内燃机学课件第九章 (2).pptVIP

根据以上分析可知，对于无油量校正装置的柴油机，在转速降低时，由于每循环供油量的减少，相应抵消了机械效率ηm和热效率ηit提高的影响。综合作用的结果是使得柴油机外特性上的转矩Ttq曲线很平坦。 在部分负荷速度特性上，在转速很低时充量系数Φc下降，导致了ηit的下降，且每循环供油量gb随转速下降的幅度较大，使得ηit下降幅度超过了机械效率ηm随转速降低而增长的幅度，因而转矩曲线出现了如图8—3所示的随转速下降而降低的趋势。 柴油机的燃油消耗率be曲线在整个速度特性的变化范围内比较平坦，两端略有上翘，同样可利用式(8—2)来解释。be在某一中间转速时最低，当转速高于此转速时，因ηm和ηit同时下降而使be上升；而当转速低于此转速时，由于充量系数Φc下降，加上燃油雾化差，涡流减弱，使得ηm的上升弥补不了ηit的下降幅度，be同样上升。在部分负荷速度特性上，燃油消耗率整体水平由于ηm较低而较外特性上的燃油消耗率曲线有所上升，但随转速的变化趋势基本与外特性相似。 二、汽油机的速度特性 汽、柴速度特性的差别 1)柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦，在中、低负荷区，转矩甚至随转速升高而增大；而汽油机的速度特性则不同，转矩曲线的总趋势是随转速升高而降低，节气门开度越小，这种降低的斜率越大，并导致功率曲线呈上凸形(图中曲线3’与4’)，随着节气门开度减小，相应的最大功率和对应的转速降低。 2)柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦，仅在两端略有翘起，最经济区的转速范围很宽；汽油机则有所不同，其油耗曲线的翘曲度随节气门开度减小而剧烈增大，相应最经济区的转速范围越来越窄。 特性差别之分析（走势分析） 对于上述现象，可以通过转矩的分析式来解释。与柴油机不同的是，汽油机采用定质变量的负荷调节方法，故转矩的变化与吸入气缸的混合气数量有密切的关系。为此，根据充量系数的定义式，可得 将其代入式(8—3)，并化简为 （8—5） 由前所述可知，汽油机的过量空气系数Φa基本上不随转速而变化，故可将其看成一个定值。这样，转矩就取决于指示热效率ηit、充量系数Φc和机械效率ηm的乘积。 以下分析三者随转速变化的规律 (1)指示热效率ηit 在节气门全开的情况下(外特性曲线)，发动机低速运转时，由于气缸内气流扰动减弱，火焰传播速度降低，传热损失以及漏气损失相对增加，导致ηit略有下降；而高转速时，由于以曲轴转角计的燃烧持续期增大，以及泵吸功增加，对ηit也会产生不利的影响，故曲线整体呈现马鞍形的上凸状。当节气门开度减小后(部分负荷)，随转速的提高，节气门的节流作用大大加强，泵气损失所占比重增大，导致指示热效率ηit大大下降，而且随节气门开度的降低，下降幅度更大。 (2)充量系数Φc 图8—5a是汽油机充量系数Φc随转速的变化情况。图中的数字1—5是表示节气门不同开度下的Φc曲线，数字越大，则开度越小。汽油机沿速度特性运行而节气门全开(即外特性下)时，Φc曲线在某一中间转速处呈上凸状，低于或高于此转速则有一定幅度的下降(图中曲线1)。同样沿速度特性运行而节气门处于部分开度时，由于进气节流严重，进气阻力增加，Φc减小，而且随转速升高，Φc下降的斜率也增大；转速降低时，进气阻力减小，节气门的节流作用减弱，Φc增加(图中的曲线2、3、4、5)。 (3)机械效率ηm 机械效率ηm随节气门开度的变化规律，如图8—5b所示。根据式(8—4)可知，当汽油机按外特性运行时，由于转速越高，机械损失压力pmm越大，故机械效率ηm随转速的增加而下降。当沿部分负荷速度特性工作时，节气门处于部分开度，ηm随转速的增加而下降的斜率比节气门全开时大(比较图中曲线1与3)，这是因为pmm与节气门全开时一样随转速增加而增加，而充量系数Φc和指示热效率ηit则随转速增加而下降很快，相应导致平均指示压力pmi随转速增加而急剧降低。当转速高于某一值后，就会出现pmi＝pmm的情况，而使机械效率为零，意味着内燃机在相应转速下空车运行(无功率输出，图中曲线4)。节气门开度越小，出现ηm＝0的转速就越低(比较曲线4与5)。 根据以上分析可知，对于汽油机而言，当节气门全开时，转矩曲线将是一条上凸的曲线，且上凸的位置在低速区；而在部分开度时，转矩随转速升高而下降，开度越小，曲线越陡 。 三、适应性系数 汽油机的转矩特性，特别适合车用的需要，也就是说，自动适应道路阻力变化的能力较强，行驶速度比较稳定。对此，可以用图8—6来解释。内燃机转矩与外界阻力矩在a点是平衡