發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇一、發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇當(dāng)前汽車上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是以往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)為主。它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類。與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到1 523，而汽油機(jī)一般控制在810；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38，而汽油機(jī)為30；柴油機(jī)工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污量少。柴油機(jī)的主要缺點(diǎn)是：由于提高了壓縮比，要求活塞和缸蓋的間隙盡可能小，加工精度比汽油機(jī)要求更高；因自燃產(chǎn)生的爆發(fā)壓力很大，因此要求柴油機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比汽油機(jī)高，使尺寸和質(zhì)量加大，振動(dòng)與噪聲大。柴油機(jī)主要用于貨車、大型客車上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

2、的進(jìn)步，輕型車和轎車用柴油機(jī)有日益增多的趨勢(shì)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。氣缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、寬度窄、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多時(shí)，長(zhǎng)度尺寸過長(zhǎng)，在汽車上布置困難，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，直列式還有高度尺寸大的缺點(diǎn)。與直列發(fā)動(dòng)機(jī)比較，V型發(fā)動(dòng)機(jī)具有長(zhǎng)度尺寸短因而曲軸剛度得到提高，高度尺寸小，發(fā)動(dòng)機(jī)系列多等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是用于平頭車時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)寬而布置上較為困難，造價(jià)高。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是平衡好，高度低。V型發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于中、高級(jí)和高級(jí)轎車以及重型貨車上，水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在少量大客車上得到應(yīng)用。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)

3、動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。大部分汽車用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂欣鋮s均勻可靠、散熱良好、噪聲小和能解決車內(nèi)供暖問題，以及加大散熱器面積后，能較好適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后散熱的需要等優(yōu)點(diǎn)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過熱，冬季又容易過冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅有利于汽車小型化、輕量化，同時(shí)在保證客廂內(nèi)部有足夠空間的條件下，還能節(jié)約燃料。由于天然氣資源充足，在今后一個(gè)階段內(nèi)天然氣汽車將得到應(yīng)用。無排氣公害、無噪聲的電動(dòng)汽車，是理想的低污染車，在解決高能蓄電池和降低成本后會(huì)在汽車上得到

4、推廣使用。太陽能汽車也是理想的低污染汽車，目前還未達(dá)到商品化階段。二、發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇1、發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速根據(jù)所需要的最高車速 (kmh)，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 (11)式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為傳動(dòng)系效率，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的4x2汽車可取為90；為汽車總質(zhì)量(kg)；g為重力加速度(m)；為滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)轎車=O.01 65 x1+O.01(-50)，對(duì)貨車取O.02，礦用自卸車取O.03，用最高車速代入；為空氣阻力系數(shù)，轎車取O.30O.35，貨車取O.801.OO，大客車取O.60O70；A為汽車正面投影面積()；為最高車速。參考同級(jí)汽車的比功率統(tǒng)計(jì)值

5、，然后選定新設(shè)計(jì)汽車的比功率值，并乘以汽車總質(zhì)量，也可以求得所需的最大功率值。最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機(jī)的在30007000rmin，因轎車最高車速高，值多在4000rmin 以上，輕型貨車的值在40005000rmin之間，中型貨車的值更低些。柴油機(jī)的值在1 8004000rmin之間，轎車和輕型貨車用高速柴油機(jī)，值常取在32004000rmin之間，重型貨車用柴油機(jī)的值取得低。2、發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速用下式計(jì)算確定 式中，為最大轉(zhuǎn)矩(N·m)；a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.11.3之間選??；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為最大功率轉(zhuǎn)速(rmin)。要求在1.42.0之間選取。

6、三、發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置汽車是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用而發(fā)生振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)就是振源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過懸置元件安裝在車架上。懸置元件既是彈性元件又是減振裝置，其特性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車體的傳遞，并影響整車的振動(dòng)與噪聲。合理的懸置不但可以減小振動(dòng)、降低噪聲以改善乘坐舒適性，還能提高零部件和整車壽命。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置設(shè)計(jì)越來越受到設(shè)計(jì)者的重視。 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置應(yīng)滿足下述要求：因懸置元件要承受動(dòng)力總成的質(zhì)量，為使其不產(chǎn)生過大的靜位移而影響工作，因此要求懸置元件剛度大些為好；發(fā)動(dòng)機(jī)本身的激勵(lì)以及來自路面的激勵(lì)都經(jīng)過懸置元件來傳遞，因此又要求懸置元件有良好的隔振性能；因發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻帶寬，大約在105

7、00Hz范圍內(nèi)，要求懸置元件有減振降噪功能，并要求懸置元件工作在低頻大振幅時(shí)(如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài))提供大的阻尼特性，而在高頻低幅振動(dòng)激勵(lì)下提供低的動(dòng)剛度特性，以衰減高頻噪聲；懸置元件還應(yīng)當(dāng)滿足耐機(jī)械疲勞、橡膠材料的熱穩(wěn)定性及抗腐蝕能力等方面的要求。傳統(tǒng)的橡膠懸置由金屬板件和橡膠組成，見圖1-5。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角(阻尼損失角越大表明懸置元件提供的阻尼越大)的特性曲基本上不隨激勵(lì)頻率變化，如圖1-6所示。 圖1-5橡膠懸置結(jié)構(gòu)圖液壓阻尼式橡膠懸置(以下簡(jiǎn)稱液壓懸置)的動(dòng)剛度及阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，見圖1-6。從圖1-6a看到，液壓懸置的動(dòng)剛度在10Hz左右達(dá)到

8、最小，在20Hz左右達(dá)到最大，而后開始下降；在頻率超過30Hz以后趨于平穩(wěn)。圖1-6b表明液壓懸置阻尼損失角在525Hz范圍內(nèi)比較大，這一特性對(duì)于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段內(nèi)(一般為2025Hz)的大幅振動(dòng)十分有利。 圖1-7所示為液壓懸置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中螺紋 聯(lián)接桿1與發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂聯(lián)接，底座8的螺孔與車身聯(lián)接，液壓懸置主要由橡膠主簧11、慣性通道體10、橡膠底膜7和底座8構(gòu)成。慣性通道體把液壓懸置分為上、下兩個(gè)液室，內(nèi)部充滿液體。由具有節(jié)流孔的慣性通道體連通上下兩個(gè)液室。通常下室體積剛度比上室低。當(dāng)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂傳至螺紋聯(lián)接桿的載荷發(fā)生變化時(shí)，上室內(nèi)的壓力跟隨變化。如果上室液體受到壓縮，則液體經(jīng)節(jié)流孔流人下室；當(dāng)上室受到的壓力解除后