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1、1课程内容概述课程内容概述第一章发动机原理基础知识第一章发动机原理基础知识第二章发动机的换气过程第二章发动机的换气过程第三章第三章汽油机的燃料与燃烧汽油机的燃料与燃烧第四章第四章柴油机的燃料与燃烧柴油机的燃料与燃烧第五章第五章燃气发动机的燃料与燃烧燃气发动机的燃料与燃烧第六章第六章发动机的特性发动机的特性第七章汽车的动力性第七章汽车的动力性第八章汽车的制动性第八章汽车的制动性第九章汽车的使用经济性第九章汽车的使用经济性第十章汽车的操纵稳定性第十章汽车的操纵稳定性第十一章汽车的舒适性第十一章汽车的舒适性第十二章汽车的通过性第十二章汽车的通过性第十三章汽车性能的合理使用第十三章汽车性能的合理使用第
2、六章第六章 发动机特性发动机特性第一节第一节 发动机的工况发动机的工况第二节第二节 发动机的速度特性发动机的速度特性 第三节第三节 发动机的负荷特性发动机的负荷特性第四节第四节 发动机的调整特性发动机的调整特性3发动机特性发动机特性1.1.发动机特性：发动机特性：性能指标随参数调整情况及使用工况而变性能指标随参数调整情况及使用工况而变化关系。化关系。u调整特性：调整特性：性能指标随调整情况而变化关系。如点火、性能指标随调整情况而变化关系。如点火、喷油提前角调整特性等；喷油提前角调整特性等；u使用特性：使用特性：性能指标随使用工况而变化关系。如负荷特性能指标随使用工况而变化关系。如负荷特性、速度
3、特性、调速特性等。性、速度特性、调速特性等。2.2.特性曲线：特性曲线：4第一节第一节 发动机的工况发动机的工况发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。根据根据 ，当任意两个参数固定，就可以求出第三，当任意两个参数固定，就可以求出第三个参数。比较常用个参数。比较常用Pe与与n或或Me与与n两组参数表征发动机稳两组参数表征发动机稳定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻力矩大小，有时也用力矩大小，有时也用pe表示负荷的高低。表示负荷的高低。5发动机工况的分类发动机工况的分类根据发动机的用途，其工况可分
4、三类：根据发动机的用途，其工况可分三类：u固定式工况固定式工况：u螺旋浆工况螺旋浆工况：u面工况面工况：6固定式工况固定式工况特点：特点：功率变化时，转速几乎保持不功率变化时，转速几乎保持不变。如发电用的发动机，负荷变化没变。如发电用的发动机，负荷变化没有一定的规律，但转速必须保持稳定，有一定的规律，但转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上是一条垂直线，属于线工在工况图上是一条垂直线，属于线工况。（如直线况。（如直线1 1）。）。7螺旋浆工况螺旋浆工况特点：特点：功率和转速接近于幂函数功率和转速接近于幂函数关系。如船用发动机驱动螺旋桨关系。
5、如船用发动机驱动螺旋桨时，发动机发出的功率必须与螺时，发动机发出的功率必须与螺旋桨所吸收的功率（旋桨所吸收的功率（P Pe e= =knkn3 3）相等，）相等，也属于线工况（如曲线也属于线工况（如曲线2 2）。）。8面工况面工况特点：特点：功率和转速变化范围很大，功率和转速变化范围很大，如车用发动机。这种工况用曲线如车用发动机。这种工况用曲线3 3下面的阴影面积表示。下面的阴影面积表示。9第二节第二节 发动机的速度特性发动机的速度特性一、一、汽油机的速度特性汽油机的速度特性：二、二、柴油机的速度特性柴油机的速度特性：三、三、发动机的工作范围发动机的工作范围: :四、四、扭矩储备系数扭矩储备系
6、数: :五、五、发动机的标定工况发动机的标定工况: :10发动机的速度特性发动机的速度特性1.1.定义定义: :指发动机在油量调节机构（节气门开度或供油拉杆、齿条）指发动机在油量调节机构（节气门开度或供油拉杆、齿条）位置保持不变时，性能指标（位置保持不变时，性能指标（ Pe、 Me、ge 、GT等）随等）随n n的变化规律，的变化规律，称为发动机的速度特性。称为发动机的速度特性。2.2.速度特性曲线的绘制方法速度特性曲线的绘制方法: :通过发动机试验台架上测出的。测量通过发动机试验台架上测出的。测量时，油门位置不变，调整测功器的负荷，转速发生变化，待工况稳时，油门位置不变，调整测功器的负荷，转
7、速发生变化，待工况稳定后，依次记录不同转速下的定后，依次记录不同转速下的Pe、 Me、ge 、GT等数据。以等数据。以n n为横坐为横坐标，以标，以Pe、 Me、ge 、GT等为纵坐标，绘制速度特性曲线。等为纵坐标，绘制速度特性曲线。3.3.分类分类: :全负荷速度特性（即外特性）和部分负荷速度特性全负荷速度特性（即外特性）和部分负荷速度特性11一、汽油机的速度特性一、汽油机的速度特性u定义：定义：在节气门开度不变时，其在节气门开度不变时，其P Pe e、M Me e、g ge e等随等随n n的的变化规律，称为汽油机的速度特性。变化规律，称为汽油机的速度特性。1.1.外特性外特性：节气门在最
8、大开度时所测得的速度特性。：节气门在最大开度时所测得的速度特性。2.2.部分速度特性部分速度特性：节气门在部分开度时所测得的速度：节气门在部分开度时所测得的速度特性。特性。121.外特性曲线外特性曲线Me曲线曲线：Pe曲线曲线：ge曲线曲线：当当采用增压后采用增压后，动力性和经济性动力性和经济性均改善。均改善。13Me曲线曲线根据根据Me =k2imv/at分析。分析。. at可视为常数可视为常数：. i ：.m ：. v ：结论结论：在低转速时，在低转速时，Me随随n n提高而增加；提高而增加；某一转速某一转速Me达到最大值；在高转达到最大值；在高转速时，速时，Me随随n n的提高而迅速下降
9、。的提高而迅速下降。14Pe曲线曲线根据根据Pe = Me n /9550分析：分析：结论：结论：当当n由低逐渐升高时，由于由低逐渐升高时，由于Me和和n同时增加，同时增加，Pe很快增加很快增加;在达到最在达到最大转矩转速大转矩转速nM后，随着转速提高，后，随着转速提高，由于由于Me的下降，使的下降，使Pe上升缓慢；上升缓慢；在某一转速在某一转速nP时，时，Me.n达最大值；达最大值；再增加再增加n ，由于，由于Me下降超过下降超过n上升上升的影响，使的影响，使Pe下降。下降。15ge曲线曲线结论结论：ge在某一中间转在某一中间转速速(ng)时最低，而在转时最低，而在转速高于及低于速高于及低于
10、ng时均使时均使 ge 增加。增加。16增压前后对比增压前后对比172.部分负荷速度特性曲线部分负荷速度特性曲线u节气门开度越小，转速增加，节气门开度越小，转速增加，扭矩和功率下降越快扭矩和功率下降越快, ,且最大扭矩且最大扭矩点和最大功率点向低转速方向移点和最大功率点向低转速方向移动。动。u在节气门开度为在节气门开度为75%75%左右时，左右时，ge曲线的位置最低。高于或低于曲线的位置最低。高于或低于 75%75%开度时，开度时，ge曲线位置均偏高。曲线位置均偏高。18发动机的工作范围发动机的工作范围从动力性考虑，发动机工作转速从动力性考虑，发动机工作转速范围应在最大功率转速和最大扭范围应在
11、最大功率转速和最大扭矩转速之间。矩转速之间。从经济性考虑，发动机工作转速从经济性考虑，发动机工作转速范围应在最大功率转速与最低燃范围应在最大功率转速与最低燃油消耗率转速之间。油消耗率转速之间。19扭矩储备系数与适应系数扭矩储备系数与适应系数u和和k k值大，表明值大，表明扭矩之差扭矩之差（MemaxMB）值大，即随转速值大，即随转速的降低，有效扭矩的降低，有效扭矩M Me e增加较快，在不换档的情况下，爬坡增加较快，在不换档的情况下，爬坡能力及克服短期超载能力强。能力及克服短期超载能力强。 20发动机的标定工况发动机的标定工况u标定工况是发动机铭牌上标注标定工况是发动机铭牌上标注的功率及对应的
12、转速。的功率及对应的转速。u汽车发动机常限制其工作转速汽车发动机常限制其工作转速nB，nB称为限制转速或标定转速，称为限制转速或标定转速，相应把外特性曲线上对应转速相应把外特性曲线上对应转速nB时的功率称为标定功率，一般时的功率称为标定功率，一般nBnP。21二、柴油机的速度特性二、柴油机的速度特性1.1.定义：定义：在油量调节机构（拉杆、齿条）位置不变时，在油量调节机构（拉杆、齿条）位置不变时，其其Pe、 Me 、ge等随等随n的变化规律，称为柴油机的速度特的变化规律，称为柴油机的速度特性。性。2.2.分类：分类：1 1）外特性外特性：当油量调节机构限定在标定循环供油量位置：当油量调节机构限
13、定在标定循环供油量位置时所测得的速度特性。时所测得的速度特性。2 2）部分速度特性部分速度特性：当油量调节机构限定在小于标定循环：当油量调节机构限定在小于标定循环供油量的各个位置时所测得的速度特性。供油量的各个位置时所测得的速度特性。3.3.喷油泵的速度特性及校正喷油泵的速度特性及校正: :22外特性曲线外特性曲线Me曲线曲线：Pe曲线曲线：ge曲线曲线：转矩储备系数与适应系数转矩储备系数与适应系数23Me曲线曲线uMe 曲线：曲线：根据根据 分析。分析。.g ：.m ：.i ：u结论结论: :在转速较低时，在转速较低时，Me随随n n升高逐渐升高逐渐增加；在某一转速时增加；在某一转速时Me达
14、到最达到最大；在转速较高时，大；在转速较高时，n提高而提高而Me逐渐下降（逐渐下降（平坦）平坦）。24Pe曲线曲线u由由于于Me曲曲线线变变化化平平坦坦，在在一一定定转转速速范范围围内内，功功率率Pe几几乎与转速乎与转速n成正比成正比增加。增加。u柴柴油油机机的的最最高高转转速速由由调调速速器器控控制制。当当转转速速超超过过某某一一值值时时，热热效效率率急急剧剧下下降降；有有效效功功率率下下降降，并并冒冒黑黑烟烟。车车用用柴柴油油机机的的标标定定功功率率受受冒冒烟烟界界限的限制。限的限制。25与汽油机类似，也是一与汽油机类似，也是一凹形曲线，曲线比较平凹形曲线，曲线比较平坦坦，最低油耗率比汽油
15、最低油耗率比汽油机低机低20%30% 20%30% 。ge曲线曲线26部分负荷速度特性曲线部分负荷速度特性曲线当油量机构向减油方向移动时，当油量机构向减油方向移动时，部分负荷速度特性的部分负荷速度特性的Pe和和Me值要低值要低于外特性。于外特性。部分负荷速度特性曲线的变化趋部分负荷速度特性曲线的变化趋势同外特性相似，所以随着负荷减势同外特性相似，所以随着负荷减小，部分负荷速度特性曲线大致平小，部分负荷速度特性曲线大致平行下移。行下移。当负荷为当负荷为75%75%时，时，ge曲线的位置最曲线的位置最低。低。27喷油泵速度特性与校正喷油泵速度特性与校正喷油泵循环供油量主要取决于油量调节机构位置和发
16、动喷油泵循环供油量主要取决于油量调节机构位置和发动机转速。机转速。喷油泵的速度特性喷油泵的速度特性：当油量调节机构位置不变时，循环：当油量调节机构位置不变时，循环供油量随转速变化的特性。循环供油量随转速下降而减供油量随转速变化的特性。循环供油量随转速下降而减少，必须进行校正。少，必须进行校正。校正的方法：出油阀校正和弹簧校正。校正的方法：出油阀校正和弹簧校正。油量校正的特性油量校正的特性：当柴油机在标定工况下工作时，若转：当柴油机在标定工况下工作时，若转速因短时间阻力矩增加而下降，在不换档的情况下，喷速因短时间阻力矩增加而下降，在不换档的情况下，喷油泵可自动增加循环供油量，增加发动机低速时的扭矩油泵可自动增加循环供油量，增加发动机低速时的扭矩和扭矩储备系数。和扭矩储备系数。 28喷油泵速度特性与校正特性喷油泵速度特性与校正特性29
