1、發(fā)動機特性曲線161第 11 章 發(fā)動機特性基本概念全面了解發(fā)動機在所有工況下的性能指標的變化，對合理使用、檢查與維修發(fā)動機，都有很強的適用價值。發(fā)動機特性與特性曲線1(發(fā)動機特性 發(fā)動機性能指標隨調整情況及運轉情況而變化的關系稱為發(fā)動機特性。發(fā)動機性能指標主要有功率、轉矩、燃料消耗率、排氣溫度、排氣煙度等; 調整情況主要指柴油機的供油提前角、汽油機的點火提前角、發(fā)動機燃料等可調因素對發(fā)動機性能的影響;運轉情況一般指發(fā)動機轉速和負荷等。2(特性曲線 為了直觀顯示發(fā)動機的特11-1Audi(奧迪) 2.4L5氣門汽油機的外特性曲線。3.發(fā)動機特性分類發(fā)動機特性分調節(jié)特性和性能特性兩大類。(1)調

2、節(jié)特性 指發(fā)動機的性能指標隨調節(jié)情況而變化的關系。如柴油機的供油提11-1性、汽油機的燃料調節(jié)特性等。 (Audi 2.4L5V6(2)性能特性 指內(nèi)燃機的性能指標隨運行工況而變化的關系。如負荷特性、速度特性、調速特性、萬有特性、螺旋槳特性等。161162發(fā)動機特性的制取發(fā)動機特性需在專門的試 11-2器的試驗臺的基本組成。它可以模擬發(fā)動機的實際工況，使其在要求的轉速和負荷下工作，并可以同步測量發(fā)動機在 廢氣排放、氣缸壓力等性能參 數(shù)。發(fā)動機特性試驗，國家已有標準，需按有關標準，在規(guī)定的條件下進行。11-2 發(fā)動機試驗臺 1-發(fā)動機 2-數(shù)顯水溫表 3-數(shù)顯油壓表 45-油門執(zhí)行器 6-轉速表

3、 7- 負荷表 8-水門執(zhí)行器9-水溫傳感器 10-油壓傳感器 11-排溫傳感器 12-氣缸壓力傳感器 13-油壓傳感器 14-針閥升程儀 15-電荷放大器 16-電荷放大器 17-霍爾針閥傳感器 18-11.2動機調節(jié)特性對發(fā)動機波器 19-水力測功器 20-轉角信號發(fā)生器 21-電荷放的正確調整、使用與維修關系大器 22-,/,轉換板 23-微機 24-打印機 25-顯示器密切，值得重視。11.2.1 柴油機供油提前角調節(jié)特性它是指在發(fā)動機轉速一定和油量控制機構(如噴油泵的供油拉桿)位置一定條件下，其功率、燃料消耗率等性能指標隨供油提前角變化而變化的關系。圖 11-3 為柴油機供油提前角調

4、節(jié)特性曲發(fā)動機的功率與燃料消耗率也隨著變化。對應于最大功率和最小燃料消耗率的供油提前角即為最佳供油提前角。發(fā)動機使用維修時，應注意按照使用說明書要求，檢查調整發(fā)動機靜態(tài)最佳供油提前角。最佳供油提前角是隨著發(fā)動機的轉速變化ECU11-3柴油機供油提前角調 11.2.2 汽油機點火提前角調節(jié)特性它是指在發(fā)動機轉速和節(jié)氣門開度一定條件下，其功率、燃料消耗率等性能指標隨點火提前角變化而變化的關系。16216311-3)，角。可見，隨著點火提前角的改變，發(fā)動機的功率與燃料消耗率也隨著變化。對應于最大功率和最小燃料消耗率的點火提前角即為最佳點火提前角。11.2.3 汽油機的燃料調節(jié)特性是指在發(fā)動機轉速一定

5、， 節(jié)氣門開度一定條件下，其功率、燃料消耗率等性能指標隨混合氣濃度而變化的關系。圖 11-4 為汽油機燃料調節(jié)特性曲線。由圖可1.15 0.93動力性能最高，稱此時的混合氣為功率混合氣。汽油機應根據(jù)工況變化，自動調整其混合氣濃度在最圖 11-4汽油機燃料調整佳值工作?；推魇桨l(fā)動機靠化油器進行粗略調節(jié)，-過量空氣系數(shù) -空燃比 現(xiàn)代汽車發(fā)動機則靠電控燃油噴射系統(tǒng)精確調節(jié)控制。發(fā)動機性能特性與汽車發(fā)動機有關的性能特性主要有發(fā)動機負荷特性、速度特性、萬有特性和調速特性四種。發(fā)動機的負荷特性是指在轉速一定時，發(fā)動機的性能參數(shù)(燃油消耗率、排氣溫度等)隨負荷(功率、平均有效壓力等)的改變而變化的關系。

6、相應的曲線稱為負荷特性曲線。它主要被用來評價發(fā)動機在轉速一定下，以不同的負荷運轉的經(jīng)濟性，如汽車以一定的速度沿阻力變化的道路行駛。發(fā)動機負荷特性曲線如圖 11-5 所示。由圖可見， A 的最低燃油消耗率。但此時并非發(fā)動機的最大功率點。A 點后，隨著負荷的增加，發(fā)動機功率增大，燃A導致動距離加長，容易出現(xiàn)交通事故，這是不可取的。 圖 11-5發(fā)動機負荷特163164一般定在冒煙界限以發(fā)動機的速度特性速度特性是指當燃料供給調節(jié)機構(汽油機的節(jié)氣門或柴油機噴油泵的油量控制拉桿)位置不變時，發(fā)動機性能指標(轉矩、功率、燃油消耗率等)隨轉速的改變而變化的關系。對應的曲線稱為速度特性曲線。當燃料供給調節(jié)機

7、構固定在全負荷位置(汽油機節(jié)氣門全開位置或柴油機的油量控制拉桿在額定供油量位置)時，所測得的速度特性稱外特性或全負荷速度特性。當燃料供給調節(jié)機構固定在全負荷以 Temax外特性曲線上最大轉矩(N?m); Teb標定工況轉矩(N?m);n1 標 定 轉 速 (r/min); n2最大轉矩時轉速(r/min)164165tq、nntq力。tq、nntq外界阻力的能力就越強。tq、nntq1.2,1.4、1.5,3.81.8,5.3;而柴油機(非增壓)外特性的轉矩曲線較為平坦，tq、nntq1.05、1.5,2.01.6,2.1，不能適應實際工作需要，所以柴油機都安裝有調速器來進行校正。發(fā)動機的部分

8、負荷速度特性曲線隨11-71-外特性 2、3、4-部分負荷速度特性控制拉桿位置的減小，功率和轉矩曲線幾乎從外特性平行下移。 對汽油機，負荷越小，節(jié)氣門開度越小，進氣阻力越大，充氣效率下降，使其功率、轉矩下降越快，所以部分負荷速度特性曲線也變得越陡(圖 11-7)。發(fā)動機的萬有特性負荷特性只能分析某一轉速下發(fā)動機各性能參數(shù)隨負荷的變化，而速度特性只能分析在某一油量調節(jié)機構位置下的萬有特性曲165166同用途的發(fā)動機對萬有特性曲線有不同的要求。從圖中可以清楚看到發(fā)動機在各種不同轉速和負荷下的動力性和經(jīng)濟性，發(fā)動機要想獲得最低燃料消耗，可以通過改變發(fā)動機的轉速來調節(jié)。調速特性調速特性是指柴油機噴油泵

9、調速手柄位置一定時，柴油機性能參數(shù)(轉矩、功率、轉速、燃油消耗率等)隨負荷而變化的關系。對應的曲線稱為調速特性曲線。它被用來評價柴油機帶調速器以后的實際工作性能指標，還可以用來評價調速器的工作性能。11-9也可以采用轉速和轉矩為橫坐標。曲線分析可以看到，從標定轉速(曲 線拐彎點)到最高空轉轉速這一段的曲及調速器工作性能(如穩(wěn)定調速率等) 分析。從標定工況到最大轉矩點的曲線，隨著外界負荷增加，噴油泵調速器依靠校正功能而變動供油拉桿，少量增加供油量，以滿足發(fā)動機短時間超負荷的需圖 11-9柴油機調速要。所以該段是調速器的校正區(qū)段。也有稱特殊的速度特性段，因為它很類似于發(fā)動機的速度特性，只是噴油泵供

10、油拉桿略有移動。當發(fā)動機轉矩達到最大，如再增加外界負荷，發(fā)動機轉速便急劇下降，噴油泵供油拉桿已經(jīng)無法再移動增加供油量，所以發(fā)動機按速度特性曲線規(guī)律變化。隨負荷的增加發(fā)動機轉速急劇下降，功率、轉矩下降，耗油率增大。從調速特性曲線上可以方便地找到標定工況和任一工況下的轉速、功率、轉 以判定發(fā)動機的短時超負荷能力;計算出穩(wěn)定調速率，以判斷調速器的工作性能。發(fā)動機性能指標的校正166167由于大氣狀態(tài)的不同，同一臺發(fā)動機，在不同地區(qū)測得的性能指標就會產(chǎn)生差68kW，321g/kW.h42kW，38,429g/kW.h34,。大氣狀態(tài)(大氣壓力、溫度、相對濕度)變化，導致發(fā)動機工質產(chǎn)生變化。當大氣壓力下降、溫度升高或相對濕度增大，會導致空氣密