一、發(fā)動機的工況二、發(fā)動機的速度特性三、發(fā)動機的負荷特性四、發(fā)動機的調(diào)整特性

模塊五

發(fā)動機的特性Contents一、發(fā)動機的工況發(fā)動機工況是指發(fā)動機實際運行的工作狀況，通常用發(fā)動機功率與轉(zhuǎn)速或發(fā)動機負荷與轉(zhuǎn)速來表示。根據(jù)發(fā)動機的用途，其工況可分三類固定式工況螺旋漿工況面工況

一、發(fā)動機的工況特點功率變化時，轉(zhuǎn)速幾乎保持不變。如發(fā)電用的發(fā)動機，負荷變化沒有一定的規(guī)律，但轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上是一條垂直線，屬于線工況（如直線1）。1.固定式工況一、發(fā)動機的工況特點功率和轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。如船用發(fā)動機驅(qū)動螺旋槳時，發(fā)動機發(fā)出的功率必須與螺旋槳所吸收的功率（Pe=kn3）相等，也屬于線工況（如曲線2）。2.螺旋漿工況一、發(fā)動機的工況特點功率和轉(zhuǎn)速變化范圍很大，如車用發(fā)動機。這種工況用曲線3下面的陰影面積表示。3.面工況二、發(fā)動機的速度特性定義指發(fā)動機在油量調(diào)節(jié)機構(gòu)（節(jié)氣門開度或供油拉桿、齒條）位置保持不變時，性能指標（Pe、Me、ge、GT等）隨n的變化規(guī)律，稱為發(fā)動機的速度特性。速度特性曲線的繪制方法通過發(fā)動機試驗臺架上測出的。測量時，油門位置不變，調(diào)整測功器的負荷，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，待工況穩(wěn)定后，依次記錄不同轉(zhuǎn)速下的Pe、Me、ge、GT等數(shù)據(jù)。以n為橫坐標，以Pe、Me、ge、GT等為縱坐標，繪制速度特性曲線。分類全負荷速度特性（即外特性）和部分負荷速度特性二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性外特性曲線二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性外特性曲線——Me曲線根據(jù)Me=k2ηiηmηv/φat分析Ⅰ.φat可視為常數(shù)：Ⅱ.ηi：Ⅲ.ηm：Ⅳ.ηv：結(jié)論在低轉(zhuǎn)速時，Me隨n提高而增加；某一轉(zhuǎn)速Me達到最大值；在高轉(zhuǎn)速時，Me隨n的提高而迅速下降。二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性外特性曲線——Pe曲線根據(jù)Pe=Men/9550分析：結(jié)論當n由低逐漸升高時，由于Me和n同時增加，Pe很快增加;在達到最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速nM后，隨著轉(zhuǎn)速提高，由于Me的下降，使Pe上升緩慢；在某一轉(zhuǎn)速nP時，Me.n達最大值；再增加n，由于Me下降超過n上升的影響，使Pe下降。二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性外特性曲線——ge曲線結(jié)論ge在某一中間轉(zhuǎn)速(ng)時最低，而在轉(zhuǎn)速高于及低于ng時均使ge增加。二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性外特性曲線——增壓前后對比二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性部分負荷速度特性曲線節(jié)氣門開度越小，轉(zhuǎn)速增加，扭矩和功率下降越快,且最大扭矩點和最大功率點向低轉(zhuǎn)速方向移動。在節(jié)氣門開度為75%左右時，ge曲線的位置最低。高于或低于75%開度時，ge曲線位置均偏高。二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性發(fā)動機的工作范圍從動力性考慮，發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)在最大功率轉(zhuǎn)速和最大扭矩轉(zhuǎn)速之間。從經(jīng)濟性考慮，發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)在最大功率轉(zhuǎn)速與最低燃油消耗率轉(zhuǎn)速之間。二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性扭矩儲備系數(shù)與適應(yīng)系數(shù)U和k值大，表明扭矩之差（Memax－MB）值大，即隨轉(zhuǎn)速的降低，有效扭矩Me增加較快，在不換檔的情況下，爬坡能力及克服短期超載能力強。

二、發(fā)動機的速度特性1.汽油機的速度特性發(fā)動機的標定工況標定工況是發(fā)動機銘牌上標注的功率及對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。汽車發(fā)動機常限制其工作轉(zhuǎn)速nB，nB稱為限制轉(zhuǎn)速或標定轉(zhuǎn)速，相應(yīng)把外特性曲線上對應(yīng)轉(zhuǎn)速nB時的功率稱為標定功率，一般nB≤nP。二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性外特性當油量調(diào)節(jié)機構(gòu)限定在標定循環(huán)供油量位置時所測得的速度特性。部分速度特性當油量調(diào)節(jié)機構(gòu)限定在小于標定循環(huán)供油量的各個位置時所測得的速度特性。噴油泵的速度特性及校正二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性Me曲線：Pe曲線：ge曲線：外特性曲線二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性外特性曲線——Me曲線在轉(zhuǎn)速較低時，Me隨n升高逐漸增加；在某一轉(zhuǎn)速時Me達到最大；在轉(zhuǎn)速較高時，n提高而Me逐漸下降（平坦）。二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性外特性曲線——Pe曲線由于Me曲線變化平坦，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，功率Pe幾乎與轉(zhuǎn)速n成正比增加。柴油機的最高轉(zhuǎn)速由調(diào)速器控制。當轉(zhuǎn)速超過某一值時，熱效率急劇下降；有效功率下降，并冒黑煙。車用柴油機的標定功率受冒煙界限的限制。二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性外特性曲線——ge曲線與汽油機類似，也是一凹形曲線，曲線比較平坦，最低油耗率比汽油機低20%~30%。二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性部分負荷速度特性曲線當油量機構(gòu)向減油方向移動時，部分負荷速度特性的Pe和Me值要低于外特性。部分負荷速度特性曲線的變化趨勢同外特性相似，所以隨著負荷減小，部分負荷速度特性曲線大致平行下移。當負荷為75%時，ge曲線的位置最低。二、發(fā)動機的速度特性2.柴油機的速度特性噴油泵速度特性與校正噴油泵循環(huán)供油量主要取決于油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速。噴油泵的速度特性：當油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置不變時，循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速變化的特性。循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速下降而減少，必須進行校正。校正的方法：出油閥校正和彈簧校正。油量校正的特性：當柴油機在標定工況下工作時，若轉(zhuǎn)速因短時間阻力矩增加而下降，在不換檔的情況下，噴油泵可自動增加循環(huán)供油量，增加發(fā)動機低速時的扭矩和扭矩儲備系數(shù)。三、發(fā)動機的負荷特性geGT負荷特性發(fā)動機在轉(zhuǎn)速n一定時，燃油經(jīng)濟性指標及其他參數(shù)隨負荷的變化規(guī)律。汽油機的負荷特性柴油機的負荷特性結(jié)論負荷特性曲線的特點三、發(fā)動機的負荷特性定義汽油機轉(zhuǎn)速保持不變(通過改變節(jié)氣門開度來適應(yīng)外界負荷的變化)時，

每小時燃油消耗量GT和燃油消耗率ge隨Pe（或Me、pe）的變化規(guī)律，稱汽油機負荷特性。負荷調(diào)節(jié)為量調(diào)節(jié)，負荷特性又稱節(jié)流特性。負荷特性曲線分析GT曲線由GT=k4ηvn/φat知：結(jié)論：在轉(zhuǎn)速一定時，GT主要取決于節(jié)氣門開度和混合氣濃度。ge曲線由ge=k3/ηiηm，ge隨負荷的變化取決于ηi和ηm隨負荷的變化。結(jié)論：怠速時，ge=∞，隨負荷增加，ge迅速下降；當ge出現(xiàn)最小值后，隨負荷增加，ge開始緩慢上升。1.汽油機的負荷特性三、發(fā)動機的負荷特性定義柴油機轉(zhuǎn)速保持不變(通過移動供油拉桿或齒條位置來適應(yīng)外界負荷的變化)時，每小時燃油消耗量GT和燃油消耗率ge隨Pe（或Me、pe）的變化規(guī)律，稱柴油機負荷特性。負荷調(diào)節(jié)為質(zhì)調(diào)節(jié)。負荷特性曲線分析：GT曲線由GT=k4ηvn/φat知：結(jié)論：在轉(zhuǎn)速n一定時，GT主要取決于循環(huán)供油量△g大小。ge曲線怠速時，ηm=0，ge趨于∞；在中小負荷時，隨負荷增加，使ge迅速下降；當負荷增加到1點時，ge最?。淮筘摵蓵r，隨負荷增加，使ge緩慢上升；當負荷增加到2點時（過濃），排氣管開始冒黑煙。當負荷增加到3點以后（極濃），雖然ge繼續(xù)增加，但Pe下降。2.柴油機的負荷特性冒煙界限三、發(fā)動機的負荷特性四、發(fā)動機的調(diào)整特性1.汽油機點火提前角調(diào)整特性定義節(jié)氣門保持全開、轉(zhuǎn)速不變、燃料供給系為最佳時，有效功率和有效燃油消耗率隨點火提前角的變化規(guī)律，稱點火提前角調(diào)整特性。最佳點火提前角對應(yīng)每一個工況都有一個最佳點火提前角，在轉(zhuǎn)速和負荷變化時，最佳點火提前角相應(yīng)改變。四、發(fā)動機的調(diào)整特性1.汽油機點火提前角調(diào)整特性最佳點火提前角隨轉(zhuǎn)速增加而增大不同轉(zhuǎn)速點火提前角的調(diào)整特性四、發(fā)動機的調(diào)整特性1.汽油機點火提前角調(diào)整特性最佳點火提前角隨負荷增加而減小不同轉(zhuǎn)速點火提前角的調(diào)整特性四、發(fā)動機的調(diào)整特性2.柴油機噴油提前角調(diào)整特性定義轉(zhuǎn)速和油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置保持不變時，有效功率和有效燃油消耗率隨噴油提前角的變化規(guī)律，稱噴油提前角調(diào)整特性。最佳噴油提前角對應(yīng)每一個工況，都有一最佳噴油提前角。在負荷一定時，噴油提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速提高而增大。四、發(fā)動機的調(diào)整特性3.柴油機的調(diào)速特性為保證柴油機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，防止怠速熄火和高速飛車，必須安裝調(diào)速器。在調(diào)速器起作用時，柴油機性能指標隨轉(zhuǎn)速或負荷的變化關(guān)系，稱為柴油機的調(diào)速特性。調(diào)速器有全程式和兩極式兩種。四、發(fā)