1、發動機原理第六章-發動機特性匯總發動機原理長安大學汽車學院第六章 發動機特性6-1 發動機工況和性能指標分析式一 發動機工況Ne n 機的工作運行情況。工況 Ne，轉速 n。發動機的工況分為點工況、線工況和面工況。二 發動機性能指標分析式1p ke122v im2 2 MkveimN kv ne3 im1g ke4 imv5 G knv5 T6-2 發動機速度特性發動機節氣門開度 （）n 化的關系。如：汽車爬坡或阻力變化時, （） 開度不變n 荷的變化而變化。外界負荷大n, 外界負荷小n, 這時發動機沿速度特性工作。一 汽油機的速度特性（一） 定義汽油機節氣門開度固定不變，汽油機性能指標隨轉速

2、 n 變化的關系。外特性 （全負荷的速度特性） 節氣門全開 （ 100% ）, 特性。部分速度特性 節氣門固定在部分開啟位置, 測得的速度特性。（二） 外特性曲線1 Me 曲線 0 發動機原理長安大學汽車學院 0 發動機原理長安大學汽車學院 0 發動機原理長安大學汽車學院發動機原理長安大學汽車學院 0 0 動機標定功率分為下列四級15 15 分鐘的最大有效功率。1 1 小時的最大有效功率。12 12 小時的最大有效功率。持續功率 允許發動機長期連續運轉的最大有效功率。每臺發動機都應按用途在銘牌上標明上述四種功率的兩種及相應的轉速。15 分鐘1 12 特性實驗時, 應把兩種標定功率的外特性全做出

3、來。國家規定：車用柴油機, 除作外特性外, 還應作標定功率的 90%, 75%, 50%, 25%的部分速度特性實驗。一般柴油機只作外特性就可以了。時間越短, 功率值應越大。如：15 分鐘功率比 12 小時功率大。（三）Me 曲線vMkvie2 ivvv（1） n ；n 。vvv（2） g ng（ 油泵速度特性 ）。v（3） n g， 。vii（4） n ；n 燃燒時間， iii 。m（5） m n m。vvi（6） Me im, 不 如 快,v Me2Ne2k 使曲線平緩。NMnee發動機原理長安大學汽車學院發動機原理長安大學汽車學院 PAGE 10 Me Me 基本是常數，則n Ne 幾乎

4、是成直線關系。g 曲線eg k1e3低速時:n ，im gim（ 不大 ）；高速時:n， ge 。img e,min n, 整個曲線變化不大。GT曲線G k v nT5低速時: n v ， 高速時: n v ， 。GT 曲線較陡。（四） 扭矩儲備系數 和適應性系數 K MMemaxMeM 100%K emaxMe 時Me 不換檔情況下, 克服短期超載能力強。6-3 發動機負荷特性一 汽油機的負荷特性轉速 n 不變，發動機的經濟性指標隨負荷變化的關系。如: 在不換檔情況下，汽車上坡時加大油門，下坡時關小油門，而維持發動機轉速 n 不變，這時發動機沿負荷特性工作。（一） 定義轉速 n 不變，汽油機

5、的經濟性指標隨負荷 節氣門開度變化的關系。（二） 特性曲線g 曲線eg k1e4 im負荷 節氣門開度 , m i 曲線陡。e負荷 為發出最大功率1, 燃燒不完全 g 。eG 曲線T負荷G T負荷開度時 化油器中省油（或多腔分動化油器的副腔開始起作用, 使混合氣變濃, = 0.80.9 G 。T二 柴油機的負荷特性（一） 定義轉速 n 不變，柴油機的經濟性指標隨負荷 油門開度變化的關系。（二） 特性曲線1 ，曲線im負荷g 燃燒完全程度 。iN負荷gNig 曲線e ,基本不變 m11m。mN i4g 4eim負荷 g 負荷 g，mg 。e e，g 。 燃燒惡化mie若負荷 冒黑煙、積炭, 發動

6、機過熱, 故障, 壽命。g 曲線上的特征點e。emin點 排黑煙, 冒煙界限點。標定功率的選擇：2 2 點 點。emax過 3 點 GT，geN 。e選擇氣道、燃燒室結構, 調整燃料供給系統, 常以負荷特性作為標準。三 汽油機與柴油機負荷特性曲線分析n下：g 經濟性好。e,min, 能保持較好的經濟性。柴油機比汽油機 g e,min 低, 且曲線平緩。所以，柴油機的經濟性比汽油機的好。從負荷特性曲線可知,小負荷時,g 。e所以，在功力性滿足的前提下, 不宜裝功率過大的發動機, 以求ge免大馬拉小車。 避全面評價經濟性, n6-4 發動機萬有特性一 特性曲線外特性曲線 A外特性曲線 ABCD。：

7、調速手柄最大位置，外界阻力矩R最高空轉轉速點。B gp Me 點, 由此可得扭矩儲備系max。e數 和適應性系數 。D：外特性上最低穩定轉速點。最低空轉點 怠速點, 圖中未標出。二 曲線的制取e1 p n 圖上畫出ABCD外特性（一） 等g 曲線不能超出此范圍。ep n pe縱坐標與gpe圖上的 pe縱坐標比例尺必須相同。在g peege,1曲線與這些負pen 圖。p n n pen 圖曲線。e,1（二）曲線 解析法eN pe Vh i n 103 k p ne302eNpeekn取一個Ne值,可以做出一條pe f nNe 曲線，再取一個Ne值,又可以做出一條等Ne曲線等Ne曲線為一組雙曲線。

8、三 分析最內層的等ge曲線相當于最經濟的區域。曲線越向外,ge越大。若曲線沿橫向較長, 則說明在負荷變化不大, 而n變化較大的范圍內,g變化e較小。適于車用, 其最經濟區大約在萬有特性曲線的中間偏上位置。若曲線沿縱向較長, 則說明在 n 變化不大, 而負荷變化較大的范圍內,g 變e化較小。適于拖拉機用, 其最經濟區大約在萬有特性曲線的上部。若萬有特性不能滿足使用要求, 則需調機或重新選機。6-5 發動機調速特性一 裝調速器的必要性為防止高速飛車和低速熄火。二 全程式調速器在整個發動機工作范圍內，調整扭矩特性。（一） 工作原理調速飛球在推力盤上的導向槽中滾動, 兩球始終相觸, 右邊推力盤沒有左右

9、向移動, 只有轉動。共有 12 個飛球, 一邊 6 個, 一共 3 付。n 下運行時, 飛球受離心力作用, 對推力盤有一正壓力, 水平方向分力與彈簧力相平衡, 油門拉桿固定在推力盤5上, 種狀態下。n 小球受離心力作用加大, 對推力盤的正壓力加大當外界負荷 5 帶動油門拉桿向左移動 供油量g，轉速就穩定在這一新的狀態下。n 供油量g 。1 2 的預緊力 彈簧力平衡點變化 轉速值改變。一定的預緊力對應于一定的轉速范圍。因此，在整個發動機工作范圍內，均可調整扭矩特性。調速手柄受到怠速螺釘8 和限速螺釘9 的限制, 也就限制了柴油機的最高和最低穩定轉速。1.調速手柄 2.調速彈簧 3.固定螺母 4.

10、油量調節拉桿 5.推力盤 6.調速飛球7.油調節螺釘 8.怠速螺釘 9.限制螺釘（二） 特性曲線n R1大,M,gmaxn R2小,Me2, gn R3=0,M ge,3min、K 調速較大, 多用于拖拉機上。三 兩極式調速器為防止高速飛車和低速熄火。（一） 工作原理控制怠速轉速, g，不致過低而造成熄火。1n 受軟彈簧S 下行 1 點下行 2 13 點左移 4 4點 4 點 5 點右移 6點 6 點 g n 回升, 不致熄火。2nW上行, 當W接觸到硬彈簧S2后, 由于S2力大, 使W 停止上行g 不再, 調速器失去作用, 發動機按外特性穩定運轉。限制飛車, g，不致過高而造成飛車。12n

11、離心力大于S 和S 聯合預緊力，W 1 點上行 3 點右行12 4 點右行 6 點左行 g n 回降, 不致飛車。5 點的左右移動取決于發動機的負荷, 負荷 5 點右移。（二） 特性曲線Me 曲線頭段和末段調速器起作用曲線的作用點取決于彈簧 S1和S2的預緊力，調速器本身不用換檔。因此，中段曲線為柴油機的外特性曲線。四 調速器的工作指標（一） 調速率 穩定調速率1nn211n1n 12n 突變后發動機的穩定轉速；2n 發動機的標定轉速。反應 Me 曲線陡緩程度。1小 Me 曲線陡 轉速回復到穩定點的能力強。1規定：農灌及工程機械要求： 8 %1汽車、拖拉機1 10 %發電機瞬時調速率 5 %1

12、2nn312n1n 13n 外界阻力突變時發動機的最大或最小瞬時轉速；3n 發動機的標定轉速。表示 n 波動的大小大 轉速波動大, 易游車。2一般21012%；發電機 2 5%（二）nn n1nn 負荷 時, 調速器開始起作用的轉速；1n 負荷 時, 調速器開始起作用的轉速；2Rn 平均轉速。REE 推力盤上的推力；R 推力盤上的摩擦力。 取決于摩擦力。 轉速穩定性差； 調速器失靈, 易飛車。n 一般： 1.2 2%；轉速低時, 1013%。6-6 大氣修正大氣溫度 t大氣壓力p吸入氣缸內干空氣量Ne,g e25 100 kpapw和蒸汽壓力。換算方法：1kpapw 該地飽功率校正系數以是用來

13、求得發動機在 C5.2 條規定的標準大氣狀態下的功率。N a Ne,0e式中Ne,0 校正功率（即標準大氣狀態下的功率）；a 校正系數；N e 實測功率（試驗功率）。試驗大氣狀態：（1）溫度：點燃式發動機：288 KT308 K；柴油機：283 KT313 K（2）氣壓：80kPas110 kPaaa 99 1.2 T0.62aaps 298式中：p p p 試驗時干空氣壓；T試驗時進氣溫度，K。sw試驗室應滿足的條件：0.93 a1.07a試驗狀態（溫度和壓力）。二、柴油機的校正系數adaadd式中：a 大氣因子；m 每種發動機型式和調整的特性參數。（一）大氣因子 a此因子指出環境狀況（壓力、溫度和濕度）對發動機吸入空氣的影響。大氣因子公式隨發動機型式不同而不同。自然吸氣和機械增壓發動機： 99 T0.7 a p 298s s裝或不裝進氣中冷的渦輪增壓式發動機： 99 0.7 a p1.5 298（二）發