第二周,工程热力学基础、发动机各项性能指标、发动机工

1/29课程内容概述第一章发动机原理基础知识第二章发动机的换气过程第三章汽油机的燃料与燃烧第四章柴油机的燃料与燃烧第五章燃气发动机的燃料与燃烧第六章发动机的特性第七章汽车的动力性第八章汽车的制动性第九章汽车的使用经济性第十章汽车的操纵稳定性第十一章汽车的舒适性第十二章汽车的通过性第十三章汽车性能的合理使用3/29第六章发动机特性第一节发动机的工况第二节发动机的速度特性第三节发动机的负荷特性第四节发动机的调整特性4/29发动机特性1.发动机特性：性能指标随参数调整情况及使用工况而变化关系。调整特性：性能指标随调整情况而变化关系。如点火、喷油提前角调整特性等；使用特性：性能指标随使用工况而变化关系。如负荷特性、速度特性、调速特性等。2.特性曲线：5/29第一节发动机的工况发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。根据，当任意两个参数固定，就可以求出第三个参数。比较常用Pe与n或Me与n两组参数表征发动机稳定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻力矩大小，有时也用pe表示负荷的高低。eePMn6/29发动机工况的分类根据发动机的用途，其工况可分三类：固定式工况：螺旋浆工况：面工况：7/29固定式工况特点：功率变化时，转速几乎保持不变。如发电用的发动机，负荷变化没有一定的规律，但转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上是一条垂直线，属于线工况。（如直线1）。8/29螺旋浆工况特点：功率和转速接近于幂函数关系。如船用发动机驱动螺旋桨时，发动机发出的功率必须与螺旋桨所吸收的功率（Pe=kn3）相等，也属于线工况（如曲线2）。9/29面工况特点：功率和转速变化范围很大，如车用发动机。这种工况用曲线3下面的阴影面积表示。10/29第二节发动机的速度特性一、汽油机的速度特性：二、柴油机的速度特性：三、发动机的工作范围:四、扭矩储备系数:五、发动机的标定工况:11/29发动机的速度特性1.定义:指发动机在油量调节机构（节气门开度或供油拉杆、齿条）位置保持不变时，性能指标（Pe、Me、ge、GT等）随n的变化规律，称为发动机的速度特性。2.速度特性曲线的绘制方法:通过发动机试验台架上测出的。测量时，油门位置不变，调整测功器的负荷，转速发生变化，待工况稳定后，依次记录不同转速下的Pe、Me、ge、GT等数据。以n为横坐标，以Pe、Me、ge、GT等为纵坐标，绘制速度特性曲线。3.分类:全负荷速度特性（即外特性）和部分负荷速度特性12/29一、汽油机的速度特性定义：在节气门开度不变时，其Pe、Me、ge等随n的变化规律，称为汽油机的速度特性。1.外特性：节气门在最大开度时所测得的速度特性。2.部分速度特性：节气门在部分开度时所测得的速度特性。13/291.外特性曲线Me曲线：Pe曲线：ge曲线：当采用增压后，动力性和经济性均改善。14/29Me曲线根据Me=k2ηiηmηv/φat分析。Ⅰ.φat可视为常数：Ⅱ.ηi：Ⅲ.ηm：Ⅳ.ηv：结论：在低转速时，Me随n提高而增加；某一转速Me达到最大值；在高转速时，Me随n的提高而迅速下降。15/29Pe曲线根据Pe=Men/9550分析：结论：当n由低逐渐升高时，由于Me和n同时增加，Pe很快增加;在达到最大转矩转速nM后，随着转速提高，由于Me的下降，使Pe上升缓慢；在某一转速nP时，Me.n达最大值；再增加n，由于Me下降超过n上升的影响，使Pe下降。16/29ge曲线结论：ge在某一中间转速(ng)时最低，而在转速高于及低于ng时均使ge增加。3/eimgK17/29增压前后对比18/292.部分负荷速度特性曲线节气门开度越小，转速增加，扭矩和功率下降越快,且最大扭矩点和最大功率点向低转速方向移动。在节气门开度为75%左右时，ge曲线的位置最低。高于或低于75%开度时，ge曲线位置均偏高。19/29发动机的工作范围从动力性考虑，发动机工作转速范围应在最大功率转速和最大扭矩转速之间。从经济性考虑，发动机工作转速范围应在最大功率转速与最低燃油消耗率转速之间。20/29扭矩储备系数与适应系数u和k值大，表明扭矩之差（Memax－MB）值大，即随转速的降低，有效扭矩Me增加较快，在不换档的情况下，爬坡能力及克服短期超载能力强。%100maxBBeMMMuBeMMkmax21/29发动机的标定工况标定工况是发动机铭牌上标注的功率及对应的转速。汽车发动机常限制其工作转速nB，nB称为限制转速或标定转速，相应把外特性曲线上对应转速nB时的功率称为标定功率，一般nB≤nP。22/29二、柴油机的速度特性1.定义：在油量调节机构（拉杆、齿条）位置不变时，其Pe、Me、ge等随n的变化规律，称为柴油机的速度特性。2.分类：1）外特性：当油量调节机构限定在标定循环供油量位置时所测得的速度特性。2）部分速度特性：当油量调节机构限定在小于标定循环供油量的各个位置时所测得的速度特性。3.喷油泵的速度特性及校正:23/29外特性曲线Me曲线：Pe曲线：ge曲线：转矩储备系数与适应系数24/29Me曲线2eimMKgMe曲线：根据分析。Ⅰ.△g：Ⅱ.ηm：Ⅲ.ηi：结论:在转速较低时，Me随n升高逐渐增加；在某一转速时Me达到最大；在转速较高时，n提高而Me逐渐下降（平坦）。25/29Pe曲线由于Me曲线变化平坦，在一定转速范围内，功率Pe几乎与转速n成正比增加。柴油机的最高转速由调速器控制。当转速超过某一值时，热效率急剧下降；有效功率下降，并冒黑烟。车用柴油机的标定功率受冒烟界限的限制。26/29与汽油机类似，也是一凹形曲线，曲线比较平坦，最低油耗率比汽油机低20%~30%。ge曲线27/29部分负荷速度特性曲线当油量机构向减油方向移动时，部分负荷速度特性的Pe和Me值要低于外特性。部分负荷速度特性曲线的变化趋势同外特性相似，所以随着负荷减小，部分负荷速度特性曲线大致平行下移。当负荷为75%时，ge曲线的位置最低。28/29喷油泵速度特性与校正喷油泵循环供油量主要取决于油量调节机构位置和发动机转速。喷油泵的速度特性：当油量调节机构位置不变时，循环供油量随转速变化的特性。循环供油量随转速下降而减少，必须进行校正。校正的方法：出油阀校正和弹簧校正。油量校正的特性：当柴油机在标定工况下工作时，若转速因短时间阻力矩增加而下降，在不换档的情况下，喷油泵可自动增加循环供油量，增加发动机低速时的扭矩和扭矩储备系数。29/29喷油泵速度特性与校正特性