1、本章要求：本章要求：了解：了解：柴油機調速器的原理。柴油機調速器的原理。理解：理解：發(fā)動機特性曲線變化的原因。發(fā)動機特性曲線變化的原因。掌握：掌握：汽、柴油機特性曲線的意義，實驗汽、柴油機特性曲線的意義，實驗方法。方法。第八章第八章 發(fā)動機特性發(fā)動機特性發(fā)動機工況發(fā)動機工況： 發(fā)動機的運行情況，是以其發(fā)出的功率發(fā)動機的運行情況，是以其發(fā)出的功率N Ne e和轉速和轉速n n來表來表示。常見的發(fā)動機工況有面工況、點工況、線工況等。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)動機特性： 發(fā)動機性能指標隨調整情況及運轉工況而變化發(fā)動機性能指標隨調整情況及運轉工況而變化的關系。的關系

2、。其中隨調整情況而變化的關系稱為其中隨調整情況而變化的關系稱為調整特性調整特性如：如：柴油機供油提前角調整特性柴油機供油提前角調整特性 汽油機點火提前角調整特性汽油機點火提前角調整特性隨運轉情況而變化的關系稱隨運轉情況而變化的關系稱性能特性性能特性( (或使用特性或使用特性) )發(fā)動機主要特性包括：發(fā)動機主要特性包括：負荷特性、速度特性、調負荷特性、速度特性、調速特性、萬有特性、煙度特性、排放特性等。速特性、萬有特性、煙度特性、排放特性等。第一節(jié)第一節(jié) 負荷特性負荷特性定義：定義： 轉速不變時，其經濟性指標隨負荷而變化轉速不變時，其經濟性指標隨負荷而變化的關系。的關系。 用曲線表示用曲線表示負

3、荷特性曲線負荷特性曲線。 負荷率負荷率：發(fā)動機發(fā)出的扭矩與在該轉速下：發(fā)動機發(fā)出的扭矩與在該轉速下最大扭矩之比，用百分數表示。最大扭矩之比，用百分數表示。一、汽油機的負荷特性一、汽油機的負荷特性（一）定義：（一）定義： 汽油機保持某一轉速不變，點火提汽油機保持某一轉速不變，點火提前角，化油器調整完好時，逐步改變前角，化油器調整完好時，逐步改變節(jié)氣門開度，節(jié)氣門開度，g ge e、G Gf f隨負荷變化的關系。隨負荷變化的關系。性性能能指指標標（二）曲線特性（二）曲線特性：（1 1）主要工作參數的變化）主要工作參數的變化（2 2）g ge e=f=f（Ne)Ne)曲線的變化曲線的變化怠速時怠速時

4、: : m m=0, g=0, ge e= = ; ;( ( m=1-Nm/Ni)負荷負荷： ，燃速，燃速-i 機械損失相對機械損失相對-mge直至直至g geminemin。負荷再增加負荷再增加, , -i g ge e又上升又上升。負荷負荷混合氣量混合氣量 所以所以Gf二、柴油機的負荷特性二、柴油機的負荷特性（一）定義：（一）定義： 當柴油機保持轉速不變，當柴油機保持轉速不變，改變循環(huán)供油量改變循環(huán)供油量 g g時，時，gege隨隨負荷而變化的關系。負荷而變化的關系。性性能能指指標標miemiefmiegkMngkNngkGkg43211（二）曲線特性（二）曲線特性（1 1）主要工作參數的

5、變化）主要工作參數的變化（2 2）g ge e=f=f（Ne)Ne)曲線的變化曲線的變化1 1點：點：最小油最小油耗點；耗點；2 2點：點：冒煙界冒煙界線點；線點；3 3點：點：最大功最大功率點。率點。三、負荷特性的意義三、負荷特性的意義1 1、評價不同類型的發(fā)動機的經濟性、評價不同類型的發(fā)動機的經濟性 經濟性好的要求：經濟性好的要求： （1 1）gegeminmin較??；較??； （2 2）負荷特性曲線在）負荷特性曲線在gemingemin附近要平坦。附近要平坦。 柴油機經濟性比汽油機好，柴油機經濟性比汽油機好，gemingemin大約大約低低20-30%20-30%。2 2、找出提高汽車經濟

6、性的途徑、找出提高汽車經濟性的途徑 提高汽車的負荷率。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。負荷率，選用功率較小的發(fā)動機。3 3、柴油機功率標定、柴油機功率標定 對車用柴油機，其功率標定應在冒煙界限對車用柴油機，其功率標定應在冒煙界限點點2 2； 對工程機械用柴油機，其功率標定在最低對工程機械用柴油機，其功率標定在最低油耗點油耗點1 1。第二節(jié)第二節(jié) 速度特性速度特性定義：定義： 發(fā)動機的燃油供給調節(jié)機構位置一定時，發(fā)發(fā)動機的燃油供給調節(jié)機構位置一定時，發(fā)動機的性能指標（動機的性能指標（MeMe、NeNe、

7、gege）隨轉速而變化的）隨轉速而變化的關系。關系。 節(jié)氣門開度最大或噴油泵齒條位置處于最大節(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供油位置時，發(fā)動機的速度特性稱為全負荷速度全負荷速度特性特性，或，或外特性外特性，其它稱為，其它稱為部分負荷速度特性部分負荷速度特性。一、汽油機的速度特性一、汽油機的速度特性（一）外特性（一）外特性 1 1、主要工作參數的變化、主要工作參數的變化節(jié)氣門開節(jié)氣門開度一定，度一定， 基本不隨基本不隨n而變化而變化 轉速由低速開始轉速由低速開始上升時，上升時，M Me e隨轉速隨轉速的升高而下降較快。的升高而下降較快。工作參數中，工作參數中

8、，對對M Me e影響最大的是影響最大的是 v v，即，即MeMe的大小主的大小主要取決于進入氣缸要取決于進入氣缸的混合氣量。的混合氣量。Me v/ Ne Me nge1/im 2 2、MeMe、NeNe、g ge e=f=f（n n）曲線）曲線（二）部分負荷特性（二）部分負荷特性1-1-節(jié)氣門全開節(jié)氣門全開 節(jié)氣門開度節(jié)氣門開度1 12 23 34 45 5 汽油機的速度特性曲線汽油機的速度特性曲線節(jié)氣節(jié)氣門開門開度越度越小，小，MeMe曲曲線越線越陡，陡，且最且最大功大功率點率點向低向低速方速方向移向移動。動。 汽油機的外特性是在節(jié)氣門全汽油機的外特性是在節(jié)氣門全開時測得的開時測得的, ,

9、曲線上每一點表示曲線上每一點表示它在此轉速下的最大功率及最大它在此轉速下的最大功率及最大扭矩，故它代表內燃機的最高動扭矩，故它代表內燃機的最高動力性能，所有汽油機均需做外特力性能，所有汽油機均需做外特性曲線。性曲線。二、柴油機的速度特性二、柴油機的速度特性（一）外特性（一）外特性 1 1、主要工作參數的變化、主要工作參數的變化性能性能指標指標柴油機發(fā)出扭矩柴油機發(fā)出扭矩的多少，主要取的多少，主要取決于決于 g g的大小。的大小。MeMe曲線變化平穩(wěn)曲線變化平穩(wěn), ,比汽油機的比汽油機的MeMe曲曲線平坦。線平坦。NeNe與與MeMe、n n成正比成正比由于由于MeMe變化平坦，變化平坦，在一定

10、的轉速范在一定的轉速范圍內，功率幾乎圍內，功率幾乎與轉速成正比增與轉速成正比增加。加。2 2、MeMe、Ne=fNe=f（n n）曲線）曲線（二（二) )部分負荷速度特性部分負荷速度特性 噴油泵噴油泵齒條位置齒條位置一定時一定時, ,循環(huán)供油循環(huán)供油量隨轉速量隨轉速而變化的而變化的關系關系噴油泵的速度特性.h h4 4-全負荷；全負荷；h h3 3、h h2 2、h h1 1-部分負荷部分負荷Me的變化主的變化主要取決于循要取決于循環(huán)供油量的環(huán)供油量的變化變化柴油機部分負柴油機部分負荷特性曲線，荷特性曲線，與外特性曲與外特性曲線平行且位線平行且位于其下方于其下方.Me.Ne=f(n)Me.Ne

11、=f(n)曲線曲線190%負荷 275%負荷 355%負荷三、外特性的意義三、外特性的意義( (一一) )評價發(fā)動評價發(fā)動機的動力性機的動力性 發(fā)動機的動發(fā)動機的動力性指標高力性指標高的要求：的要求： 1.1.從外特性曲從外特性曲線及最大功線及最大功率率Nemax.Nemax.后后備功率看備功率看: : 外特性曲線外特性曲線汽車行駛汽車行駛阻力曲線阻力曲線后備功率后備功率部分負荷部分負荷速度特性速度特性 2.2.扭矩儲備系扭矩儲備系數數 m m 定義定義：發(fā)動機的外：發(fā)動機的外特性曲線上最大特性曲線上最大扭矩扭矩MemaxMemax與標與標定工況下的扭矩定工況下的扭矩MeMe之比值之比值 m

12、m=(M=(Memaxemax-Me)/-Me)/MeMe100%適應系數：適應系數：K K= M= Memaxemax/Me/Me圖圖7-13 發(fā)動機最大扭矩對克服阻力的影響發(fā)動機最大扭矩對克服阻力的影響作用作用：評價汽車不評價汽車不換檔，發(fā)動機克服短換檔，發(fā)動機克服短期超負荷的能力。期超負荷的能力。* * * K K大，工作越穩(wěn)定。汽油機大，工作越穩(wěn)定。汽油機MeMe陡，穩(wěn)定性陡，穩(wěn)定性優(yōu)于柴油機。優(yōu)于柴油機。 3.3.轉速儲備系轉速儲備系數數 n n 定義定義：發(fā)動機標定：發(fā)動機標定工況下的轉速工況下的轉速n na a與最大扭矩下的與最大扭矩下的轉速轉速n nmaxmax之比。之比。 n

13、 n=n=na a/n/nmaxmax圖圖7-14 發(fā)動機最大扭矩對應的轉速發(fā)動機最大扭矩對應的轉速 對克服阻力的影響對克服阻力的影響作用作用：評價汽車：評價汽車不換檔，發(fā)動機不換檔，發(fā)動機克服短期超負荷克服短期超負荷的能力。的能力。（二）評價發(fā)動機的工作穩(wěn)定性（二）評價發(fā)動機的工作穩(wěn)定性 由扭矩儲備系數由扭矩儲備系數 m m來評價，來評價， m m大，大，意味著扭矩曲線較陡，工作穩(wěn)定性好。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、不同的車用發(fā)動機對后備功率、 m m、 n n的要求不同，轎車要求后備功率大，的要求不同，轎車要求后備功率大， 對對 m m、 n n不要求；

14、載重車考慮經濟性，不要求；載重車考慮經濟性，后備功率不大，但后備功率不大，但 m m、 n n要高要高。第三節(jié)第三節(jié) 柴油機的調速特性柴油機的調速特性一、柴油機上安裝調速性的必要性一、柴油機上安裝調速性的必要性 1 1、怠速轉速不穩(wěn)；、怠速轉速不穩(wěn)； 2 2、怠速易熄火；、怠速易熄火； 3 3、高速易飛車、高速易飛車 造成上述問題的根本原因是造成上述問題的根本原因是gg隨轉速的增加隨轉速的增加而增加，所以調速器工作時，而增加，所以調速器工作時，gg應隨轉速的增應隨轉速的增加而減少加而減少。二、全程式調速器二、全程式調速器1、定義：定義： 從最低從最低轉速到轉速到最高轉最高轉速都起速都起作用的作

15、用的調速器。調速器。調速手柄調速手柄加速加速減油加油加油調速彈簧調速彈簧供油齒條供油齒條推力盤推力盤全程調速器工作原理全程調速器工作原理2、調速特性、調速特性定義定義: :在調在調速器起作速器起作用時用時, ,柴柴油機的性油機的性能指標能指標(Ne(Ne、MeMe、ge)ge)隨轉隨轉速或負荷速或負荷而變化的而變化的關系。關系。圖圖7-20 61207-20 6120柴油機的調速特性柴油機的調速特性1 1、定義：、定義：只在最低轉速和只在最低轉速和最高轉速時才起作用的調最高轉速時才起作用的調速器。速器。2 2、調速特性、調速特性三、兩極式調速器三、兩極式調速器第四節(jié)第四節(jié) 萬有特性萬有特性1

16、1、為了能在一張圖上全面表示內燃機性能，經常為了能在一張圖上全面表示內燃機性能，經常應用多參數特性，即應用多參數特性，即萬有特性萬有特性。2 2、應用最廣的萬有特性里以速度做橫坐標，平均應用最廣的萬有特性里以速度做橫坐標，平均有效壓力（或扭矩）做縱坐標。在坐標內做出若有效壓力（或扭矩）做縱坐標。在坐標內做出若干條等耗油率曲線和等功率曲線，組成曲線族。干條等耗油率曲線和等功率曲線，組成曲線族。3 3、做法：、做法：柴油機通常通過負荷特性法做出萬有特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性圖，而汽油機通常用速度特性法做出萬有特性圖。圖。4 4、意義：、意義：（

17、1 1）根據萬有特性圖，可以看出發(fā)動機在各）根據萬有特性圖，可以看出發(fā)動機在各種工況下的經濟性。種工況下的經濟性。最內層的等油耗曲線相最內層的等油耗曲線相當于最經濟的區(qū)域，曲線越向外，經濟性越當于最經濟的區(qū)域，曲線越向外，經濟性越差差。（2 2）等耗油率曲線的形狀及分布情況對發(fā)動）等耗油率曲線的形狀及分布情況對發(fā)動機的使用經濟性有重要影響。機的使用經濟性有重要影響。對汽車用發(fā)動對汽車用發(fā)動機，其最經濟區(qū)域應大致在萬有特性圖的中機，其最經濟區(qū)域應大致在萬有特性圖的中間位置間位置，使常用轉速和負荷落在最經濟區(qū)域，使常用轉速和負荷落在最經濟區(qū)域內，內，并希望等油耗率曲線在橫向較長并希望等油耗率曲線在

18、橫向較長。EQ6100EQ6100性汽油機萬有特性性汽油機萬有特性 1、同時確定發(fā)動機最經濟的轉速和負荷。、同時確定發(fā)動機最經濟的轉速和負荷。 2、等、等ge曲線的形狀與分布的影響曲線的形狀與分布的影響 （1）最內層為最經濟區(qū)）最內層為最經濟區(qū)，曲線越向外，經濟性越差。 （2）等）等ge曲線橫向長，轉速范圍寬曲線橫向長，轉速范圍寬 等等ge曲線縱向長，負荷范圍寬曲線縱向長，負荷范圍寬 車用發(fā)動機，其最經濟區(qū)域應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。 可以結合傳動系繪制整車的萬有特性作為節(jié)油參考。CA6102汽油汽油機萬有特性機萬有特性EQD6102-1柴柴油油機機萬萬有有特特性性汽、柴油機萬有特性比較汽、柴油機萬有特性比較（1 1）汽油機：汽油機：最低油耗偏高，經濟區(qū)偏?。坏茸畹陀秃钠?，經濟區(qū)偏小；等g ge e線在低速區(qū)向大負荷收斂，說明汽油機在低速線在低速區(qū)向大負荷收斂，說明汽油機在低速低負荷低負荷g ge e較高。等較高。等N Ne e線隨轉速升高而斜穿等線隨轉速升高而斜穿等g ge e線，線，故故NeNe一定