发动机原理与汽车理论9.pptVIP

第7章 发动机的特性 本章主要内容： 发动机的工况 发动机的负荷特性 发动机的速度特性 柴油机的调速特性 发动机的万有特性 发动机的试验 7.1 发动机的工况 发动机的运行情况(简称工况)是以其发出的功率和转速来表示。此功率、转速应该与发动机所带动的工作机械要求的功率、转速相适应。只有当发动机发出的扭矩与工作机械消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按一定功率稳定工作。 发动机性能指标随调整情况和运转工况而变化的关系称为发动机特性。表示其变化规律的曲线称为发动机特性曲线。 发动机的各种工况 根据发动机的用途，其使用条件大致可分为以下三类： 第一类：恒速工作。发动机转速近似保持不变，而功率改变。例如，带动发电机工作时为保证频率的稳定性，要求发动机转速基本不变，功率则随电机负荷大小，可由零变到最大。属于此类的即称为固定式发动机工况。 第二类：流体阻力负荷。发动机功率与转速成一定函数关系，常见为接近三次幂函数关系，带动螺旋桨工作的船用主机即属此类，故又称螺旋桨工况。 第三类：陆上运输。发动机功率和转速都独立地在很大范围内变化，它们之间没有特定的关系。驱动汽车等陆上运输车辆时，都属于此类。 其运行情况是：转速决定于行车速度，以从最低稳定转速一直变到最高转速。扭距取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷。当需要发动机制动时，如汽车下长坝，发动机是由底盘倒拖而做负功。 7.2 发动机的负荷特性 负荷特性：转速不变，其燃油经济性指标及其他参数随负荷(功率Pe、扭矩Te)的变化关系。 当汽车以一定的速度沿阻力变化的道路行驶时，就是这种情况。此时必须改变发动机油门来调整有效扭矩，以适应外界阻力矩的变化，以保持发动机转速不变。 7.2.1 汽油机的负荷特性 负荷调节的方法为“量调节” 汽油机的负荷特性 7.2.2 柴油机的负荷特性 当柴油机保持转速不变，改变柴油机每循环供油量时，各个参数变化的关系即柴油机负荷特性。 测取时，应将柴油机的供油提前角、冷却水温度、润滑油温度等调整到最佳状态进行。 由于柴油机只是改变循环供油量(空气量变化不大)来调节负荷，即改变气缸内混合气的浓度，即过量空气系数，这种负荷调节方法称为“质调节”。 负荷特性是发动机的基本特性，用以评价发动机工作的经济性。 对于柴油机，由于它容易测定，在性能调试过程，如选择气道、燃烧室结构，调整燃油喷射系统等，常用负荷特性作为比较标准。 由负荷特性可以看出： ① 同一转速下的最低耗油率愈小，曲线变化愈平坦，经济性愈好。 ② 耗油率随负荷的增加而降低，在接近全负荷(常在80%负荷率左有)时达到最小。 在低负荷区曲线变化得更快一些，汽油机曲线变化比柴油机陡。 7.3 发动机的速度特性 发动机性能指标随转速变化的关系称为发动机的速度特性。若油门开度保持一定，由于道路阻力不同，汽车行驶速度也会改变，上坡时汽车速度逐渐降低，下坡时速度增加，这时发动机即沿速度特性工作。 7.3.1 汽油机的速度特性 测取前，应将点火提前角及化油器调整完好；测取时，应按规定保持冷却水温度、润滑油温度在最佳状态。 节气门全开时速度特性称为外特性。 节气门部分打开时的速度特性称为部分负荷速度特性。 由于节气门的开启位置可以无限变化，所以部分负荷速度特性曲线有无数条。 但外特性曲线只能有一条。 车用汽油机外特性曲线 汽油机外特性是在节气门全开时测得，曲线上每一点表示它在此转速下的最大功率及扭矩，所以代表发动机最高动力性能。 外特性因试验条件不同而有两种： ① 发动机仅带维持运转所必需的附件时所输出的校正有效功率称总功率。例如，试验时可不装风扇、打气泵或空滤器以及消声器等附件。我国发动机特性数据多属这一种。 ② 试验时发动机带全套附件时所输出的校正有效功率称净功率或使用外特性。显然，后督功率较低而油耗较高。 汽车发动机标定功率又称为额定功率，它是制造厂根据发动机具体用途在规定的额定转速下所规定的功率。 7.3.2 柴油机的速度特性 喷油泵的油量调节机构(油门拉杆或齿条)位置固定不动，柴油机性能指标随转速变化的关系称为柴油机速度待性。 测取时，应将供油提前角、冷却水温、润滑油温度等调整在最佳状态。 7.3.3 扭矩特性 1. 扭矩储备系数：最大扭矩高出最大功率时的扭矩的百分比。一般在10%~30%左右。基本上可以满足使用要求。 2. 转速储备系数：最高转速高出最大扭矩时的转速的百分比。一般在5%~10%左右。不能满足使用要求。 3. 柴油机扭矩校正 柴油机中大都采用油量校正装置来改造外持性扭矩曲线。 油量校正装置的作用是：当发动机在标定工况下工作时，如果转速因外界阻力矩不断增加而下降，则喷油泵能自动增加循环供油量，以增大低速时的扭矩，提高扭矩储备系数。 有两种校正方法： ① 出油阀式校正机构。 ② 附加在调运器上的弹簧