特性图左方，并将与负荷特性曲线上耗油率be 相等的各点移至万有特性图中，标上记号，再将be值相等的各点连成光滑 曲线，即等耗油率线。
1．汽油机负荷特性 图2-6汽油机负荷特性
2．柴油机的负荷特性 图 2-7 6135Q柴油机负荷特性
三、发动机的万有特性
负荷特性和速度特性只能表示某一转速或某一齿条位置（或 节气门开度）时发动机参数间的变化规律，而汽车的工况变化 范围很广，要分析各种工况下的性能就需要许多张负荷特性或 速度特性图，这样做极不方便，也不清楚。