发动机特性

第六章发动机的特性第一节发动机工况一、工况定义：发动机工况是以其发出的功率Pe和转速n来表示：Pe=0.1047Ttqn×10-3[KW]二、稳定工作条件：当发动机发出的扭矩与工作机械消耗的扭矩相等（即Ttq=TR）时，两者才能在一定转速下按一定功率稳定工作。三、发动机特性：类型定义范围调整特性发动机性能随调整情况而变化的关系柴油机供油提前角调整特性；汽油机点火提前角调整特性；化油器调整特性性能特性发动机性能随运行工况而变化的关系万有特性（负荷特性+速度特性）；烟度特性；调速特性；排放特性；噪声特性四、发动机使用条件及范围：第二节发动机台架试验一、作用：发动机各项性能指标、参数及各类特性曲线都是在发动机试验台架上按规定的试验方法进行测定的。二、试验台装置：主要组成说明试验台架将待测发动机与测功器用联轴节连接，并固定于坚实、防振的水泥基础上。辅助装置（1）冷却系统；（2）量油装置；（3）通风装置；（4）消声地坑自动控制测试柜含各种测量仪器、仪表及操纵台三、制动测功装置——测功器作用：（1）吸收试验发动机发出的功，改变其负荷及转速，模拟实际使用的各种工况；（2）同时测定发动机输出扭矩：水力测功器平衡式直流电力测功器（可反拖发动机）电涡流测功器分类：9550稳定工作nTPRFTTtqeRtq发动机试验台架布置原理图例五、台架试验综述一、概述为了避免引起争论和混乱，使试验得到的结果具有可比性，就必须规定统一的试验标准（包括：试验条件、试验方法、使用仪表、试验环境等）。二、功率标定制造厂根据发动机的使用特点，考虑其可靠性和寿命，标出相应的功率和转速（即标定工况）。定义：三、标定功率（额定功率）（最大使用功率）根据发动机具体用途，在规定的额定（标定）转速下所规定的功率，它标在发动机铭牌上，是使用中的最大使用功率。注：①额定功率不是发动机所能发出的最大功率。②标定功率全部落在外特性线上。任意一个转速根据需要都可规定为标定转速——对应一个标定功率。类型定义应用间歇功率15min功率发动机允许连续运转15min的最大有效功率汽车、摩托车、摩托艇1h功率发动机允许连续运转1h的最大有效功率运输用拖拉机、工程机械、船舶12h功率发动机允许连续运转12h的最大有效功率耕作用拖拉机、农业排灌、电站持续功率持续功率发动机允许长时间连续运转的最大有效功率农业排灌、电站、船舶、铁路牵引车分类及应用大气状况：六、关于大气修正发动机运行地点的环境大气压力、大气温度和相对湿度。大气修正：定义：把不同大气状况下试验所得的结果换算成标准大气状况下的参数。目的：消除大气状况对发动机性能参数评价的影响；使功率标定不至于混乱，产品质量有统一检验标准，同时也便于比较和选用发动机。标准环境状况：标准号标况参量值应用GB1105.1—87大气压p0=100kpa=0.1Mpa往复活塞式柴油机和汽油机相对湿度φ0=30%环境温度T0=298K=25℃有效功率及燃油消耗率校正：第三节发动机的负荷特性——评定经济性一、定义：负荷特性是指发动机转速不变，其经济性[B和be]（或其它性能）指标随负荷[Pe或Ttq或pme]变化的关系。二、注释：（1）负荷可理解为阻力矩的大小，它在数值上应与发动机扭矩、功率有关：（2）当汽车以一定的速度沿阻力变化的道路行驶，在不换档的情况下必须改变油门以适应外界阻力矩的变化，保持发动机转速不变。三、关于负荷特性试验：负荷特性试验准备负荷特性图将（汽油机的化油器,点火提前角）或（柴油机的供油提前角）调整好;测取时按规定保持冷却水和润滑油温度在最佳状态.负荷特性试验原理★、结论（车用发动机）：同一转速下的最低耗油率bemin愈小，曲线变化愈平坦，则经济性就愈好；be随负荷的增加而降低，在负荷约为80%时be达到最小，随后又增加；在低负荷区曲线变化得更快些。汽油机负荷特性曲线变化比柴油机的陡，故柴油机的经济性比汽油机好。柴油机负荷特性图第四节发动机的速度特性一、定义：速度特性是指油门开度不变，其性能指标（Pe、Ttq、be、B、Tr）随转速变化的关系。二、注释：若驾驶员将油门位置保持一定，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。速度特性部分速度特性油门部分开启（小于全开）时所测得的速度特性有无数条外特性全负荷速度特性油门全开时所测得的速度特性①外特性曲线只有一条；②它代表发动机的最高动力性能，代表该机在使用中允许达到的最高性能；③其上的每一点表示在此转速下的最大功率三、速度特性分类：汽油机速度特性柴油机速度特性1——全负荷2——75%负荷3——50%负荷4——25%负荷柴油机速度特性分析汽油机速度特性分析①各种负荷下Ttq曲线变化较平坦（略凸）②各种负荷下，be曲线较平坦，略凹且两端上翘；最经济区的转速范围较宽；且约75%负荷时最经济有be↓min。③n↑→Pe↑①Ttq总趋势是n↑→Ttq↓且较陡;节气门开度愈小(负荷愈小)则n↑→Ttq↓↓②be随负荷减小而翘曲度越大；经济区的转速范围愈窄；另约75%负荷时最经济有be↓min。③Pe呈上凸曲线，n↑→Pe↑四、扭矩特性[∈外特性]在不换档的情况下,油门开度最大时,发动机的扭矩随转速的变化关系.表征参量扭矩储备系数μ适应性系数K转速储备系数N表达式意义范围汽油机10%～30%1.2～1.41.15～2.0柴油机5%～10%≈1.051.5～2.0因扭矩曲线平坦,需调速器进行油量校正以满足车用柴油机的工作需要%100max标定标定tqtqtqTTT标定tqtqTTKmaxaxtqTnnNm标况希望外特性功率曲线丰满些,以提高后备功率,最终提高爬坡加速性能;希望be曲线下凹平缓些以获得较宽的经济转速范围;希望Ttq曲线陡些以提高阻抗能力;五、车用客户需求→理想特性曲线：第七节万有特性一、万有特性图：它是多参数特性曲线图,能在一张图上较全面地表示发动机的性能.二、等油耗率曲线：各等油耗率曲线不相交;最内层的等油耗率曲线表示最经济;曲线愈向外,经济性愈差;万有特性的等油耗率曲线的作法三、等功率曲线：例:20KW等功率曲线的作法5、①汽车选配发动机2。因汽车的负荷范围较广，在较广的负荷范围内发动机2有较低的油耗率be，且bemin2＜250g/kw.h；②农业灌溉机械（抽水）选配发动机2。因农业灌溉机械抽水流量变化不大，故负荷变化较小，而在75%～85%负荷区有相对较低的be，且bemin1＜250g/kw.h。8、有无数个。因为①标定功率是制造厂根据发动机具体用途，在规定的额定（标定）转速下所规定的功率，是使用中的最大使用功率；②任意一个转速都可以根据具体需要规定为标定转速且对应一个标定功率；③而外特性曲线上每一点表示在此转速下的最大功率（油门开度最大）；故标定功率全部落在外特性曲线上。的爬坡能力强故)()(maxmaxBTTk＜TTktqBtqB＞TTtqAtqAtqBtqA克服阻力的潜力大故)()(312132BnnN＜nnNB＞nnA