發(fā)動機特性§6-1發(fā)動機工況和性能指標(biāo)分析式一發(fā)動機工況在緒論中我們已經(jīng)介紹過工況的概念。有效功率Ne和轉(zhuǎn)速n決定了發(fā)動機的工作運行情況。工況一Ne,轉(zhuǎn)速n。發(fā)動機的工況分為點工況、線工況和面工況。發(fā)動機性能指標(biāo)分析式p=k1匕耳.耳e1aimM=kvHHe2aimHN=kvHHne3aimg=k4—im=HvG=kvnt5a§6-2發(fā)動機速度特性發(fā)動機節(jié)氣門開度（或油門開度）不變，發(fā)動機性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。如：汽車爬坡或阻力變化時,節(jié)氣門（或油門）開度不變,n隨外界負(fù)荷的變化而變化。外界負(fù)荷大,nJ,外界負(fù)荷小,nT,這時發(fā)動機沿速度特性工作。一汽油機的速度特性（一） 定義汽油機節(jié)氣門開度固定不變，汽油機性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。外特性（全負(fù)荷的速度特性）—節(jié)氣門全開（100%）,測得的速度特性。部分速度特性—節(jié)氣門固定在部分開啟位置,測得的速度特性。（二） 外特性曲線1Me曲線

2Ne曲線低速時:nTTMeT （不大）,但NexMeT-nTTNeTT；高速時:nTTMeJTNeT（不大）o3ge曲線g=k4 1im低速時:nTTH.T，HJ，H.T大于HJtgeJ （不大）；i m i m e高速時:nTTHJ，HJtgTTo. m e有一個ge,min對應(yīng)的n，整個曲線變化不大。4GT曲線1)2)3)4)nTtA1)2)3)4)nTtAgTtaJM=k'HHHe2viH—nTTvH—nTTinTTT燃燒時間J,H—nTTHJ。m mMe—低速時:nT不多): m氣流慣性TtHT；nTTT節(jié)流損失TtHJov氣流運動Tt混合氣形成改善tH.T；i燃燒惡化THiJoi高速時:ThtiHJmHvJnTTH）Hjm使MeII。使Me變化不大，略有T；低速時：nTTHT，nJTGtT (不大)；vT

高速時：nT—耳J,nTT—GtTT。vTGT曲線先緩后陡。（三） 外特性的意義后備功率后備功率大,爬坡、加速性好。但后備功率過大,則常用工況在低負(fù)荷區(qū),經(jīng)濟性差。圖中A點，后備功率為零。2最大Me時的n最大Me時的n越低，克服外界阻力能力越強。A、B發(fā)動機的M 相同，但A機M 所對應(yīng)的n比B機低。當(dāng)外界e,max e,max阻力矩為R］時，A、B兩機均在片下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。當(dāng)外界阻力矩增大至R2時，B機發(fā)出最大扭矩在n下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，此時A機則在n下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。當(dāng)外界阻力2B 2A矩再增大至R3時，A機發(fā)出最大扭矩在n3A下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，而B機無法克服外界阻力矩，只能熄火。Ne外特Mg常用工后備功率二柴油機的速度特性（一） 定義后備功率二柴油機的速度特性（一） 定義油量調(diào)節(jié)機械（油門拉桿或齒條轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。IDAI12AI12BHl n最大hfe時的fl）位置固定不動,柴油機性能指標(biāo)隨外特性（全負(fù)荷的速度特性）—油量調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在標(biāo)定功率循環(huán)油量位置時,測得的速度特性。部分速度特性—油調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在小于標(biāo)定功率循環(huán)供油位置時,測得的速度特性。（二） 標(biāo)定功率對于非增壓發(fā)動機來說,最大功率要受到平均有效壓力和轉(zhuǎn)速兩方面的限制。一臺發(fā)動機的功率究竟標(biāo)定多大才適合,這要根據(jù)發(fā)動機特性和具體用途使用特點及壽命和可靠性要求而人為確定,根據(jù)我國情況,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了發(fā)

動機標(biāo)定功率分為下列四級15分鐘功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)15分鐘的最大有效功率。1小時功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)1小時的最大有效功率。12小時功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)12小時的最大有效功率。持續(xù)功率—允許發(fā)動機長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大有效功率。每臺發(fā)動機都應(yīng)按用途在銘牌上標(biāo)明上述四種功率的兩種及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。車用—常用15分鐘,1小時或12小時功率中的兩種作為銘牌功率。作為特性實驗時,應(yīng)把兩種標(biāo)定功率的外特性全做出來。國家規(guī)定：車用柴油機,除作外特性外,還應(yīng)作標(biāo)定功率的90%,75%,50%,25%的部分速度特性實驗。一般柴油機只作外特性就可以了。時間越短,功率值應(yīng)越大。如：15分鐘功率比12小時功率大。（三） 外特性曲線Nen1Me曲線Nen1Me曲線排氣溫度備HHM=k_lHH

e2aim

nTT—HJv（油泵速度特性）J-taJ。vH—nJHT；vvAg—nTtAgTa—nTtAgT,hH.—nTTHT；dTTt燃燒時間J,iiH—nTtHJ。mmHMe—h-HJ,HJ不如aJ快，vmvMe=k 使曲線平緩。2Ne曲線NxM-nee

Me曲線平緩—Me基本是常數(shù)，則nT—Net—幾乎是成直線關(guān)系。3ge曲線低速時：高速時：g=k3 13nnimnT—n.T，nJ—geJ （不大）；i m enT—nJ，nJ—gTTo. m e有一個ge,min對應(yīng)的n，整個曲線變化不大。4GT曲線G=kvnT5a低速時：nT—nvT, gtTT；高速時：nT—nl,a/—GtTT。vT整個gt曲線較陡。（四）扭矩儲備系數(shù)卩和適應(yīng)性系數(shù)KM-M““卩=emax ex100%MeMK=emaxMeyT,KT—nJ時,MeT快—不換檔情況下，克服短期超載能力強?！?-3發(fā)動機負(fù)荷特性一汽油機的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速n不變,發(fā)動機的經(jīng)濟性指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系。如：在不換檔情況下，汽車上坡時加大油門，下坡時關(guān)小油門，而維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速n不變，這時發(fā)動機沿負(fù)荷特性工作。一）定義1g曲線e轉(zhuǎn)速1g曲線eg=ke負(fù)荷T—g=ke負(fù)荷T—節(jié)氣門開度T—4nnimnmT,niT—geJJ—曲線陡。mi e

負(fù)荷TTt為發(fā)出最大功率a<1,燃燒不完全tgToe2GT曲線負(fù)荷TtgtT負(fù)荷TT,開度70?80%時t化油器中省油器（或多腔分動化油器的副腔）開始起作用，使混合氣變濃,a=0.8?0.9tGtTTomgePe二柴油機的負(fù)荷特性（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，柴油機的經(jīng)濟性指標(biāo)隨負(fù)荷一油門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線負(fù)荷TtAgTta/t燃燒完全程度J-TmgePe二柴油機的負(fù)荷特性（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，柴油機的經(jīng)濟性指標(biāo)隨負(fù)荷一油門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線負(fù)荷TtAgTta/t燃燒完全程度J-T耳./oige曲線NmT亍°NmT亍°i14耳耳im負(fù)荷T—AgTt耳TT,耳gJ。mie負(fù)荷TTtAgTTtaJJt燃燒惡化tnT,ntgT。mie若負(fù)荷TTt冒黑煙、積炭T,發(fā)動機過熱，故障T,壽命J。3ge曲線上的特征點e1點—gmin。emin點—排黑煙,冒煙界限點。標(biāo)定功率的選擇：車用柴油機—定在冒煙界限處,即2點。拖拉機柴油機—定在冒煙界限2點以內(nèi)。3點一N點。emax過3點—GTTT,geTTtNeJ。Tee選擇氣道、燃燒室結(jié)構(gòu),調(diào)整燃料供給系統(tǒng),常以負(fù)荷特性作為標(biāo)準(zhǔn)。汽油機與柴油機負(fù)荷特性曲線分析1同一n下：（1） g,minJt經(jīng)濟性好。e,min（2） 曲線平緩—負(fù)荷變化較廣時,能保持較好的經(jīng)濟性。柴油機比汽油機g?低，且曲線平緩。e,min所以，柴油機的經(jīng)濟性比汽油機的好。從負(fù)荷特性曲線可知,小負(fù)荷時,geT。e所以，在功力性滿足的前提下，不宜裝功率過大的發(fā)動機，以求geJ一避免大馬拉小車。全面評價經(jīng)濟性,應(yīng)作出不同n下的許多負(fù)荷特性曲線一萬有特性曲線?！?-4發(fā)動機萬有特性一特性曲線AN嚴(yán)C等g呂萬有特性曲線n外特性曲線一A—BAN嚴(yán)C等g呂萬有特性曲線nA：調(diào)速手柄最大位置，外界阻力矩R=0,最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點。B：發(fā)動機標(biāo)定功率點，Ag。maxC：最大p或Me點，由此可得扭矩儲備系e數(shù)卩和適應(yīng)性系數(shù)K。D:外特性上最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速點。最低空轉(zhuǎn)點一怠速點，圖中未標(biāo)出。二曲線的制?。ㄒ唬┑萭曲線一作圖法e

在p－n圖上畫出A－B－C－D外特性曲線—等g曲線不能超出此范圍。eeeeeP—n圖上的p縱坐標(biāo)與g-p圖上的p縱坐標(biāo)比例尺必須相同。e e150018002000萬有特性曲線eeeP—n圖上的p縱坐標(biāo)與g-p圖上的p縱坐標(biāo)比例尺必須相同。e e150018002000萬有特性曲線荷特性曲線相切、相交于一點或兩點。從相切、相交點引平行線至p-n圖。e從p-n圖上的相應(yīng)n點引垂直線與平行線相交。用光滑曲線連接p-n圖e e上的這些交點，即為萬有特性曲線的等g］曲線。,1（二）等N曲線—解析法epVinN—ehx10_3=kp-ne302 e取一個Ne值,可以做出一條pe-f（取一個Ne值,可以做出一條pe-f（n）曲線一等Ne曲線，再取一個三分析1最內(nèi)層的等g曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟的區(qū)域。曲線越向外，g越大。e e2若曲線沿橫向較長，則說明在負(fù)荷變化不大，而n變化較大的范圍內(nèi)，g變化e較小。適于車用,其最經(jīng)濟區(qū)大約在萬有特性曲線的中間偏上位置。若曲線沿縱向較長,則說明在n變化不大,而負(fù)荷變化較大的范圍內(nèi),g變化較小。適于拖拉機用,其最經(jīng)濟區(qū)大約在萬有特性曲線的上部。若萬有特性不能滿足使用要求,則需調(diào)機或重新選機。

§6-5發(fā)動機調(diào)速特性一裝調(diào)速器的必要性為防止高速飛車和低速熄火。t Ri>Ri1-—-—— ?ii2dia n二全程式調(diào)速器在整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)，調(diào)整扭矩特性。（一）工作原理調(diào)速飛球在推力盤上的導(dǎo)向槽中滾動,兩球始終相觸,右邊推力盤沒有左右向移動,只有轉(zhuǎn)動。共有12個飛球,一邊6個,一共3付。1當(dāng)發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速n下運行時,飛球受離心力作用,對推力盤有一正壓力,水平方向分力與彈簧力相平衡,油門拉桿固定在推力盤5上,轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這種狀態(tài)下。nTT小球受離心力作用加大，對推力盤的正壓力加大當(dāng)外界負(fù)荷JT使推力盤5帶動油門拉桿向左移動T供油量AgJ，轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這一新的狀態(tài)下。nJ—供油量AgTo2調(diào)速手柄1調(diào)整彈簧2的預(yù)緊力—彈簧力平衡點變化—調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速值改變。一定的預(yù)緊力對應(yīng)于一定的轉(zhuǎn)速范圍。因此，在整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)，均可調(diào)整扭矩特性。調(diào)速手柄受到怠速螺釘8和限速螺釘9的限制，也就限制了柴油機的最高和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。

1.調(diào)速手柄1.調(diào)速手柄2.調(diào)速彈簧3.固定螺母4.油量調(diào)節(jié)拉桿5.推力盤6.調(diào)速飛球特性曲線R］大，M Ag1 e特性曲線R］大，M Ag1 e1 maxR小，M，Ag2 e2-r3=0,M3二0,Agi3 e，3 min卩、K調(diào)速較大，多用于拖拉機上。1n—2n—3三兩極式調(diào)速器為防止高速飛車和低速熄火。一）工作原理1控制怠速轉(zhuǎn)速,nJTAgT,不致過低而造成熄火。nJ—受軟彈簧S］作用，W下行T帶動1點下行T2為支點，由杠桿原理3點左移T4點左移，由4'點n4點T5為支點，6點右移T由6'點n6點TAgTtn回升，不致熄火。nT—W上行，當(dāng)W接觸到硬彈簧S2后,由于S2力大，使W停止上行,Ag不再J,T調(diào)速器失去作用，發(fā)動機按外特性穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。2限制飛車,nTTAgJ，不致過高而造成飛車。nTTT離心力大于S］和S2聯(lián)合預(yù)緊力，wTT帶動1點上行T3點右行T4點右行T6點左行TAgJtn回降，不致飛車。5點的左右移動取決于發(fā)動機的負(fù)荷，負(fù)荷TT5點右移。(二)特性曲線Me曲線頭段和末段調(diào)速器起作用曲線的作用點取決于彈簧氣和S2的預(yù)緊力，調(diào)速器本身不用換檔。因此，中段曲線為柴油機的外特性曲線。調(diào)速器的工作指標(biāo)(—)調(diào)速率51穩(wěn)定調(diào)速率51n-n5二21

1nn1—突變前發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；n2—突變后發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；n—發(fā)動機的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。反應(yīng)Me曲線陡緩程度。51小TMe曲線陡T轉(zhuǎn)速回復(fù)到穩(wěn)定點的能力強。規(guī)定：農(nóng)灌及工程機械要求：51<8%汽車、拖拉機 51<10%發(fā)電機 51<5%2瞬時調(diào)速率5n1—外界阻力突變前發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；n3—外界阻力突變時發(fā)動機的最大或最小瞬時轉(zhuǎn)速—發(fā)動機的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。表示n波動的大小2大—轉(zhuǎn)速波動大，易游車。一般52<10?12%；發(fā)電機52<5%（二）不靈敏度8n1—負(fù)荷T時，調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速;n2—負(fù)荷/時，調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速;n—平均轉(zhuǎn)速。R￡=_EE—推力盤上的推力；R—推力盤上的摩擦力?！耆Q于摩擦力。打―轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差；sTT—調(diào)速器失靈,易飛車。nJtst一般：￡<1.2?2%；轉(zhuǎn)速低時，￡<10?13%?！?-6大氣修正大氣溫度tt\大氣壓力pJ 吸入氣缸內(nèi)干空氣量NeJ,gte我國標(biāo)準(zhǔn)：t=25[°C]；p=100[kpa]；p=1[kpa]。其中p—該地飽ww和蒸汽壓力。換算方法：功率校正系數(shù)以是用來求得發(fā)動機在C5.2條規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率。N二a-Ne，0 e式中N——校正功率（即標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率）；e，0a——校正系數(shù)；N——實測功率（試驗功率）。e試驗大氣狀態(tài)：

溫度：點燃式發(fā)動機：288K<T<308K；柴油機：283K<T<313K氣壓:80kPa<ps<110kPa一、