《發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線》PPT課件

1、 一、發(fā)動(dòng)機(jī)工況 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作狀況簡稱為工況。發(fā)動(dòng)機(jī)的工況可以用一組表征其某種性能的參數(shù)來描述，其中主要的參數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)速n和有效功率Pe （或扭矩Te） kWn/9550TPee 一、發(fā)動(dòng)機(jī)工況 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作狀況簡稱為工況。發(fā)動(dòng)機(jī)的工況可以用一組表征其某種性能的參數(shù)來描述，其中主要的參數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)速n和有效功率Pe （或扭矩Te）。 盡管發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況時(shí)多種多樣的，但一臺發(fā)動(dòng)機(jī)在PePen n工況圖上的工作區(qū)域時(shí)有限的，如圖所示。 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及標(biāo)定功率 根據(jù)使用條件不同，發(fā)動(dòng)機(jī)工況。大致可以分為三類： 1.恒轉(zhuǎn)速（固定式）工況 發(fā)動(dòng)機(jī)功率變化，但曲軸轉(zhuǎn)速幾乎

2、保持不變。如帶動(dòng)發(fā)電機(jī)、水泵等的發(fā)動(dòng)機(jī)。 2.流體阻力（螺旋槳）工況 發(fā)動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速之間呈一定的函數(shù)關(guān)系，常見的為接近三 次冪函數(shù)關(guān)系，即： Pekn3 如帶動(dòng)螺旋槳工作的船用發(fā)動(dòng)機(jī)即屬此類。螺旋槳吸收的功率與螺旋槳轉(zhuǎn)速的三次方成正比。 3.面工況 發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速在很大范圍內(nèi)各自獨(dú)立的變化，二者沒有特定的關(guān)系。汽車和拖拉機(jī)等陸上運(yùn)輸車輛所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)屬此類。 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及標(biāo)定功率第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及標(biāo)定功率二、發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率 發(fā)動(dòng)機(jī)所允許運(yùn)轉(zhuǎn)的最大功率時(shí)有一定限制的，要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性、用途、使用特點(diǎn)和壽命要求在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上人為確定。

3、同一型號的發(fā)動(dòng)機(jī)，在不同使用條件及壽命要求下，銘牌上所標(biāo)定的功率及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速可以不同。發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)定的功率，均為使用中允許的最大功率，稱為標(biāo)定功率。我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率分為以下四級： 1. 15min功率 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min的最大有效功率。 2. 1h功率 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h的最大有效功率。 3. 12h功率 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12h的最大有效功率。 4. 持續(xù)功率 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，允許發(fā)動(dòng)機(jī)長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。 一、柴油機(jī)調(diào)整特性 1. 柴油機(jī)供油提前角調(diào)整特性 柴油機(jī)供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定，維持一定轉(zhuǎn)速

4、，測定有效功率Pe、小時(shí)燃料消耗量Gf、燃油消耗率ge隨供油提前角的變化關(guān)系，即 Pe=f（）、 Gf= f（）、ge =f() ,稱為供油提前角調(diào)整特性。 發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整特性。如柴油機(jī)供油提前角調(diào)整特性、燃料調(diào)整特性、汽油機(jī)點(diǎn)火提前角調(diào)整特性、燃料（化油器）調(diào)整特性等。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第二節(jié) 調(diào)整特性 2. 柴油機(jī)燃料調(diào)整特性 制取柴油機(jī)燃料調(diào)整特性時(shí)，應(yīng)使供油提前角調(diào)整在最佳位置，保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定（一般為標(biāo)定轉(zhuǎn)速），將調(diào)速器與噴油泵供油拉桿的聯(lián)結(jié)脫開，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中冷卻水溫、機(jī)油壓力和溫度在正常范圍內(nèi)。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第二節(jié) 調(diào)整特性 二、汽油

5、機(jī)調(diào)整特性 1.汽油機(jī)點(diǎn)火提前角調(diào)整特性 當(dāng)汽油機(jī)節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和混和氣濃度不變條件下，汽油機(jī)有效功率Pe和燃油消耗率ge隨點(diǎn)火提前角變化的關(guān)系，稱為點(diǎn)火提前角調(diào)整特性。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第二節(jié) 調(diào)整特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第二節(jié) 調(diào)整特性 在汽油機(jī)轉(zhuǎn)速及節(jié)氣門開度不變的條件下，點(diǎn)火提前角最佳，有效功率、燃油消耗率隨混合氣成分的變化關(guān)系為該轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度的燃料調(diào)整特性。2.汽油機(jī)的燃料調(diào)整特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第二節(jié) 調(diào)整特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，其性能指標(biāo)（主要是經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)Gf、ge ）隨負(fù)荷（如Pe 或Te）變化的規(guī)律。 一、汽油機(jī)負(fù)荷特性 點(diǎn)火提前角最佳、化油器調(diào)整

6、完好情況下，保持汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一定，每小時(shí)耗油量、燃油消耗率隨負(fù)荷變化的關(guān)系稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。 1.燃油消耗率曲線 2.每小時(shí)耗油量曲線第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第三節(jié) 負(fù)荷特性 二、柴油機(jī)負(fù)荷特性 柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速一定，每小時(shí)耗油量、有效燃油消耗率隨負(fù)荷變化的關(guān)系為柴油機(jī)的負(fù)荷特性。 1.燃油消耗率曲線 2.每小時(shí)耗油量曲線第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第三節(jié) 負(fù)荷特性 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（噴油泵調(diào)節(jié)齒桿或化油器節(jié)氣門）位置一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（ Te 、Pe 、Gf、ge 等）隨轉(zhuǎn)速的變化的規(guī)律。 發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定功率是在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下發(fā)揮的功率。確定合理的標(biāo)定轉(zhuǎn)速和常用的轉(zhuǎn)速范圍，是研究發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性的意義所

7、在。同時(shí)，轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)基本的工況參數(shù)之一。許多工作機(jī)械對發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所要求。 當(dāng)供油量固定在標(biāo)定功率位置時(shí)所測得的速度特性稱為外速度特性，簡稱外特性，它表示該發(fā)動(dòng)機(jī)能工作的最大功率界限，當(dāng)供油量固定在標(biāo)定功率以下任意位置時(shí)所測得的速度特性稱為部分速度特性，簡稱部分特性。 一、柴油機(jī)速度特性 制取柴油機(jī)速度特性時(shí)應(yīng)將調(diào)速器與噴油泵的聯(lián)結(jié)脫開，使調(diào)速器不起調(diào)速作用；供油提前角調(diào)整在最佳位置；冷卻水溫、機(jī)油溫度及壓力正常。 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性1.柴油機(jī)的外速度特性及工作性能 （1）扭矩曲線 （2）功率曲線 （3）燃油消耗率曲線第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性 當(dāng)噴油泵供油調(diào)節(jié)桿固

8、定在小于標(biāo)定功率循環(huán)供油量位置時(shí)測得的部分速度特性。2.柴油機(jī)的部分速度特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性3.扭矩特性（1）扭矩適應(yīng)系數(shù)k kTemax/Teb 一般汽油機(jī)k1.21.4 柴油機(jī)k值只有1.05左右 （2）柴油機(jī)扭矩特性 的改善（3）轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù) n2/nb 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性 二、汽油機(jī)速度特性 汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不變，點(diǎn)火提前角調(diào)整在最佳位置及化油器調(diào)整完好（汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)及進(jìn)氣系統(tǒng)工作正常），冷卻水溫，機(jī)油溫度和壓力正常。節(jié)氣門全開時(shí)的速度特性稱為外特性；節(jié)氣門部分打開時(shí)的速度特性為部分負(fù)荷速凍特性。 1.汽油機(jī)外特性 （1）扭矩曲線

9、扭矩與、u、i、m的乘積成正比。當(dāng)節(jié)氣門越大時(shí)，值變化不大，因此，扭矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律主要取決于u、i、m隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。 （2）功率曲線 功率與扭矩和轉(zhuǎn)速的乘積成正比。 （3）燃油消耗率曲線 油耗率的大小主要取決于熱效率和機(jī)械效率，并與i、m的乘積成反比。 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性 汽油機(jī)的速度特性與柴油機(jī)的速度特性比較，有以下特點(diǎn)： （1）由于受uf（n）的影響，曲線變化較陡； （2）Pemax和Gfmax值比較明顯； （3）部分速度特性時(shí)，由于節(jié)氣門處進(jìn)氣節(jié)流，曲線更陡。所以汽油機(jī)在維持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定和負(fù)荷適應(yīng)性方面比柴油機(jī)優(yōu)越。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性

10、第四節(jié) 速度特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性2.汽油機(jī)的部分速度特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第四節(jié) 速度特性 當(dāng)節(jié)氣門部分開啟時(shí)，功率和扭矩曲線總是低于外特性的。且節(jié)氣門開度越小，扭矩曲線下降越快，扭矩和功率最大值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速越低。 當(dāng)節(jié)氣門開度為75時(shí)，此時(shí)，加濃裝置停止工作，耗油率曲線的位置達(dá)到最低。 節(jié)氣門開度再減小時(shí)，由于殘余廢氣相對增多。燃燒速率下降，熱效率下降，耗油率增加。 一、調(diào)速特性 1.全程式調(diào)速器調(diào)速特性 在調(diào)速器起作用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的變化規(guī)律，即 Te 、n 、Gf、ge=f（Pe），或Pe、Te 、Gf、ge=f（

11、n），稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性。 制取調(diào)速特性時(shí)，應(yīng)保持噴油泵調(diào)速器調(diào)整正常，調(diào)速器操作手柄放在最大位置，供油提前角調(diào)整到最佳位置，水溫、油溫和油壓正常。 制取調(diào)速特性的目的在于了解當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，在調(diào)速器和校正器起作用下發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的變化規(guī)律及特征值，并可檢查和評價(jià)調(diào)速器和校正器的工作質(zhì)量。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性 在發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)到標(biāo)定工況階段（低負(fù)荷階段），調(diào)速器起調(diào)速作用。在此階段，隨著負(fù)荷的逐漸加大，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速稍有下降。超過標(biāo)定工況后（超負(fù)荷階段），隨著負(fù)荷的加大，轉(zhuǎn)速下降很多，調(diào)速器已經(jīng)不起作用。而校正器正在起作用，噴油泵供油拉桿行程稍稍加

12、大。 整體上看，調(diào)速特性是一段特殊的負(fù)荷特性（轉(zhuǎn)速稍有變化）和一段特殊的速度特性（供油拉桿行程稍有變化）的組合。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性 1.兩極式調(diào)速器調(diào)速特性 兩極式調(diào)速器只在最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速時(shí)起作用，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)低速熄火或高速飛車，在中間各轉(zhuǎn)速調(diào)速器不起作用。第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性bb0max1nnnbnnn122 二、調(diào)速器的工作指標(biāo) 1.調(diào)速率 （1）穩(wěn)定調(diào)速率1（2）瞬時(shí)調(diào)速率2第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性 穩(wěn)態(tài)調(diào)速率表明了發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況運(yùn)轉(zhuǎn)與最高空轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍。如果穩(wěn)定調(diào)速率太大，不僅對工作機(jī)械的穩(wěn)定工作不利，而且對于空轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損也是有

13、害的。 一般規(guī)定，農(nóng)業(yè)排灌和工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)要求18；汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)110；交流發(fā)電機(jī)組用發(fā)電機(jī)要求高一些，15。 第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性第五節(jié) 調(diào)速特性2.不靈敏度nnn12 瞬時(shí)調(diào)速率是評定調(diào)速器過渡過程的指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)荷突然發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速也隨之突變，并經(jīng)過波動(dòng)后又重新穩(wěn)定，這個(gè)過程稱為過渡過程。瞬時(shí)調(diào)速率表示過渡過程中轉(zhuǎn)速波動(dòng)的瞬時(shí)增長百分比。 一般規(guī)定，212；對于發(fā)電機(jī)組用發(fā)動(dòng)機(jī)要求28。 不靈敏度過大時(shí)，會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，而且加劇噴油泵供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí)的摩擦，結(jié)果調(diào)速器不靈敏度顯著增加。 一般規(guī)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)不超過1.22，最低轉(zhuǎn)速時(shí)不超過1013。 一、萬有特性的意義 車用發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況是極其復(fù)雜的，其轉(zhuǎn)速與負(fù)荷都在很大的范圍內(nèi)變化，要分析發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的性能，僅用12條速度特性和負(fù)荷特性曲線是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要用一系列的速度特性和負(fù)荷特性曲線才能全面的評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能狀況，這樣既不方便也不直觀。為了能在一張圖上，較全面的表示發(fā)動(dòng)機(jī)工況面上的性能，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)特性，即萬有特性。它是建立在負(fù)荷特性或速度特性基礎(chǔ)上的特性。通過萬有特性能全面的表示發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的變化規(guī)律。 最常用的萬有特性是以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，平均有效壓力（或扭矩）為縱坐標(biāo)。因此，圖上的每一點(diǎn)都代表發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工況，由于每一工況都有確定的功