第七章 发动机特性,本章要求： 了解：柴油机调速器的原理，万有特性意义 理解：发动机特性曲线变化的原因 掌握：汽、柴油机特性曲线的意义，实验方法 重点：负荷特性、速度特性基本概念： （1）发动机工况： 发动机的运行情况以功率Pe和转速n来表示 常见的发动机工况：恒速工况(线工况)、螺旋桨工况(流体阻力工况)、面工况、点工况等 稳定工况：发动机性能参数不随时间而变化2）发动机特性： 发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系 其中随调整情况而变化的关系称为调整特性 如：柴油机供油提前角调整特性 汽油机点火提前角调整特性 随运转情况而变化的关系称性能特性(或使用特性) 发动机主要特性包括：负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、烟度特性、排放特性等第一节 负荷特性,定义：转速不变时，其经济性指标随负荷而变化的关系 用曲线表示→负荷特性曲线 横坐标—Pe、Ttq、Pme（负荷） 纵坐标—be、B（经济性指标）,※负荷率：发动机发出的扭矩与在该转速下最大扭矩之比，用百分数表示一、汽油机的负荷特性,（一）定义与性能指标 汽油机保持某一转速不变（点火提前角调整完好时），逐步改变节气门开度， be、B随负荷变化的关系。
汽油机性能指标,,（二）曲线特性,（1） 主 要 工 作 参 数 的 变 化,（2）be=f（Pe)曲线的变化,怠速时: m=0 → be= (m=1-Pm/Pi) 负荷↑→Фr ↓,燃速↑ →ηit↑，ηm↑ →be↓至bemin 负荷↑↑→Фa↓,ηit↓ →be↑ B主要取决于节气门开度（混合气量）和Фa （变化不大0.8~1.2）二、柴油机的负荷特性,（一）定义与性能指标 当柴油机转速不变，改变每循环供油量b（改变喷油泵齿条或拉杆位置）时，be和B随负荷而变化的关系性 能 指 标,（二）曲线特性,（1） 主 要 工 作 参 数 的 变 化,（2）be=f（Pe)曲线的变化,1点： 最小油耗点； 2点： 冒烟界线点； 3点： 最大功率点三、负荷特性的意义,1、评价不同类型的发动机的经济性 经济性好的要求： （1）bemin较小； （2）负荷特性曲线在bemin附近要平坦 ※柴油机经济性比汽油机好，bemin大约低20-30%2、找出提高汽车经济性的途径 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3、柴油机功率标定 对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限点2； 对工程机械用柴油机，其功率标定在最低油耗点1。
※标定工况：发动机铭牌上标出的功率与对应转速 分别称为标定功率和标定转速 一般：标定转速≤最大功率转速 例如：CA1091发动机说明书中表明，在3000r/min时的功率为99kW，即为标定工况第二节 速度特性,本节的主要内容： 汽油机的速度特性－外特性曲线 柴油机的速度特性－外特性曲线 外特性的意义－后备功率、扭矩储备系数、 和转速储备系数,一、概述,1、速度特性定义 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（Ttq、Pe、be）随转速而变化的关系 2、全负荷速度特性（或称外特性） 节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于标定功率循环供油量位置时发动机的速度特性 **其它称为部分负荷速度特性,二、汽油机的速度特性,（一）外特性,,1、主要工作参 数的变化,注：节气门开度一定时， Фa基本不随n而变化1)对Ttq影响最大的是Фc (2) Ttq曲线变化较 陡 (3)标定工况是最 大功率和所对 应的转速,2、汽油机外特性曲线,,（二）部分负荷速度特性,1-节气门全开 节气门开度1＞2＞3＞4＞5,汽油机的速度特性曲线,小结： 外特性曲线上每一点表示在此转速下的最大功率及最大扭矩，它代表内燃机在此转速下的最高动力性能。
所有汽油机均需做外特性曲线 节气门开度为75％左右时，耗油率曲线位置最低 随着节气门的关小，节流损失增加，充量系数减小 部分负荷速度特性的功率和扭矩低于外特性值 节气门开度越小，Ttq曲线越陡，最大功率点向低速方向移动三、柴油机的速度特性,（一）外特性,,1、主要工作参数 的变化,,喷油泵速度特性：喷油泵齿条位置一定时,循环供油量随转速而变化的关系 Фa随n的增加而减小,(1) Ttq主要取决于b的大小 (2)Ttq曲线比汽油机的Ttq曲线平坦 (3)功率Pe几乎与转速成正比增加2、柴油机外特性曲线,,注：负荷减小，循环供油量也减小1—90%负荷 2—75%负荷 3—55%负荷,（二)部分负荷速度特性,小结： 一定负荷下，随转速n的提高，每循环供油量呈线性增加 柴油机的扭矩Ttq曲线比汽油机的平坦 功率Pe几乎与转速成正比增加 由于柴油机压缩比高，ηit较高，柴油机的燃油消耗率曲线比汽油机的平坦，最低耗泊率值比汽油机相应值低负荷75％左右时，耗油率曲线位置最低 部分负荷速度特性的功率和扭矩低于外特性值曲线是随着负荷的减小，大致平行下移三、外特性的意义,(一)评价发动机的动力性 最大功率 后备功率,外特性曲线,汽车行驶阻力曲线,后备功率,,部分负荷速度特性,,1、扭矩储备系 数 ,(1)评价汽车不换档，发动机克服短期超负荷的能力。
2)大，工作越稳定 (汽油机Ttq陡，稳定性优于柴油机汽10~30%；柴5~10%),Ttqmax－最大扭矩 Ttq－标定工况下的扭矩,,(二)评价发动机的工作稳定性,Kn=na/nm na－标定工况转速 nm-最大扭矩转速 汽油机：1.6～2.5 柴油机：1.4～2.0,2、转速储备系数 Kn,思考题：,1、什么是速度特性、外特性？ 2、对比汽油机和柴油机的速度特性曲线，分析各自的特点和区别？ 3、什么是扭矩储备系数？转速储备系数？ 4、外特性有何意义？ 下次课内容： 1、柴油机的速度特性 2、万有特性,第三节 柴油机的调速特性,一、柴油机上安装调速性的必要性 1、怠速转速不稳； 2、怠速易熄火； 3、高速易飞车 造成上述问题的根本原因是Δg随转速的增加而增加，所以调速器工作时，Δg应随转速的增加而减少二、全程式调速器,1、定义： 从最低转速到最高转速都起作用的调速器调速手柄,,,加速,,减油,,加油,调速弹簧,供油齿条,推力盘,全程调速器工作原理,2、调速特性,定义:在调速器起作用时,保持调速手柄位置一定，柴油机的性能指标(Pe、Ttq、be)随转速或负荷而变化的关系图7-20 6120柴油机的调速特性,1、定义：只在最低转速和最高转速时才起作用的调速器。
2、调速特性,三、两极式调速器,第四节 万有特性,1、为了能在一张图上全面表示内燃机性能，经常应用多参数特性，即万有特性 2、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干条等耗油率曲线和等功率曲线，组成曲线族 3、做法：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图4、意义：,（1）根据万有特性图，可以看出发动机在各种工况下的经济性最内层的等油耗曲线相当于最经济的区域，曲线越向外，经济性越差 （2）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对汽车用发动机，其最经济区域应大致在万有特性图的中间位置，使常用转速和负荷落在最经济区域内，并希望等油耗率曲线在横向较长EQ6100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 2、等be曲线的形状与分布的影响 （1）最内层为最经济区，曲线越向外，经济性越差 （2）等be曲线横向长，转速范围宽 等be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汽油机万有特性,EQD6102-1柴油机万有特性,汽、柴油机万有特性比较,（1）汽油机：最低油耗偏高，经济区偏小；等be线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机在低速低负荷be较高等Pe线随转速升高而斜穿等be线，故Pe一定时，n越高越废油n一定, be/Ttq比柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高 （2）柴油机：最低be较低，经济区宽；等be线在高低速均不收敛，变化较平坦；等Pe线向高转速延伸时，be变化不大万有特性图的做法,,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,图6-17 燃油的喷射过程,,1、车用发动机的工况如何分布？ 2、什么是负荷特性？负荷特性有何意义？ 3、车用柴油机的功率标定在何点？ 4、什么是速度特性、外特性？外特性有何意义？ 5、什么是扭矩储备系数？转速储备系数？ 6、调速器有哪两种形式？它们起作用的范围有什 么不同？分别解决什么问题？ 7、在车用发动机万有特性图上，对其经济性有何 要求？,复习思考题,。