内燃机原理第十章h.pptVIP

图10－2 内燃机的功率标定 三、内燃机工况的稳定性及调节 表征内燃机工况的主要参数有：功率Ne(或平均有效压力Pme)、扭矩Me、转速n，它们之间关系： Ne∝ Me n∝ Pme n 在Ne、Me 、n参数中，只有两个是独立变量。 稳定工况下，内燃机的输出扭矩Me与从动机具有的阻力矩Mc相平衡。如图 10－3所示的a点（设计匹配工作点），以a点转速稳定运行，若以两种不同的内燃机与之匹配，其扭矩特性曲线分别为Me1和Me2。 2. 速度特性分析 若将油量调节手柄固定在使内燃机能达到其极限工作能力的位置上，则所对应的速度特性被称为极限外特性，如曲线6所示。内燃机产品在出厂前，其最大供油量已被限制在极限外特性所对应的油量以下，因此，内燃机事实上不可能按极限外特性运行。 图10－6(b)的曲线4′、3′、2′和1′所示的为装有极限调速器的柴油机在不同油门位置下所测得的调速特性曲线。 （1）进气总管内的空气密度ρs 对非增压内燃机而言，可以认为，ρs不随转速不同而变化。 对增压内燃机，ρs与增压比πk成正比，同时还与中冷器的冷却度ηc成正比。 ???? a）当增压内燃机按速度特性运行时，其增压比πk随转速的下降而减小。 b）在相同的增压比πk下，中冷度ηc越高，则ρs越大。 图10－8 中冷度ηc对ρs的影响 （2）充气系数ηv 对确定的内燃机而言，当它按速度特性运行时， ① 当n / nb＝0.4～1时，n↓→ηv↑ ； ②当n 0.4 nb时，因配气相位对ηv不利，n↓→ηv↓ 当汽油机按部分负荷速度特性运行时，负荷不同，节气门的开度也不同。在低负荷工况下，由于节气门的开度很小，其节流现象严重，所以，ηv随转速的提高而急剧下降，并渐渐接近于零。 （3）过量空气系数α 对非增压柴油机而言，其过量空气系数α随转速不同而变化的关系主要取决于循环供油量mfcyc随转速不同而变化的关系.当柴油机采用柱塞式喷油泵时， 对增压柴油机而言，因为增压压力pk对过量空气系数α的影响比较大，所以，其α随n 的下降而减小。 （4）指示效率ηi 当柴油机按速度特性运行时，其指示效率ηi随转速不同而变化的关系主要是与过量空气系数α和压力升高比λ有关 ： 随着转速的下降，α值因循环供油量减少而增大；而λ值一般不会下降，甚至还可能增大，因此，ηi随n的下降而降低。反映燃烧过程质量的比值 (ηi/α)也随转速的下降而降低。 对汽油机而言，在调整化油器时应保证汽油机在节气门接近全开时具有最佳空燃比。当其负荷加重，转速下降时，α值会因进气速度的减慢而缓慢减小；ηi也随转速的下降而缓慢降低，所以，比值(ηi/α)基本不随转速变化而变化。 （5）机械效率ηm 作为车辆、拖拉机和工程机械所用的动力，其外特性应具有较大的适应性系数Km或扭矩储备率μm，其定义分别为 对于汽油机而言， 三、内燃机的调速特性及常用调速装置 1、调速特性定义 柴油机的调速特性是将油量调节手柄锁定，其循环供油量受制于调速器的调节时，主要性能参数随转速不同而变化的规律。 内燃机工况的自动调节是由调速器来完成的。不同用途的内燃机所配备的调速器也不尽相同。如前所述，汽油机因其扭矩特性陡峭，因此工况的自稳定能力强，一般都不配备调速器；而柴油机因其扭矩特性平缓，因此工况的自稳定能力差，则必须配备调速器。 ????（3）车用柴油机多数是采用两极式调速器，也有采用全程式调速器的。 运输式车辆经常需要改变车速，若采用全程式调速器，则须频繁地改变油门位置来调整车速，这样容易引起排气冒烟，且使燃油经济性下降；若是采用两极式调速器，则不必经常改变油门位置，让柴油机按其速度特性运行即可满足调整车速的需要。当道路情况发生变化时，驾驶员可直接调节油门位置来改变车速。 图10－16 全程式调速器速度特性及调速特性 9－3 内燃机的实用运行特性 一、船用柴油机的推进特性 　　 将柴油机的工况人为地调节在螺旋桨特性所对应的各个工况点上运行时，柴油机的性能参数随转速不同而变化的关系。螺旋桨的特性可用如下公式来描述： 式中， 　Np——螺旋桨所吸收的功率； 　　　　KN——功率系数，主要与螺旋桨的结构尺寸和水　　　　　　　　　　的密度有关； 　　　 n