发动机的特性知识分享.ppt

本章要求：了解：柴油机调速器的原理理解：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第五章 发动机的特性发动机工况：发动机的实际运行情况，是以其发出的功率Pe和转速n来表示常见的发动机工况有三类：第一类，恒速工况（点工况）；第二类，发动机功率与转速成一定函数关系（线工况）；第三类，发动机功率与转速没有一定函数关系，功率与转速都独立地在很大范围内变化（面工况）第一节 发动机的特性概述发动机特性： 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使用特性(或性能特性)发动机主要特性包括：负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性等一、汽油机的负荷特性（一）定义 汽油机的转速保持不变，而逐渐改变节气门开度，同时调节测功器负荷，以保持转速不变；此时，be、B随负荷变化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中等负荷时供给经济混合气节气门开度增大，进气阻力降低，充气效率增大节气门开度增大，燃烧速度增大，热损失降低指示效率增大，机械损失率不变，机械效率增大（2）be=f（Pe)曲线的变化怠速时:m=0,be=;(m=1-Nm/Ni)负荷： 燃烧速度-it 机械损失相对-mbe直至bemin。

负荷再增加, -it be又上升负荷混合气量 所以B二、柴油机的负荷特性（一）定义 当柴油机保持某一转速不变，移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量b时，B、be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供油量增大供油量增大，燃烧速度增大，热损失降低指示效率增大，机械损失率不变，机械效率增大柴油机的充气量与负荷无关（2）be=f（Pe)曲线的变化1点：最小油耗点柴油机空转时，be无穷大； b，m ，使be，到1点时， be达到最小2点：冒烟界线点b继续， ，燃烧恶化，致使be 到达2点时，排气冒黑烟，到达国家法规规定的烟度限值3点：最大功率点到达3点时，燃烧严重恶化，使功率下降三、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、提高汽车经济性的途径 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。

标定是指根据整车的各种性能要求(如动力性、经济性、排放及辅助功能等)来调整、优化和确定整车上各ECU(包括发动机和各子系统ECU)的运行及控制参数的控制算法.第三节 发动机的速度特性定义： 发动机在油量调节机构（油量调节齿条、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（Ttq、Pe、be）随发动机转速而变化规律 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全负荷速度特性，或外特性，其它称为部分负荷速度特性一、汽油机的速度特性（一）外特性 1、主要工作参数的变化节气门开度一定， a基本不随n而变化 转速由低速开始上升时，Ttq随转速的升高而下降较快工作参数中，对Ttq影响最大的是c，即Ttq的大小主要取决于进入气缸的混合气量Ttq c / aPe Ttq nbe1/itm 2、Ttq、Pe、be=f（n）曲线（二）部分负荷特性1-节气门全开 节气门开度12345 汽油机的速度特性曲线节气门开度越小，Ttq曲线越陡，且最大功率点向低速方向移动 汽油机的外特性是在节气门全开时测得的,曲线上每一点表示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力性能，所有汽油机均需做外特性曲线。

二、柴油机的速度特性（一）外特性 1、主要工作参数的变化性能指标 柴油机发出扭矩的多少，主要取决于b的大小Ttq曲线变化平稳,比汽油机的Ttq曲线平坦 Pe与Ttq、n成正比,由于Ttq变化平坦，在一定的转速范围内，功率几乎与转速成正比增加2、Ttq、Pe=f（n）曲线（二)部分负荷速度特性 喷油泵齿条位置一定时,循环供油量随转速而变化的关系喷油泵的速度特性.h4-全负荷；h3、h2、h1-部分负荷 Ttq的变化主要取决于循环供油量的变化 柴油机部分负荷特性曲线，与外特性曲线平行且位于其下方.Ttq.Pe=f(n)曲线190%负荷 275%负荷 355%负荷三、外特性的意义(一)评价发动机的动力性 发动机的动力性指标高的要求： 1.从外特性曲线及最大功率Pemax，看后备功率 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第四节 发动机的转矩适应性 转矩适应性系数：发动机的外特性曲线上最大扭矩Ttqmax与标定转矩（或最大功率时的转矩）Ttqn之比值KT= Ttqmax/Ttqn转矩储备系数：=(Ttqmax-Ttqn)/Ttqn100% KT1 评价汽车不换档，发动机爬坡能力和克服短期超负荷的能力。

KT大，工作越稳定汽油机Ttq陡，稳定性优于柴油机发动机最大扭矩对应的转速对克服阻力的影响（二）评价发动机的工作稳定性 由转矩储备系数来评价，大，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、n的要求不同，轿车要求后备功率大， 对、n不要求；载重车考虑经济性，后备功率不大，但、n要高第五节 车用柴油机的调速特性一、柴油机上安装调速器的必要性 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b随转速的增加而增加，所以调速器工作时，b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式调速器工作原理调速飞球限速螺钉怠速螺钉2、调速特性定义:在调速器起作用时,柴油机的性能指标(Pe、Ttq、be)随转速或负荷而变化的关系 2调速特性曲线1外特性曲线 Ttq6120柴油机的调速特性 Ttq1、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 Ttq两极式调速器工作原理 调速特性曲线外特性曲线 Ttq第五节 发动机的万有特性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型汽油机万有特性Pme 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越高油耗越高。

n一定, be/Ttq比柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高EQD6102-1柴油机万有特性最低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越高油耗越高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 Pme be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。