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1、本章要求： 了解：柴油機調(diào)速器的原理。 理解：發(fā)動機特性曲線變化的原因。 掌握：汽、柴油機特性曲線的意義，實驗方法。,第八章 發(fā)動機特性,發(fā)動機工況： 發(fā)動機的運行情況，是以其發(fā)出的功率Ne和轉(zhuǎn)速n來表示。常見的發(fā)動機工況有面工況、點工況、線工況等。,發(fā)動機特性： 發(fā)動機性能指標(biāo)隨調(diào)整情況及運轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系。 其中隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系稱為調(diào)整特性 如：柴油機供油提前角調(diào)整特性 汽油機點火提前角調(diào)整特性 隨運轉(zhuǎn)情況而變化的關(guān)系稱性能特性(或使用特性) 發(fā)動機主要特性包括：負荷特性、速度特性、調(diào)速特性、萬有特性、煙度特性、排放特性等。,第一節(jié) 負荷特性,定義： 轉(zhuǎn)速不變時，其經(jīng)濟性指標(biāo)隨負

2、荷而變化的關(guān)系。 用曲線表示負荷特性曲線。 負荷率：發(fā)動機發(fā)出的扭矩與在該轉(zhuǎn)速下最大扭矩之比，用百分數(shù)表示。,一、汽油機的負荷特性,（一）定義： 汽油機保持某一轉(zhuǎn)速不變，點火提前角，化油器調(diào)整完好時，逐步改變節(jié)氣門開度，ge、Gf隨負荷變化的關(guān)系。,性能指標(biāo),,（二）曲線特性：,（1）主要工作參數(shù)的變化,（2）ge=f（Ne)曲線的變化,怠速時: m=0, ge=; (m=1-Nm/Ni) 負荷： ，燃速-i 機械損失相對-m ge直至gemin。 負荷再增加, -i ge又上升。 負荷混合氣量 所以Gf,,二、柴油機的負荷特性,（一）定義： 當(dāng)柴油機保持轉(zhuǎn)速不變，改變循環(huán)供油量g時，ge隨

3、負荷而變化的關(guān)系。,性能指標(biāo),,（二）曲線特性,（1）主要工作參數(shù)的變化,（2）ge=f（Ne)曲線的變化,1點： 最小油耗點； 2點： 冒煙界線點； 3點： 最大功率點。,,,三、負荷特性的意義,1、評價不同類型的發(fā)動機的經(jīng)濟性 經(jīng)濟性好的要求： （1）gemin較?。?（2）負荷特性曲線在gemin附近要平坦。 柴油機經(jīng)濟性比汽油機好，gemin大約低20-30%。,2、找出提高汽車經(jīng)濟性的途徑,提高汽車的負荷率。 在動力性足夠時，盡量提高發(fā)動機工作時的負荷率，選用功率較小的發(fā)動機。 3、柴油機功率標(biāo)定 對車用柴油機，其功率標(biāo)定應(yīng)在冒煙界限點2； 對工程機械用柴油機，其功率標(biāo)定在最低

4、油耗點1。,第二節(jié) 速度特性,定義： 發(fā)動機的燃油供給調(diào)節(jié)機構(gòu)位置一定時，發(fā)動機的性能指標(biāo)（Me、Ne、ge）隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系。 節(jié)氣門開度最大或噴油泵齒條位置處于最大供油位置時，發(fā)動機的速度特性稱為全負荷速度特性，或外特性，其它稱為部分負荷速度特性。,一、汽油機的速度特性,（一）外特性,,1、主要工作參數(shù)的變化,節(jié)氣門開度一定， 基本不隨n而變化,,轉(zhuǎn)速由低速開始上升時，Me隨轉(zhuǎn)速的升高而下降較快。 工作參數(shù)中， 對Me影響最大的是v，即Me的大小主要取決于進入氣缸的混合氣量。 Me v/ Ne Me n ge1/im,2、Me、Ne、ge=f（n）曲線,（二）部分負荷特性,1-節(jié)氣門

5、全開 節(jié)氣門開度12345,汽油機的速度特性曲線,節(jié)氣門開度越小，Me曲線越陡，且最大功率點向低速方向移動。,,汽油機的外特性是在節(jié)氣門全開時測得的,曲線上每一點表示它在此轉(zhuǎn)速下的最大功率及最大扭矩，故它代表內(nèi)燃機的最高動力性能，所有汽油機均需做外特性曲線。,二、柴油機的速度特性,（一）外特性,,1、主要工作參數(shù)的變化,性能指標(biāo),,柴油機發(fā)出扭矩的多少，主要取決于g的大小。Me曲線變化平穩(wěn),比汽油機的Me曲線平坦。 Ne與Me、n成正比由于Me變化平坦，在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，功率幾乎與轉(zhuǎn)速成正比增加。,2、Me、Ne=f（n）曲線,（二)部分負荷速度特性,噴油泵齒條位置一定時,循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速而

6、變化的關(guān)系 噴油泵的速度特性.,h4---全負荷；h3、h2、h1---部分負荷,Me的變化主要取決于循環(huán)供油量的變化 柴油機部分負荷特性曲線，與外特性曲線平行且位于其下方.,Me.Ne=f(n)曲線,,190%負荷 275%負荷 355%負荷,三、外特性的意義,(一)評價發(fā)動機的動力性 發(fā)動機的動力性指標(biāo)高的要求： 1.從外特性曲線及最大功率Nemax.后備功率看:,外特性曲線,汽車行駛阻力曲線,后備功率,,部分負荷速度特性,,2.扭矩儲備系數(shù) m 定義：發(fā)動機的外特性曲線上最大扭矩Memax與標(biāo)定工況下的扭矩Me之比值 m=(Memax-Me)/Me100% 適應(yīng)系數(shù)： K= Memax/

7、Me,圖7-13 發(fā)動機最大扭矩對克服阻力的影響,作用：評價汽車不換檔，發(fā)動機克服短期超負荷的能力。,** K大，工作越穩(wěn)定。汽油機Me陡，穩(wěn)定性優(yōu)于柴油機。,,3.轉(zhuǎn)速儲備系數(shù) n 定義：發(fā)動機標(biāo)定工況下的轉(zhuǎn)速na與最大扭矩下的轉(zhuǎn)速nmax之比。 n=na/nmax,圖7-14 發(fā)動機最大扭矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速 對克服阻力的影響,作用：評價汽車不換檔，發(fā)動機克服短期超負荷的能力。,（二）評價發(fā)動機的工作穩(wěn)定性,由扭矩儲備系數(shù)m來評價，m大，意味著扭矩曲線較陡，工作穩(wěn)定性好。 不同的車用發(fā)動機對后備功率、m、n的要求不同，轎車要求后備功率大， 對m、n不要求；載重車考慮經(jīng)濟性，后備功率不大，但

8、m、n要高。,第三節(jié) 柴油機的調(diào)速特性,一、柴油機上安裝調(diào)速性的必要性 1、怠速轉(zhuǎn)速不穩(wěn)； 2、怠速易熄火； 3、高速易飛車 造成上述問題的根本原因是g隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，所以調(diào)速器工作時，g應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的增加而減少。,二、全程式調(diào)速器,1、定義： 從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速都起作用的調(diào)速器。,調(diào)速手柄,,,加速,,減油,,加油,調(diào)速彈簧,供油齒條,推力盤,全程調(diào)速器工作原理,2、調(diào)速特性,定義:在調(diào)速器起作用時,柴油機的性能指標(biāo)(Ne、Me、ge)隨轉(zhuǎn)速或負荷而變化的關(guān)系。,圖7-20 6120柴油機的調(diào)速特性,1、定義：只在最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速時才起作用的調(diào)速器。 2、調(diào)速特性,三、兩極式調(diào)速器,第四

9、節(jié) 萬有特性,1、為了能在一張圖上全面表示內(nèi)燃機性能，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)特性，即萬有特性。 2、應(yīng)用最廣的萬有特性里以速度做橫坐標(biāo)，平均有效壓力（或扭矩）做縱坐標(biāo)。在坐標(biāo)內(nèi)做出若干條等耗油率曲線和等功率曲線，組成曲線族。 3、做法：柴油機通常通過負荷特性法做出萬有特性圖，而汽油機通常用速度特性法做出萬有特性圖。,4、意義：,（1）根據(jù)萬有特性圖，可以看出發(fā)動機在各種工況下的經(jīng)濟性。最內(nèi)層的等油耗曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟的區(qū)域，曲線越向外，經(jīng)濟性越差。 （2）等耗油率曲線的形狀及分布情況對發(fā)動機的使用經(jīng)濟性有重要影響。對汽車用發(fā)動機，其最經(jīng)濟區(qū)域應(yīng)大致在萬有特性圖的中間位置，使常用轉(zhuǎn)速和負荷落在最經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)

10、，并希望等油耗率曲線在橫向較長。,EQ6100性汽油機萬有特性,,1、同時確定發(fā)動機最經(jīng)濟的轉(zhuǎn)速和負荷。 2、等ge曲線的形狀與分布的影響 （1）最內(nèi)層為最經(jīng)濟區(qū)，曲線越向外，經(jīng)濟性越差。 （2）等ge曲線橫向長，轉(zhuǎn)速范圍寬 等ge曲線縱向長，負荷范圍寬 車用發(fā)動機，其最經(jīng)濟區(qū)域應(yīng)大致在萬有特性圖的中間偏上位置，并希望等油耗率曲線在橫向較長。 可以結(jié)合傳動系繪制整車的萬有特性作為節(jié)油參考。,CA6102汽油機萬有特性,EQD6102-1柴油機萬有特性,汽、柴油機萬有特性比較,（1）汽油機：最低油耗偏高，經(jīng)濟區(qū)偏??；等ge線在低速區(qū)向大負荷收斂，說明汽油機在低速低負荷ge較高。等Ne線隨轉(zhuǎn)速升高而斜穿等ge線，故Ne一定時，n越高越廢油。n一定, ge/Me比柴油機大，說明變工況工作平均油耗偏高。 （2）柴油機：最低ge較低，經(jīng)濟區(qū)寬；等ge線在高低速均不收斂，變化較平坦；等Ne線向高轉(zhuǎn)速延伸時，ge變化不大。,萬有特性圖的做法,,柴油機排放萬有特性,柴油機排放萬有特性,柴油機排放萬有特性,圖6-17 燃油的噴射過程,,