第五章運行特性與整車匹配本章要求HIT規格嚴格功夫到家1、復習兩個氣體燃料燃燒理論—熱著火和鏈式著火理論；2、掌握ICE的燃燒方式；3、掌握湍流強度表達方式和對ICE燃燒的影響；4、了解SI-ICE的火花點火過程和影響因素；5、掌握噴油器的噴油過程和噴霧特性；6、掌握影響霧化質量的因素；7、了解示功圖的測量過程；8、掌握燃燒放熱速率和累積放熱率的概念。一、內燃機運行工況穩定工況（，）運行工況工況：代表ICE運行狀態的參數（，）動態變工況（瞬態工況）二、工況平面以和為坐標軸構成的平面。1、點工況

ICE大多穩定工作在某一穩定工況點。如：抽水機。第一節工況與功率標定HIT規格嚴格功夫到家轉矩外特性功率外特性調速特性線標定工況點最低穩定轉速限制線線工況（發電機）反拖線空轉轉速線螺旋槳特性（船舶）最高轉速最大轉矩轉速點工況●面工況標定轉速第一節工況與功率標定HIT規格嚴格功夫到家2、線工況發電機組：近等速船舶：螺旋槳特性

ICE按某一確定線段運行3、面工況

ICE運行工況點構成的工況平面。如：運輸車輛、坦克三、內燃機功率標定標定工況：ICE銘牌上規定和

15分鐘功率ICE可連續運行15min仍能保持正常狀態的最大功率。如：汽車、摩托車、摩托艇第一節工況與功率標定HIT規格嚴格功夫到家如：船舶、機車、發電機組。

1小時功率ICE可連續運行1h仍能保持正常狀態的最大功率。如：拖拉機、工程機械

12小時功率ICE可連續運行12h仍能保持正常狀態的最大功率。如：拖拉機、抽水機持續功率ICE可持續長時間仍能保持正常狀態的最大功率。第一節工況與功率標定HIT規格嚴格功夫到家一、特性、特性曲線及分類1、ICE特性在一定條件下，ICE特性指標、特性參數隨各種可變因素的變化規律。特性指標：動力性、經濟性、排放；特性參數：對性能有影響的參數，、、等。特性動態特性穩態特性調整特性運行特性第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家轉速延遲轉矩延遲動態轉矩動態轉速怠速穩態轉矩ABSI-ICE第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家動態特性動態特性問題：轉速和轉矩升高延遲；轉速轉矩穩定延遲；加速性能低于對應的穩態性能。原因：機件慣性阻力，降低有效功率輸出；進氣充量慣性及動態效應的變化，使充量系數下降；加速過程中水溫、油溫、油壓等未達到穩定狀態，點火提前角等調整參數受機件慣性影響，不是最佳值。第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家油門瞬時變化，混合氣組織不理想；第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家調整特性轉速和油量調節位置不變(節氣門或油量調節桿)，發動機性能指標隨調整參數的變化規律。(目的:使發動機性能最優)調整參數：影響ICE性能和排放的各種參數；如：、、、、配氣相位，

氣門升程，

歧管長度，渦輪噴嘴流通面積等。作用：實現ICE性能與排放的優化控制。GT-POWE計算進氣管長度MAP第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家原機功率優化功率第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家機械式點火系統點火提前角MAP第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家電子點火系統點火提前角MAP第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家電磁閥1內燃機排氣內燃機連軸器測功機控制單元油耗儀燃油流量信號油門控制信號轉速信號電磁閥啟閉信號勵磁控制信號電磁閥啟閉控制信號扭矩信號筆錄儀開關3采樣袋抽氣泵采樣器大氣開關4開關6廢氣分析儀流量計充氣泵過濾器入口出口大氣開關2開關5開關1變工況試驗系統第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家定轉速加轉矩的變工況過程第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家定轉速減轉矩的變工況過程第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家定轉矩加轉速的變工況過程第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家定轉矩減轉速的變工況過程第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家PM比排放放量BSPM

/g·（kW·h）-1扭矩變化率/（N·m）·s-1二、運行特性及分析方法負荷特性速度特性油門開度第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家在一定條件下，ICE性能指標隨運行工況參數（轉速、轉矩）的變化規律。全特性性能指標作用：尋找ICE的運行區域，與相應機械匹配。運行特性第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家運行特性分析方法CI-ICE化簡式SI-ICE化簡式分析方法理論分析各變量的變化規律，經疊加，得到性能變化規律第二節ICE特性分類及運行特性分析方法HIT規格嚴格功夫到家一、SI-ICE速度特性分析1、指示效率低速時，指示效率小總熱量小—漏氣量大；等容度小—速度低，湍流弱；散熱損失大—活塞速度低。高速時，指示效率小等容度下降—燃燒持續曲軸轉角大。高、低負荷混合氣加濃，指示效率小于中等負荷。指示效率曲線形狀：兩頭略低，中間平坦第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家2、機械效率轉速增大，機械效率下降—轉速升高，機械損失增大。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家3、容積效率低速時：隨轉速的下降，工質溫升提高，充量系數下降；高速時：轉速升高，進氣壓降增大，充量系數下降。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家4、混合氣濃度轉速升高，燃燒速度加快，可燃燒稀混合氣。大負荷和小負荷，混合氣需要加濃第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家全中小全中小小全中小中全第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家二、CI-ICE速度特性分析低速時，指示效率小總熱量小—漏氣量大；等容度小—速度低，渦流、擠流弱；散熱損失大—

活塞速度低。高速時，指示效率小等容度下降—燃燒持續曲軸轉角大第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家全中小全中小全中小全中小第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家三、SI-ICE和CI-ICE速度特性對比SI-ICE斜率大；CI-ICE平坦—容積效率受節氣門影響大SI-ICE是標定功率，CI-ICE不是標定功率CI-ICE較平坦—受指示效率影響。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家四、外特性對汽車動力性影響1、汽車動力性評價指標在平直良好路面上，汽車能達到的最高穩定車速。最低檔運行的最大爬坡度。起步加速時間：起步、換擋到某一車速最高穩定行駛車速最大爬坡度加速時間基礎條件：滿載、風速小于3m/s超車加速時間：直接檔從低速到高速時間第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家車速與內燃機轉速關系全油門與車速關系

與車速關系驅動力行駛阻力平衡圖

—驅動力；—行駛阻力；—最高車速；—最大爬坡度。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家汽車功率平衡圖最佳換檔點功率儲備；or加速功率；or后備功率。1檔2檔3檔驅動功率阻力功率第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家加速時間計算：加速驅動力：加速功率：時間計算：最大加速時間：車輪驅動力：驅動功率：第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家2、外特性曲線的動力適應性與特性校正轉矩適應性系數：ICE轉矩外特性線上，最高轉矩與標定功率點轉矩的比值。轉矩儲備系數：ICE轉矩外特性線上，最高轉矩和標定功率點轉矩的差，與標定功率點轉矩的比值。轉速適應性系數：ICE標定轉速與外特性線上最大轉矩轉速的比值。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家123A123最大轉矩相同的1和2轉速適應性系數越大，克服阻力能力強。對于1和3轉矩適應性系數越大，克服阻力能力強。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家SI-ICE：CI-ICE（未校正）：未校正的CI-ICE轉矩線比較平坦第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家SI-ICECI-ICEABCFESI-IC相對于CI-ICE具有較低的穩定轉速SI-IC相對于CI-ICE具有更高的轉矩適應性系數（或儲備系數）和轉速適應性系數SI-ICE比未校正的CI-ICE具有更好的動力適應性2、外特性曲線的動力適應性CI-ICE需要轉矩校正和調速第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家3、CI-ICE的轉矩校正和校正外特性曲線校正可能性調速校正校正：增大噴油量，提高低速轉矩校正方法校正外特性第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家機械校正：調速器液力校正：調整液力參數，得到合理的五、外特性曲線的運行穩定性與柴油機調速特性1、ICE穩定工作原理SI-ICE具有良好的運行穩定性。BSI-ICEo2o1A標定點運行時，快速下降的轉矩線，不會出現“超速”現象；小負荷時，快速下降

的轉矩線，具有良好

的自調節特性；C第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家CI-ICEo1o2ABCC’CI-ICE的運行穩定性較差。標定點運行時，平坦的

轉矩線，易出現

“超速”現象；小負荷時，上翹的

轉矩線，使穩定性

較差。必須使用調速裝置，以調整CI-ICE的運行穩定性。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家調速特性第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家2、CI-ICE的兩種基本調速器—兩極和全程調速器調速器的功能：高速不超速，低速穩定運行。調速特性：調速器起作用時，CI-ICE的性能指標隨轉速或負荷的變化規律。調速特性油門操縱桿凸輪軸支架飛錘油量調節拉桿彈簧座從動桿怠速彈簧高速彈簧滑套支持力：恢復力：操縱桿與調速無關兩極調速器第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家ABCD單簧雙簧低速高速無論油門處于何種位置，兩極調速器只有在低速和高速具有調速作用第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家用于中小功率車用CI-ICE，保證平穩的加速性能。供油量加速踏板位置空轉齒桿位置起動加濃兩極調速器調速特性第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家凸輪軸支架飛錘組件全負荷油量調整螺釘校正彈簧穩定彈簧支撐擺桿怠速限位螺釘調速彈簧支持力恢復力起動彈簧操縱桿全程調速器第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家DCAB轉速太低全程調速器加速踏板直接控制調速彈簧彈力全工況調速，用于拖拉機、工程機械和重型柴油機。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家AB油門位置不變時，阻力減小，調速器總是從最大油量開始自動調整齒桿位置。踏板位置加速時，齒桿總是首先恢復到最大油量位置，然后開始調速。C12DE最大油量位置全程調速器加速時，油量過大，冒煙嚴重。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家3、調速器性能指標調速率靜態調速率：調速器起作用時，滿負荷（最大油量）轉速到空轉轉速的轉速差與滿負荷轉速的比值。CI-ICE的標定功率點調速率控制在8%～10%之間。標定功率點調速率：第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家動態調速率：滿負荷突然卸載（），彈性調速系統的動態相應，出現“超調”，轉速波動大。隨著轉速的增大，調速率逐漸減小，怠速調速率最大，一般怠速調速率不大于70%，保持怠速穩定。動態調速率一般小于15%第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家調速器的不靈敏度理論狀態：減油方向：加油方向：理論調速特性線減油方向加油方向滑套摩擦力：減油調速需要更高的轉速，加油轉速較低第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家

不靈敏度：滑套位置的不靈敏區寬度與理論平

衡轉速的比值。

?。?/p>

整理后，得：標定工況：怠速工況：摩擦力越大，支持力、恢復力越小，不靈敏度愈大。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家4、調速器的附加功能冷起動加濃起動時，混合氣形成困難，需要起動加濃。外特性曲線校正正校正：增大低速噴油量，增大低速轉矩負校正：減小低速噴油量，降低低速排煙增壓油量補償增壓內燃機，低速壓比小，進入氣缸的空氣量少，減小低速噴油量（負校正）。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家兩種調速器的比較性能全程調速器兩極調速器轉速控制性能各工況均可控制轉速在較小范圍內波動高、低速控制轉速在小范圍內波動過渡過程性能加速性能好，但加減速有前后顛簸感加速過渡平穩，無顛簸感操作性能踏板力大，但無需反復調整踏板位置踏板力小，但需經常調整踏板位置排放情況加速時，易排煙除全負荷工況，其它工況排煙少作業效率滿負荷減速時，只需減小加速踏板位置，不需頻繁換擋，作業效率高滿負荷減速時，轉矩下降，必須換低檔，作業效率低第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家六、提高汽車動力性的措施ICE合理選配優點：體積小、重量輕、加速性好缺點：油耗高、輸出功率低優點：輸出功率高、油耗低缺點：轉速低、噪聲大、重量大SI-ICECI-ICEICE當前技術條件下：SI-ICE用于轎車、家庭機械等；中重型運輸機械等用CI-ICE。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家套合適的外特性線針對用途，配套合適的外特性線，達到需要的轉矩儲備。ⅠⅡⅢ無級變速無級變速ⅠⅡⅢ第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家結論：檔位越多，儲備功率越大；無級變速具有最大的儲備功率；無級變速可獲得更高的最高車速；無級變速可獲得更大的低速車輪驅動力。第三節速度特性與配套汽車的動力性HIT規格嚴格功夫到家負荷特性：ICE的轉速不變時，性能指標和特性參數隨負荷的變化規律。用途：分析ICE的經濟性一、SI-ICE負荷特性特點：在80%～90%負荷最低，且變化速度快。原因：指示效率和機械效率具有相似的變化規律。二、CI-ICE負荷特性特點：存在較寬的低值區域。原因：指示和機械效率相反的變化規律。第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家負荷SI-ICE負荷特性分析負荷轉速一定第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家負荷負荷轉速一定CI-ICE負荷特性分析第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家三、SI-ICE和CI-ICE負荷特性對比SI-ICECI-ICE轉速不變小負荷差距大第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家兩種機型的指示效率隨負荷變化，表現出相反的變化規律；CI-ICE存在較寬的低油耗區；同等負荷下，SI-ICE的有效燃油消耗率高于CI-ICE；中小負荷差距加大。四、內燃機的全特性（萬有特性）全特性：ICE轉速和負荷均變化時性能指標和特性參數的

變化規律。用途：表達各種經濟性和各種特性參數的變化工況區。第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家平面圖形表達（等油耗線）1.9L轎車柴油機經濟圈等油耗線外特性第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家2.0L轎車汽油機經濟圈等油耗線外特性第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家全特性制作方法負荷特性第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家OriginGraph制圖曲面圖形表達第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家Word制圖n/（r·min-1）Pl

×100be/[g·（kW·）-1]第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家/kPa/kW/（km/h）n/（r/min）ⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠ’Ⅱ’Ⅲ’Ⅳ’Ⅰ’Ⅱ’Ⅲ’Ⅳ’be=2753002903003203353501214151618u五、汽車的全特性六、提高汽車經濟性的措施能源法規ICE與汽車的合理匹配—檔位傳動比—主傳動比—驅動輪半徑促使內燃機新技術的發展降低車重降低行駛阻力內燃機第四節負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性HIT規格嚴格功夫到家第四節混合動力系統及其運行特性HIT規格嚴格功夫到家整備質量（kg）第一階段（2005.1）第二階段（2008.1）第三階段（2012）CM≤7507.66.65.2750＜CM≤8657.66.95.9865＜CM≤9808.27.46.2980＜CM≤10908.88.06.51090＜CM≤12059.48.66.81205＜CM≤132010.19.17.21320＜CM≤143010.79.87.61430＜CM≤154011.010.38.0我國乘用車燃料消耗量限值（L/100km）第四節混合動力系統及其運行特性HIT規格嚴格功夫到家整備質量（kg）第一階段（2005.1）第二階段（2008.1）第三階段（2012）1540＜CM≤166012.010.88.41660＜CM≤177012.611.38.81770＜CM≤188013.111.89.31880＜CM≤200013.612.29.82000＜CM≤211014.012.610.32110＜CM≤228014.513.010.92280＜CM≤251015.513.