最新发动机原理第八章发动机特性精品课件.ppt

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1、发动机工况发动机工况： 发动机的运行情况，是以其发出的功率发动机的运行情况，是以其发出的功率N Ne e和转速和转速n n来表来表示。常见的发动机工况有面工况、点工况、线工况等。示。常见的发动机工况有面工况、点工况、线工况等。二、柴油机的负荷特性二、柴油机的负荷特性（一）定义：（一）定义： 当柴油机保持转速不变，当柴油机保持转速不变，改变循环供油量改变循环供油量 g g时，时，gege随随负荷而变化的关系。负荷而变化的关系。性性能能指指标标miemiefmiegkMngkNngkGkg43211（二）曲线特性（二）曲线特性（1 1）主要工作参数的变化）主要工作参数的变化（2 2）g ge e=

2、f=f（Ne)Ne)曲线的变化曲线的变化1 1点：点：最小油最小油耗点；耗点；2 2点：点：冒烟界冒烟界线点；线点；3 3点：点：最大功最大功率点。率点。三、负荷特性的意义三、负荷特性的意义1 1、评价不同类型的发动机的经济性、评价不同类型的发动机的经济性 经济性好的要求：经济性好的要求： （1 1）gegeminmin较小；较小； （2 2）负荷特性曲线在）负荷特性曲线在gemingemin附近要平坦。附近要平坦。 柴油机经济性比汽油机好，柴油机经济性比汽油机好，gemingemin大约大约低低20-30%20-30%。2 2、找出提高汽车经济性的途径、找出提高汽车经济性的途径 提高汽车的负

3、荷率。提高汽车的负荷率。 在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的负荷率，选用功率较小的发动机。负荷率，选用功率较小的发动机。3 3、柴油机功率标定、柴油机功率标定 对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限点点2 2； 对工程机械用柴油机，其功率标定在最低对工程机械用柴油机，其功率标定在最低油耗点油耗点1 1。第二节第二节 速度特性速度特性定义：定义： 发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发动机的性能指标（动机的性能指标（MeMe、NeNe、gege）随转速而变化的）随转速而变化的关系。关

4、系。 节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于最大节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于最大供油位置时，发动机的速度特性称为供油位置时，发动机的速度特性称为全负荷速度全负荷速度特性特性，或，或外特性外特性，其它称为，其它称为部分负荷速度特性部分负荷速度特性。一、汽油机的速度特性一、汽油机的速度特性（一）外特性（一）外特性 1 1、主要工作参数的变化、主要工作参数的变化节气门开节气门开度一定，度一定， 基本不随基本不随n而变化而变化 转速由低速开始转速由低速开始上升时，上升时，M Me e随转速随转速的升高而下降较快。的升高而下降较快。工作参数中，工作参数中，对对M Me e影响最大的是影响最大的是 v

5、v，即，即MeMe的大小主的大小主要取决于进入气缸要取决于进入气缸的混合气量。的混合气量。Me v/ Ne Me nge1/im 2 2、MeMe、NeNe、g ge e=f=f（n n）曲线）曲线（二）部分负荷特性（二）部分负荷特性1-1-节气门全开节气门全开 节气门开度节气门开度1 12 23 34 45 5 汽油机的速度特性曲线汽油机的速度特性曲线节气节气门开门开度越度越小，小，MeMe曲曲线越线越陡，陡，且最且最大功大功率点率点向低向低速方速方向移向移动。动。 汽油机的外特性是在节气门全汽油机的外特性是在节气门全开时测得的开时测得的, ,曲线上每一点表示曲线上每一点表示它在此转速下的最

6、大功率及最大它在此转速下的最大功率及最大扭矩，故它代表内燃机的最高动扭矩，故它代表内燃机的最高动力性能，所有汽油机均需做外特力性能，所有汽油机均需做外特性曲线。性曲线。二、柴油机的速度特性二、柴油机的速度特性（一）外特性（一）外特性 1 1、主要工作参数的变化、主要工作参数的变化性能性能指标指标柴油机发出扭矩柴油机发出扭矩的多少，主要取的多少，主要取决于决于 g g的大小。的大小。MeMe曲线变化平稳曲线变化平稳, ,比汽油机的比汽油机的MeMe曲曲线平坦。线平坦。NeNe与与MeMe、n n成正比成正比由于由于MeMe变化平坦，变化平坦，在一定的转速范在一定的转速范围内，功率几乎围内，功率几

7、乎与转速成正比增与转速成正比增加。加。2 2、MeMe、Ne=fNe=f（n n）曲线）曲线（二（二) )部分负荷速度特性部分负荷速度特性 喷油泵喷油泵齿条位置齿条位置一定时一定时, ,循环供油循环供油量随转速量随转速而变化的而变化的关系关系喷油泵的速度特性.h h4 4-全负荷；全负荷；h h3 3、h h2 2、h h1 1-部分负荷部分负荷Me的变化主的变化主要取决于循要取决于循环供油量的环供油量的变化变化柴油机部分负柴油机部分负荷特性曲线，荷特性曲线，与外特性曲与外特性曲线平行且位线平行且位于其下方于其下方.Me.Ne=f(n)Me.Ne=f(n)曲线曲线190%负荷 275%负荷 3

8、55%负荷三、外特性的意义三、外特性的意义( (一一) )评价发动评价发动机的动力性机的动力性 发动机的动发动机的动力性指标高力性指标高的要求：的要求： 1.1.从外特性曲从外特性曲线及最大功线及最大功率率Nemax.Nemax.后后备功率看备功率看: : 外特性曲线外特性曲线汽车行驶汽车行驶阻力曲线阻力曲线后备功率后备功率部分负荷部分负荷速度特性速度特性 2.2.扭矩储备系扭矩储备系数数 m m 定义定义：发动机的外：发动机的外特性曲线上最大特性曲线上最大扭矩扭矩MemaxMemax与标与标定工况下的扭矩定工况下的扭矩MeMe之比值之比值 m m=(M=(Memaxemax-Me)/-Me)

9、/MeMe100%适应系数：适应系数：K K= M= Memaxemax/Me/Me图图7-13 发动机最大扭矩对克服阻力的影响发动机最大扭矩对克服阻力的影响作用作用：评价汽车不评价汽车不换档，发动机克服短换档，发动机克服短期超负荷的能力。期超负荷的能力。* * * K K大，工作越稳定。汽油机大，工作越稳定。汽油机MeMe陡，稳定性陡，稳定性优于柴油机。优于柴油机。 3.3.转速储备系转速储备系数数 n n 定义定义：发动机标定：发动机标定工况下的转速工况下的转速n na a与最大扭矩下的与最大扭矩下的转速转速n nmaxmax之比。之比。 n n=n=na a/n/nmaxmax图图7-1

10、4 发动机最大扭矩对应的转速发动机最大扭矩对应的转速 对克服阻力的影响对克服阻力的影响作用作用：评价汽车：评价汽车不换档，发动机不换档，发动机克服短期超负荷克服短期超负荷的能力。的能力。（二）评价发动机的工作稳定性（二）评价发动机的工作稳定性 由扭矩储备系数由扭矩储备系数 m m来评价，来评价， m m大，大，意味着扭矩曲线较陡，工作稳定性好。意味着扭矩曲线较陡，工作稳定性好。 不同的车用发动机对后备功率、不同的车用发动机对后备功率、 m m、 n n的要求不同，轿车要求后备功率大，的要求不同，轿车要求后备功率大， 对对 m m、 n n不要求；载重车考虑经济性，不要求；载重车考虑经济性，后备

11、功率不大，但后备功率不大，但 m m、 n n要高要高。第三节第三节 柴油机的调速特性柴油机的调速特性一、柴油机上安装调速性的必要性一、柴油机上安装调速性的必要性 1 1、怠速转速不稳；、怠速转速不稳； 2 2、怠速易熄火；、怠速易熄火； 3 3、高速易飞车、高速易飞车 造成上述问题的根本原因是造成上述问题的根本原因是gg随转速的增加随转速的增加而增加，所以调速器工作时，而增加，所以调速器工作时，gg应随转速的增应随转速的增加而减少加而减少。二、全程式调速器二、全程式调速器1、定义：定义： 从最低从最低转速到转速到最高转最高转速都起速都起作用的作用的调速器。调速器。调速手柄调速手柄加速加速减油

12、加油加油调速弹簧调速弹簧供油齿条供油齿条推力盘推力盘全程调速器工作原理全程调速器工作原理2、调速特性、调速特性定义定义: :在调在调速器起作速器起作用时用时, ,柴柴油机的性油机的性能指标能指标(Ne(Ne、MeMe、ge)ge)随转随转速或负荷速或负荷而变化的而变化的关系。关系。图图7-20 61207-20 6120柴油机的调速特性柴油机的调速特性1 1、定义：、定义：只在最低转速和只在最低转速和最高转速时才起作用的调最高转速时才起作用的调速器。速器。2 2、调速特性、调速特性三、两极式调速器三、两极式调速器第四节第四节 万有特性万有特性1 1、为了能在一张图上全面表示内燃机性能，经常为了

13、能在一张图上全面表示内燃机性能，经常应用多参数特性，即应用多参数特性，即万有特性万有特性。2 2、应用最广的万有特性里以速度做横坐标，平均应用最广的万有特性里以速度做横坐标，平均有效压力（或扭矩）做纵坐标。在坐标内做出若有效压力（或扭矩）做纵坐标。在坐标内做出若干条等耗油率曲线和等功率曲线，组成曲线族。干条等耗油率曲线和等功率曲线，组成曲线族。3 3、做法：、做法：柴油机通常通过负荷特性法做出万有特柴油机通常通过负荷特性法做出万有特性图，而汽油机通常用速度特性法做出万有特性性图，而汽油机通常用速度特性法做出万有特性图。图。4 4、意义：、意义：（1 1）根据万有特性图，可以看出发动机在各）根据

14、万有特性图，可以看出发动机在各种工况下的经济性。种工况下的经济性。最内层的等油耗曲线相最内层的等油耗曲线相当于最经济的区域，曲线越向外，经济性越当于最经济的区域，曲线越向外，经济性越差差。（2 2）等耗油率曲线的形状及分布情况对发动）等耗油率曲线的形状及分布情况对发动机的使用经济性有重要影响。机的使用经济性有重要影响。对汽车用发动对汽车用发动机，其最经济区域应大致在万有特性图的中机，其最经济区域应大致在万有特性图的中间位置间位置，使常用转速和负荷落在最经济区域，使常用转速和负荷落在最经济区域内，内，并希望等油耗率曲线在横向较长并希望等油耗率曲线在横向较长。EQ6100EQ6100性汽油机万有特

15、性性汽油机万有特性 1、同时确定发动机最经济的转速和负荷。、同时确定发动机最经济的转速和负荷。 2、等、等ge曲线的形状与分布的影响曲线的形状与分布的影响 （1）最内层为最经济区）最内层为最经济区，曲线越向外，经济性越差。 （2）等）等ge曲线横向长，转速范围宽曲线横向长，转速范围宽 等等ge曲线纵向长，负荷范围宽曲线纵向长，负荷范围宽 车用发动机，其最经济区域应大致在万有特性图的中间偏上位置，并希望等油耗率曲线在横向较长。 可以结合传动系绘制整车的万有特性作为节油参考。CA6102汽油汽油机万有特性机万有特性EQD6102-1柴柴油油机机万万有有特特性性汽、柴油机万有特性比较汽、柴油机万有特

16、性比较（1 1）汽油机：汽油机：最低油耗偏高，经济区偏小；等最低油耗偏高，经济区偏小；等g ge e线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机在低速线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机在低速低负荷低负荷g ge e较高。等较高。等N Ne e线随转速升高而斜穿等线随转速升高而斜穿等g ge e线，线，故故NeNe一定时，一定时，n n越高越废油。越高越废油。n n一定一定, , ge/ Me比比柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高。柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高。（2 2）柴油机：柴油机：最低最低gege较低，经济区宽；等较低，经济区宽；等g ge e线在线在高低速均不收敛，变化较平坦；等高低速均不收敛，变化较平坦；等N Ne e线向高转线向高转速延伸时，速延伸时，g ge e变化不大。变化不大。万有特性图的做法万有特性图的做法柴油机排放万有特性柴油机排放万有特性柴油机排放万有特性柴油机排放万有特性柴油机排放万有特性柴油机排放万有特性图图6-17 6-17 燃油的喷射过程燃油的喷射过程47 结束语结束语