61柴油機(jī)負(fù)荷特性分析62柴油機(jī)速度特性分析63萬有特性分析64柴油機(jī)噪聲61柴油機(jī)負(fù)荷特性分析（一）柴油機(jī)負(fù)荷特性特性當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n不變時，內(nèi)燃機(jī)的性能參數(shù)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系（由試驗(yàn)得到），可以直接反映出發(fā)動機(jī)在不同的負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)性和排氣溫度，據(jù)此可以得到萬有特性曲線。3fixbe=-—汽油低熱值：44000kJ/kg;柴油低熱值：42500kJ/kg分析：由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n不變，所以沖量系數(shù)》基本不變當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，燃料的循壞供應(yīng)量發(fā)生變化，負(fù)荷增大時，供油量增大，負(fù)荷減小,供油量減小。而中哀則隨著負(fù)荷的增大而減小一一質(zhì)調(diào)節(jié)。當(dāng)負(fù)荷為0時，發(fā)動機(jī)輸出功率Pmt=。，所以1R二。?發(fā)動機(jī)的功率完全用于自身的消耗。從be=l^公式可以看出，be為無窮大。當(dāng)負(fù)荷逐漸增大時，Pnmi變化不大，而Pmt增大。由于Um=―—Pmt+Pnmi1+Pnmi/Pmt所以上升比較快，所以be下降。旦到某一油耗時，be達(dá)到最小值，即最低油耗點(diǎn)A當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步增大時，過量空氣系數(shù)卜,降，此時混合氣的形成與燃燒開始惡化，l]it（指示熱效率）下降，旦Iht的下降速度要比1R的上升速度快，所以be開始上升。如果繼續(xù)加大負(fù)荷，此時供油量進(jìn)一步加大，過量空氣系數(shù)進(jìn)一步減小，即空氣相對不足，燃燒更加惡化，所以be上升很快，此時排氣管會冒黑煙，活塞、燃燒室內(nèi)會產(chǎn)生稅碳，發(fā)動機(jī)過熱，發(fā)動機(jī)的可靠性和壽命都下降。增壓柴油機(jī)，當(dāng)負(fù)荷增大時，排氣量增大，增壓器的轉(zhuǎn)速增大，Pk和Pk增大，所以發(fā)動機(jī)在高負(fù)荷下充量系數(shù)和指示熱效率〕]it基本不變。所以be曲線變化比較平坦，此時限制Pmt的主要是Pz而不是排氣煙度。TrbePnt

bePnt(-)汽油機(jī)負(fù)荷特性分析：汽油機(jī)試通過機(jī)器們開度來調(diào)節(jié)供油量的，所以是通過改變進(jìn)入氣缸的混合氣的j=ln；田廿里里調(diào)R與柴油機(jī)相比所具有的特點(diǎn)：be普遍較高，且從空負(fù)荷到中負(fù)荷的過渡中be下降的比較慢，仍然維持在較高的水平，燃油經(jīng)濟(jì)性明顯比較差。0普遍比較高，旦與負(fù)荷的關(guān)系比較小。be曲線的彎曲度比較大，即be大，而柴油機(jī)在中小負(fù)荷時的經(jīng)濟(jì)性要好于汽油機(jī)。汽油機(jī)和柴油機(jī)的be差距的主要原因：柴油機(jī)的壓縮比高于汽油機(jī)一一熱效率高柴油機(jī)的過量空氣系數(shù)大于汽油機(jī)一一燃燒完全所以柴油機(jī)的順大于汽油機(jī)。柴油機(jī)的進(jìn)氣量基本不變，而噴油量是隨著負(fù)荷的增大而增大，所以(|)a隨著負(fù)荷的增大而減小，下降。而汽油機(jī)是量調(diào)節(jié)，滿負(fù)荷時氣缸內(nèi)的混合氣過多導(dǎo)致燃燒不完全，所以血較小，在小負(fù)荷時，節(jié)氣門的開度較小，殘余廢氣系數(shù)Y比較大，燃燒速率低，另外泵氣損失比較大，所以汽油機(jī)在中小負(fù)荷時的油耗高于柴油機(jī)。排氣溫度的差異：￡汽油機(jī)VE柴油機(jī)，所以汽油機(jī)的排氣溫度高于柴油機(jī)。450300

be700600300215450300

be700600300215Pe實(shí)線為柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線虛線為汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線由于％*18.3了Pm。=%r]m警■ocqbr]itr]moc芝2m伽一1伽一1箱一1—商;A為常數(shù)62速度特性分析（一）柴油機(jī)速度特性1）當(dāng)n下降時，柱塞與柱塞套之間的漏油量增大，旦柱塞的有效行程由于斜槽節(jié)流作用而減弱，所以我下降，曲線1不安裝校正器，2、3安裝校正器。2）從n從最大值下降時，由于氣流速度下降，節(jié)流損失下降，所以也增加，這時燃燒得到一定的改善，增大。n很小時，由于進(jìn)氣速度過小，進(jìn)氣不充分，此時＜j）c卜降，血下降。3）從如公式可以看出，當(dāng)n降低時，平均機(jī)械損失壓力PmmV降，此時血、》增大，所以升高。4）根據(jù)以上三點(diǎn)可以看出，柴油機(jī)的外特性曲線下的7；是很平坦的（不裝校正器時）5）在部分負(fù)荷特性下的速度特性：當(dāng)n很小時，＜j）c和如都比較小，L較小6）be曲線變化范|韋I內(nèi)比較平坦，兩段略有上翹?？梢杂?來解釋。HitHube在中間某一個位置比較低（b點(diǎn)）。當(dāng)n＞”b時，活塞轉(zhuǎn)速過高，機(jī)械損失很大，同時％匕降低，be增大。當(dāng)nV勤時，Oc下降，燃油霧化差，渦流下降，血降低，be增大。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（油量調(diào)節(jié)或節(jié)氣門）保持不變的情況下，主要性能指標(biāo)隨著內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律叫做發(fā)動機(jī)的速度特性曲線。當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)開到最大或者節(jié)氣門的開度最大時，發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化成為發(fā)動機(jī)的外特性曲線，它反映了發(fā)動機(jī)的最大功率、最大轉(zhuǎn)矩和最低油耗所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)低于最大位置或者節(jié)氣門沒有開到最大程度時，發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律稱為發(fā)動機(jī)的部分負(fù)荷特性曲線。柴油機(jī)速度特性分析：1）循環(huán)供油量"曲線隨n增大而增大，根據(jù)油量調(diào)節(jié)桿位置不變時，由于進(jìn)油孔節(jié)流和燃料泄露的影響，qb隨n的增加而增加，只有在轉(zhuǎn)速很高轉(zhuǎn)速時，曲線才會轉(zhuǎn)平。2）知識熱效率玷”兩頭低，中間高。低速時，燃油壓力低，缸內(nèi)的氣流運(yùn)動小，這是混合氣形成及燃燒不利，同時傳熱損失增大，n,下降。高速時，噴油量及燃燒持續(xù)角增大,同時卜降，qb升高，如。3）饑隨著n的升高而降低。柴油機(jī)無節(jié)*門的流動損失，所以在各種富負(fù)荷卜大致相同,但4）Te曲線，因?yàn)閝b和饑（上升、下降）的影響，故總體比較平坦，但血使其端下垂。5）Pe隨n增大而增大，由于Te比較平坦，所以Pe隨著n持續(xù)增大，當(dāng)增大到一定值后由于機(jī)械損失的增大而降低。6）beoc—」，由于T]it.r]m在高速和低速時都比較小，所以be在在高速和低速時都比較切|S]o7）內(nèi)燃機(jī)工作穩(wěn)定性指標(biāo)：轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性參數(shù)：作=寫柴油機(jī)1.15-1.35汽油機(jī)1.25-1.35轉(zhuǎn)速kn=柴油機(jī)1.4-2.0汽油機(jī)1.6~2.5n^tnax總適應(yīng)性k=ktxkn（二）柴油機(jī)、汽油機(jī)速度特性比較：1）柴油機(jī)在各種負(fù)荷下，其Te曲線都比較平坦，在中低負(fù)荷下，Te隨轉(zhuǎn)速的升高而增大。汽油機(jī)在各種負(fù)荷下，其Te曲線都比較窄，在中低負(fù)荷下，Te隨轉(zhuǎn)速的升高而降低。2）柴油機(jī)的最佳經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)比較寬，汽油機(jī)節(jié)氣門開度越小，be的翹起程度越大，的最佳經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)比較窄。_皿_（j）c*Ps我=硝=寸8cPme3qbgm工必也司巾汽油機(jī)的軋基本不變，所以Pme取決于、Um以及血。3）勾染V63萬有特性曲線在一副圖上較全面的表現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的各種特性參數(shù)的變化，即用系數(shù)的特性曲線一一萬有特性曲線64柴油機(jī)的噪聲（-）發(fā)動機(jī)的噪聲概述1）不同的頻率，不同強(qiáng)度的聲音無規(guī)則地組合在一起，對人造成危害的聲波叫做噪聲。2）噪聲分類按照頻率特征：有調(diào)噪聲（旋轉(zhuǎn)噪聲）和無調(diào)噪聲。按照噪聲源：氣體動力噪聲（進(jìn)排氣噪聲、增壓器、風(fēng)扇）、機(jī)械噪聲（運(yùn)動件的振動）、電磁噪聲和燃燒噪聲（燃燒壓力引起）。3）危害：壞境污染；使人情緒煩躁不安，注意力不集中，記憶力減退，失眠，頭暈，心率失調(diào)等。4）響度等級（-）柴油機(jī)燃燒噪聲的特性和影響因素入=*壓力的升高比是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生根本因素。它的大小決定于發(fā)動機(jī)滯燃期內(nèi)所d（p形成的可燃混合氣的數(shù)量燃燒室形式的影響1）直噴式：燃料的形式為空間霧化為主，滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣的量增加，入增大，Pz升高，發(fā)動機(jī)工作粗暴，噪聲大，入二0.4?0.8MPa/CA.2）半開式：燃料的形式為空間霧化和油膜蒸發(fā)，滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣的量相對直噴式要少，入二0.4?0.6MPa/CA.噪聲略小。球形燃燒室A=0.2?0.IMPa/CA.工作柔和、噪聲小。3）分開式：主燃燒室的入較小，渦流室入二0.2?0.4MPa/CA,預(yù)燃室入二0.14?0.4MPa/CA.噴油量的影響：循環(huán)供油量和滯燃期的噴油量越小，發(fā)動機(jī)的壓力升高比越小，噪聲越底，但是噴油量不能太小，需要保證發(fā)動機(jī)的功率和冷起動性能。噴油速率的影響：a當(dāng)循環(huán)噴油量不變增大噴油率時，增加了發(fā)動機(jī)在滯燃期內(nèi)的供油量，發(fā)動機(jī)的噪聲升高，發(fā)動機(jī)的噪聲增大。b噴油率的提高可以在一定程度上改善發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和煙度。負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的影響：當(dāng)循環(huán)供油量不變負(fù)荷增大時，爆發(fā)壓力升高，但A卻因?yàn)闇计陔S負(fù)荷升高而雖短，所以噪聲基本不變。但是當(dāng)噴油提前角增大時，負(fù)荷增大，噪聲增大。對于增壓柴油機(jī)，負(fù)荷增大時，噪聲反而是降低的。當(dāng)n增大時，散熱損失和漏氣損失下降，壓縮終了的溫度降低，壓力升高,壓力升高比降低，噪聲下降。增壓的影響：增壓后，7；和Pc都升高，I下降，壓力升高比下降，噪聲降低。但當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低負(fù)荷時，Pa下降，噪聲高于非增壓機(jī)型?？偟膩碚f增壓后發(fā)動機(jī)的噪聲低。增壓中冷的發(fā)動機(jī)要比沒帶中冷的發(fā)動機(jī)的噪聲高。加速造神高的影響：n增大后，噪聲升高。燃料性質(zhì)的影響:低十六烷值的燃料，T提高，噪聲較高（三）機(jī)械噪聲源和表面輻射噪聲柴油機(jī)各運(yùn)動件之間一一間隙一一撞擊一一彈性變形一一振動一一機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲：主：活塞對缸套的敲擊配氣機(jī)構(gòu)正時齒輪次：噴油泵軸承1）活塞敲擊的噪聲：活塞與缸套之間的間隙，側(cè)向力引起，形成活塞沖擊缸套，上下兩側(cè)最嚴(yán)重?；钊N的擺動?；钊c缸壁的摩擦。缸套的振動?；钊淖冃?。其噪聲大小與下列因素有關(guān)燃燒的特性?；钊N孔中心位置?；钊滋组g隙的大小?；钊h(huán)的張力?；钊c之間缸壁的潤滑狀態(tài)?；钊拇笮⌒螤詈椭亓?。缸套的剛度2）正時齒輪和配氣機(jī)構(gòu)的噪聲：齒輪參數(shù)、結(jié)構(gòu)形狀、材料、加工精度和表面粗糙度。支持齒輪的機(jī)構(gòu)、軸的剛度、齒輪室的結(jié)構(gòu)（罩殼）、齒輪傳動方式和潤滑條件3）其他機(jī)械噪聲源：噴油系統(tǒng)：噴油泵和高壓油系統(tǒng)的振動、油壓脈沖、油內(nèi)氣泡四輪軸、調(diào)速器4）結(jié)構(gòu)相應(yīng)和表面噪聲輻射（四）柴油機(jī)燃燒和機(jī)械噪聲的產(chǎn)生和傳遞路徑AB：著火延遲期（滯燃期）BC:急燃期BC:緩燃期DE:后燃期（四）氣體動力噪聲和產(chǎn)生原理1）進(jìn)排氣系統(tǒng)2）冷卻風(fēng)扇（主要）3）渦輪增壓器風(fēng)扇選裝噪聲（紊流噪聲）增壓器、壓氣機(jī)（進(jìn)氣噪聲）排氣噪聲（五）降低柴油機(jī)噪聲的方法：1控制發(fā)動機(jī)噪聲源控制發(fā)動機(jī)燃燒噪聲源壓力升高比，燃燒初期的放熱率減小，預(yù)混合燃燒的比例減小，發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能會下降。減少發(fā)動機(jī)的滯燃期噴油量（T）：采用增壓技術(shù)減小發(fā)動機(jī)的噴油提前角Q,改善燃油霧化。適當(dāng)增大壓縮終了的壓力和溫度。使用著火改進(jìn)劑，提高燃料的著火性能。減少在滯燃期內(nèi)形成的可燃混合氣的量。采用低噪聲的燃燒系統(tǒng)（渦流室、預(yù)燃室、球形燃燒室）改進(jìn)供油系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)，采用電控供油系統(tǒng)。2控制發(fā)動機(jī)的機(jī)械噪聲源：控制活塞的敲擊：活塞銷采用偏心設(shè)計(jì)，一般為1.5皿減小活塞與缸套的間隙：采用橢圓椎體活塞、組合式活塞。減小活塞的質(zhì)量。缸套的剛度和自振頻率。在保證密封和壽命的前提下減少活塞環(huán)的數(shù)目。控制正時齒輪端的噪聲源：選擇較小的齒輪模數(shù)和壓力角以及外徑，提高齒輪的剛度。提高齒輪的加工精度。正時齒輪前最好安裝在飛輪端。IV.V控制配氣機(jī)構(gòu)的噪聲源：選用性能良好的凸輪型線（高次方組合式凸輪。）提高機(jī)構(gòu)剛度，減輕傳動系統(tǒng)的重量，減少傳遞環(huán)節(jié)，采用頂置凸輪軸。采用液壓氣門傳動機(jī)構(gòu)，以便消除氣門間隙?？刂破渌肼曉慈加拖到y(tǒng)（凸輪、提高系統(tǒng)的高度、安裝減壓閥）采用分配式油泵。3,控制氣體動力噪聲源：a.控制風(fēng)扇噪聲：選擇風(fēng)扇葉片的爭取斷面形狀和安裝角，減低風(fēng)扇的直徑。合理布置冷卻系統(tǒng)，提高換熱效率，降低風(fēng)扇的尺寸。風(fēng)扇采用不等距葉片分體，減低峰值噪聲。改善風(fēng)冷柴油機(jī)導(dǎo)風(fēng)裝置和空氣動力學(xué)特性。V.風(fēng)扇材料選擇尼龍（阻尼材料）。b,控制進(jìn)排氣系統(tǒng)噪聲源：氣體動力性噪聲硬氣排氣支管傳來的機(jī)械振動引起的便面輻射噪聲安裝消聲器。表面輻射噪聲控制：a.增加機(jī)體剛度I.提高缸體、曲軸箱的剛度（結(jié)構(gòu)和自振頻率）采用整體式機(jī)構(gòu)、隧道式機(jī)構(gòu)適當(dāng)提高機(jī)體的壁厚。機(jī)體表面增加加強(qiáng)筋.b.增加表面振