第6章發(fā)動(dòng)機(jī)特性

1、第六章第六章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況 第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性第四節(jié)第四節(jié) 柴油機(jī)調(diào)速特性柴油機(jī)調(diào)速特性第五節(jié)第五節(jié) 萬(wàn)有特性萬(wàn)有特性第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)工況發(fā)動(dòng)機(jī)工況一、工況一、工況 發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，以其發(fā)出的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，以其發(fā)出的有效有效功率功率PePe和和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n表示表示。 發(fā)動(dòng)機(jī)的工況根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的用途，分為三類：發(fā)動(dòng)機(jī)的工況根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的用途，分為三類： I I、固定工況（恒速工況）固定工況（恒速工況） n nCC，PePe變化大，

2、變化大， 如抽水、發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)；如抽水、發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)； ePnIIII、螺旋槳工況、螺旋槳工況流體阻力負(fù)荷流體阻力負(fù)荷 ，如船用主機(jī)帶動(dòng)螺旋槳。，如船用主機(jī)帶動(dòng)螺旋槳。 III III、陸上運(yùn)輸工況、陸上運(yùn)輸工況 n n、PePe均在較大范圍內(nèi)變化，如車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)。均在較大范圍內(nèi)變化，如車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)。 汽車是在負(fù)荷、車速及道路情況頻繁變化的條件下汽車是在負(fù)荷、車速及道路情況頻繁變化的條件下使用的，因而，汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)必須適應(yīng)汽車使用的特使用的，因而，汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)必須適應(yīng)汽車使用的特點(diǎn)，在負(fù)荷和轉(zhuǎn)速經(jīng)常變化下工作。點(diǎn)，在負(fù)荷和轉(zhuǎn)速經(jīng)常變化下工作。3nKPenePneP二、發(fā)動(dòng)機(jī)特性二、發(fā)動(dòng)機(jī)特性n

3、發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況調(diào)整情況及及運(yùn)轉(zhuǎn)工況運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變而變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性?；年P(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性。n特性曲線是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一種簡(jiǎn)單、方特性曲線是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一種簡(jiǎn)單、方便、必不可少的形式。便、必不可少的形式。n發(fā)動(dòng)機(jī)特性種類很多，主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)特性種類很多，主要有： 負(fù)荷特性；速度特性；調(diào)速特性；萬(wàn)有特負(fù)荷特性；速度特性；調(diào)速特性；萬(wàn)有特性；煙度特性；排放特性；噪聲特性性；煙度特性；排放特性；噪聲特性等。等。發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)與工作過(guò)程參數(shù)之間的關(guān)系指標(biāo)與工作過(guò)程參數(shù)之間的關(guān)系n平均有效壓力：平均有效壓力：n有效功率：有效功率：n有效轉(zhuǎn)矩：有效轉(zhuǎn)矩：n有

4、效燃油消耗率：有效燃油消耗率：n每小時(shí)耗油量：每小時(shí)耗油量：nKPimve2mivekp1imvtqKT3imeKb14nKBv5三三. .發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定 發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定，是指制造廠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用途規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定，是指制造廠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用途規(guī)定該機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下輸出的有效功率及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即該機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下輸出的有效功率及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的功率標(biāo)定可分為以標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的功率標(biāo)定可分為以下下4 4種：種： 1 1）15min15min功率功率可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min15min仍保持正常狀態(tài)的最大有仍保持正常狀態(tài)的最大

5、有效功率。適用于汽車、軍用車輛、摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的效功率。適用于汽車、軍用車輛、摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的標(biāo)定。標(biāo)定。 2 2）1h1h功率功率可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h1h的最大有效功率。適用于拖拉機(jī)、的最大有效功率。適用于拖拉機(jī)、工程機(jī)械、船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。工程機(jī)械、船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。 3 3）12h12h功率功率可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12h12h的最大有效功率。適用于拖拉的最大有效功率。適用于拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)排灌、電站等發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。機(jī)、農(nóng)業(yè)排灌、電站等發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。 4 4）持續(xù)功率）持續(xù)功率允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。適用于農(nóng)業(yè)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。適用于農(nóng)業(yè)灌溉、電站、船舶、

6、鐵路牽引等發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。灌溉、電站、船舶、鐵路牽引等發(fā)動(dòng)機(jī)功率標(biāo)定。大氣修正大氣修正 n大氣狀況是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的環(huán)境大氣壓力、大氣狀況是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的環(huán)境大氣壓力、大氣溫度和相對(duì)濕度；大氣溫度和相對(duì)濕度；n同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)由于在不同大氣狀況下使用，其性同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)由于在不同大氣狀況下使用，其性能差別很大，需要規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況，并且能差別很大，需要規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況，并且還應(yīng)有一種辦法，把在不同大氣狀況下試驗(yàn)所得還應(yīng)有一種辦法，把在不同大氣狀況下試驗(yàn)所得的結(jié)果，換算成標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況下的數(shù)值；的結(jié)果，換算成標(biāo)準(zhǔn)大氣狀況下的數(shù)值；n國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1105.1GB1105.1878

7、7）規(guī)定了一般用途的往）規(guī)定了一般用途的往復(fù)活塞式柴油機(jī)和汽油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況是：復(fù)活塞式柴油機(jī)和汽油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況是：大氣壓大氣壓p p0 0=100kPa=100kPa，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度0 0=30=30，環(huán)境溫度環(huán)境溫度T T0 0=298K=298K或或2525（Page132Page132）。）。第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性 發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為速度特性速度特性；即即發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開(kāi)度（或油門開(kāi)度）發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開(kāi)度（或油門開(kāi)度）不變，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨不變，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n變化的關(guān)系變化的關(guān)系。n如：汽車爬坡

8、或阻力變化時(shí)，如：汽車爬坡或阻力變化時(shí)，駕駛員將油門踏板駕駛員將油門踏板位置保持一定，發(fā)動(dòng)機(jī)位置保持一定，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n則隨外界負(fù)荷的變則隨外界負(fù)荷的變化而變化。外界負(fù)荷大，化而變化。外界負(fù)荷大，n n ；外界負(fù)荷小，；外界負(fù)荷小，n n ，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿速度特性工作。這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿速度特性工作。n橫坐標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；橫坐標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； n縱坐標(biāo)：有效功率縱坐標(biāo)：有效功率PePe、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩TtqTtq、耗油率、耗油率bebe、每、每小時(shí)耗油量小時(shí)耗油量B B等等 。發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性進(jìn)一步分為：發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性進(jìn)一步分為： 外特性和部分速度特性外特性和部分速度特性n外特性：外特性：將油量調(diào)節(jié)結(jié)

9、構(gòu)固定在額定功率循環(huán)供將油量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)固定在額定功率循環(huán)供油量位置測(cè)得的速度特性。油量位置測(cè)得的速度特性。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只有一組，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只有一組，表示了該發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。表示了該發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。n部分速度特性：部分速度特性：將油量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)固定在小于額定將油量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)固定在小于額定功率循環(huán)供油量位置測(cè)得的速度特性。功率循環(huán)供油量位置測(cè)得的速度特性。每臺(tái)發(fā)動(dòng)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以有許多組。機(jī)可以有許多組。一、汽油機(jī)速度特性（外特性）一、汽油機(jī)速度特性（外特性）n節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TtqTtq、功率、功率PePe、油油耗耗be be 隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n n變化

10、的關(guān)系。變化的關(guān)系。n測(cè)取時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火提前角、冷卻水溫、潤(rùn)滑油測(cè)取時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火提前角、冷卻水溫、潤(rùn)滑油溫度等調(diào)整在最佳狀態(tài)；溫度等調(diào)整在最佳狀態(tài)； n當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定（或稱額定）功率當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定（或稱額定）功率循環(huán)供油量位置時(shí)，測(cè)得的速度特性為循環(huán)供油量位置時(shí)，測(cè)得的速度特性為標(biāo)定功標(biāo)定功率速度特性，率速度特性，習(xí)慣上稱外特性；習(xí)慣上稱外特性； n當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在小于標(biāo)定功率循環(huán)供油當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在小于標(biāo)定功率循環(huán)供油量各個(gè)位置時(shí)，所測(cè)得的速度特性稱為量各個(gè)位置時(shí)，所測(cè)得的速度特性稱為部分速部分速度特性度特性。1. 汽油機(jī)外特性曲線圖汽油機(jī)外特性曲線圖tqTePeb

11、1n3n2nntqTePeb關(guān)于外特性曲線上幾個(gè)重要特征點(diǎn)：關(guān)于外特性曲線上幾個(gè)重要特征點(diǎn)： Ttqmax、Pemax、beminnTtqTtqmaxmax、PePemaxmax、bebeminmin在實(shí)際中各意味著什么？在實(shí)際中各意味著什么？nTtqTtqmaxmax：汽車以：汽車以I I檔行駛能通過(guò)的最大爬坡，即最檔行駛能通過(guò)的最大爬坡，即最 大爬坡能力；大爬坡能力；nPePemax max ：汽車在良好道路上行駛能達(dá)到的最高車速；：汽車在良好道路上行駛能達(dá)到的最高車速；nbebemin min ：理論上可達(dá)到的最低油耗，實(shí)際油耗要比：理論上可達(dá)到的最低油耗，實(shí)際油耗要比 此高。此高。2.

12、2.外特性曲線歷程分析外特性曲線歷程分析1 1）扭矩）扭矩TtqTtq曲線曲線n因因n n供油量供油量( (不多不多) )，則有：，則有： （在節(jié)氣門開(kāi)度一定時(shí)，（在節(jié)氣門開(kāi)度一定時(shí)，值基本不隨轉(zhuǎn)速而變化）值基本不隨轉(zhuǎn)速而變化）nTtqTtq的變化取決于的變化取決于 、 和和 隨隨n n的變化：的變化：n 隨隨n n的變化關(guān)系的變化關(guān)系n n1 nn隨隨n n氣流慣性氣流慣性 ；n n節(jié)流損失節(jié)流損失 。 n 在某一中間轉(zhuǎn)速在某一中間轉(zhuǎn)速n1n1最大，高于或低于此轉(zhuǎn)速最大，高于或低于此轉(zhuǎn)速 都下降。都下降。imvtqKT3vvvmivvmivtqkT3vv 隨隨n n的變化關(guān)系的變化關(guān)系nn

13、n氣流運(yùn)動(dòng)氣流運(yùn)動(dòng)混合氣形成改善混合氣形成改善 ；nn n燃燒時(shí)間燃燒時(shí)間 ，燃燒惡化，燃燒惡化 。n在供油量一定情況下，在供油量一定情況下， 在某一中間轉(zhuǎn)速微微凸起（最在某一中間轉(zhuǎn)速微微凸起（最好），說(shuō)明此時(shí)熱量轉(zhuǎn)化為功的程度最高。高于或低于好），說(shuō)明此時(shí)熱量轉(zhuǎn)化為功的程度最高。高于或低于此轉(zhuǎn)速，此轉(zhuǎn)速， 均下降。均下降。iiiinii 隨隨n n的變化關(guān)系的變化關(guān)系n 隨隨n n ，摩擦損失，摩擦損失 , , p pm m 。n綜合：在低速區(qū)，因綜合：在低速區(qū)，因 、 均均 , ,雖然雖然 略有下降，略有下降，但隨但隨n n ，使，使TtqTtq , ,TtqTtqmaxmax，隨，隨n

14、n繼續(xù)繼續(xù) ，因因 、 、 均均 ，使使TtqTtq，即，即TtqTtq 隨隨n n變化比變化比較陡。較陡。mnxnmimivmv2 2）功率）功率Pe曲線曲線n顯然：功率顯然：功率Pe與與TtqTtq、n n成正比。成正比。n低速時(shí)：低速時(shí)：n nTtqTtq ( (不大不大) )，因，因Pe正比正比于于n n、TtqTtq，故故Pe；隨；隨n n繼續(xù)繼續(xù) ，雖，雖TtqTtq ，但因，但因n n 的影響大的影響大于于TtqTtq 的影響，使的影響，使PePePemaxmax ；nn n繼續(xù)繼續(xù) ，因，因TtqTtq 的影響大于的影響大于n n 的影響，使的影響，使Pe 。nTnKPtqim

15、ve22K3 3）油耗）油耗be曲線曲線n顯然，顯然，bebe的變化取決于的變化取決于 和和 隨隨n n的變化；當(dāng)?shù)淖兓?；?dāng) 的乘積至最大值時(shí)，該轉(zhuǎn)速下的乘積至最大值時(shí)，該轉(zhuǎn)速下bebe最小，高最小，高于或低于此轉(zhuǎn)速，于或低于此轉(zhuǎn)速，bebe均均 。n通常通常75-80%75-80%節(jié)氣門開(kāi)度下的燃料經(jīng)濟(jì)性較好。節(jié)氣門開(kāi)度下的燃料經(jīng)濟(jì)性較好。imeKb14mmii汽油機(jī)部分速度特性曲線汽油機(jī)部分速度特性曲線 是節(jié)氣門固定在部分開(kāi)啟位置測(cè)得的是節(jié)氣門固定在部分開(kāi)啟位置測(cè)得的速度特性。速度特性。n節(jié)氣門開(kāi)度愈小，節(jié)流節(jié)氣門開(kāi)度愈小，節(jié)流損失愈大，損失愈大， 下降愈陡，下降愈陡，使使PePe、Ttq

16、Ttq、be be 隨隨n n變化變化變得愈陡。變得愈陡。v3 3、外特性的意義、外特性的意義1 1）反映了發(fā)動(dòng)機(jī)使用中的最高性能及常用轉(zhuǎn)速范圍）反映了發(fā)動(dòng)機(jī)使用中的最高性能及常用轉(zhuǎn)速范圍n從使用角度看，發(fā)動(dòng)機(jī)的常用轉(zhuǎn)速范圍一般應(yīng)在最大從使用角度看，發(fā)動(dòng)機(jī)的常用轉(zhuǎn)速范圍一般應(yīng)在最大扭矩扭矩n1n1至最大功率至最大功率n2n2之間。之間。n當(dāng)工作轉(zhuǎn)速當(dāng)工作轉(zhuǎn)速n n 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠性均下降；靠性均下降；n當(dāng)工作轉(zhuǎn)速當(dāng)工作轉(zhuǎn)速n n 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)。時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)。n在全負(fù)荷時(shí)，應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能在最低燃料消耗率時(shí)在全負(fù)荷時(shí)，應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能在最低

17、燃料消耗率時(shí)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n3n3附近工作，這樣可獲得比較好的經(jīng)濟(jì)性。附近工作，這樣可獲得比較好的經(jīng)濟(jì)性。n汽車后備功率大，爬坡、加速性好；但后備功率過(guò)大，汽車后備功率大，爬坡、加速性好；但后備功率過(guò)大，則常用工況在低負(fù)荷區(qū)，經(jīng)濟(jì)性差。則常用工況在低負(fù)荷區(qū)，經(jīng)濟(jì)性差。maxpenmaxTtqn2 2）反映了發(fā)動(dòng)機(jī)使用中克服短期超載能）反映了發(fā)動(dòng)機(jī)使用中克服短期超載能力的強(qiáng)弱。力的強(qiáng)弱。n從使用角度看，從使用角度看，( - )( - )大，發(fā)動(dòng)機(jī)大，發(fā)動(dòng)機(jī)克克服短期超載的能力強(qiáng)。服短期超載的能力強(qiáng)。n汽車在行駛中，經(jīng)常會(huì)遇到像爬坡等行駛阻汽車在行駛中，經(jīng)常會(huì)遇到像爬坡等行駛阻力突然增大的情況，為了

18、克服短期超載，減力突然增大的情況，為了克服短期超載，減少司機(jī)的換擋次數(shù)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)少司機(jī)的換擋次數(shù)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增加。速的降低而增加。maxtqTtqT評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)阻力波動(dòng)的性能指標(biāo)評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)阻力波動(dòng)的性能指標(biāo)n扭矩儲(chǔ)備系數(shù)：扭矩儲(chǔ)備系數(shù)：n適應(yīng)性系數(shù)：適應(yīng)性系數(shù)：n 大或大或k值大，表明兩扭矩之差值大，表明兩扭矩之差( - )( - )值大，即隨值大，即隨著轉(zhuǎn)速的降低，著轉(zhuǎn)速的降低，扭矩扭矩 增加較快，從而在不換檔的情況增加較快，從而在不換檔的情況下，爬坡能力和克服短期超載的能力強(qiáng)。下，爬坡能力和克服短期超載的能力強(qiáng)。n 在在10%-30%、k值在值在1.2

19、-1.4可以滿足汽車的使用要求。可以滿足汽車的使用要求。n汽油機(jī)轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備系數(shù)為汽油機(jī)轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備系數(shù)為1.151.152.O2.O，柴油機(jī)在，柴油機(jī)在1.51.52.02.0范范圍。圍。tqtqTTKmax%100maxtqtqtqTTTmaxtqTtqTtqT3 3） 對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的n n高低影響到克服阻力的潛力高低影響到克服阻力的潛力n 對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的n n越低，克服外界阻力能力越強(qiáng)。越低，克服外界阻力能力越強(qiáng)。n有有A A、B B兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)和和最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速n1n1相同，但最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)相同，但最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速速n2n2不等，如

20、右圖所示。不等，如右圖所示。maxtqTmaxtqT 當(dāng)外界阻力矩為當(dāng)外界阻力矩為T TR1R1時(shí)，時(shí)，A A、B B兩機(jī)均能在兩機(jī)均能在n1n1下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。n當(dāng)外界阻力矩增大至當(dāng)外界阻力矩增大至T TR2R2 時(shí)，時(shí)，B B機(jī)發(fā)出最大扭矩機(jī)發(fā)出最大扭矩在在n n2B2B下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)A A機(jī)則在機(jī)則在n nA A下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。n當(dāng)外界阻力矩再增大至當(dāng)外界阻力矩再增大至T TR3R3 時(shí)，時(shí)，A A機(jī)發(fā)出最大扭機(jī)發(fā)出最大扭矩在矩在n n2A2A下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而B(niǎo) B機(jī)無(wú)法克服外界阻力機(jī)無(wú)法克服外界阻力矩，只能熄火。矩，只能熄火。n故：發(fā)動(dòng)機(jī)故

21、：發(fā)動(dòng)機(jī)A A比比B B克服障礙的潛力大?？朔系K的潛力大。n對(duì)于載重汽車，要求有較大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)，且對(duì)于載重汽車，要求有較大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)，且 對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的n n應(yīng)比較低。應(yīng)比較低。maxtqT二、柴油機(jī)速度特性（外特性）二、柴油機(jī)速度特性（外特性） 噴油泵調(diào)節(jié)桿（油門拉桿與齒條）位置噴油泵調(diào)節(jié)桿（油門拉桿與齒條）位置一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TtqTtq、功率、功率PePe、油耗油耗be be 隨隨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。n測(cè)取時(shí)，應(yīng)將供油提前角、冷卻水溫、潤(rùn)滑油測(cè)取時(shí)，應(yīng)將供油提前角、冷卻水溫、潤(rùn)滑油溫度等調(diào)整在最佳狀態(tài)。溫度等調(diào)整在最佳狀態(tài)。ePntqTtqT

22、ePebeb 與汽油機(jī)外特性相比，汽油機(jī)外與汽油機(jī)外特性相比，汽油機(jī)外特性特點(diǎn)如下特性特點(diǎn)如下1 1、扭矩、扭矩TtqTtq曲線曲線 變化歷程比變化歷程比TtqTtq汽汽平坦。平坦。n對(duì)于柴油機(jī)：每循環(huán)空氣量的多少只不過(guò)提供了產(chǎn)生對(duì)于柴油機(jī)：每循環(huán)空氣量的多少只不過(guò)提供了產(chǎn)生多大扭矩的可能性，而在各種工況下究竟能發(fā)出多大多大扭矩的可能性，而在各種工況下究竟能發(fā)出多大扭矩，主要看扭矩，主要看bb的多少，而且的多少，而且bb的變化也決定了的變化也決定了的變化。的變化。mimivtqbkkT 22bb隨隨n n的變化的變化nbb隨隨n n 而而 。n因因bb隨隨n n 一直一直 ，并且，并且bb 的

23、影響大于的影響大于 、 的的影響，使得影響，使得TtqTtq曲線隨曲線隨n n變變化比較平坦。化比較平坦。n圖中圖中h1h1、h2h2、h3h3表示噴油泵調(diào)節(jié)桿處于不同位置。表示噴油泵調(diào)節(jié)桿處于不同位置。ibn3b2b1bmTtqTtq曲線隨曲線隨n n變化平坦帶來(lái)的問(wèn)題變化平坦帶來(lái)的問(wèn)題n 小，使得克服外界阻力變化的能力降低。小，使得克服外界阻力變化的能力降低。n解決的辦法：油量校正，以增大全負(fù)荷的供油量。解決的辦法：油量校正，以增大全負(fù)荷的供油量。l常用的校正方法：常用的校正方法：出油閥式校正機(jī)構(gòu)；出油閥式校正機(jī)構(gòu)；附加在調(diào)速器上彈附加在調(diào)速器上彈 簧校正機(jī)構(gòu)。簧校正機(jī)構(gòu)。2 2、功率、功

24、率PePe曲線曲線n隨隨n n變化一直呈上升趨勢(shì)，無(wú)極大值拐點(diǎn)出變化一直呈上升趨勢(shì)，無(wú)極大值拐點(diǎn)出現(xiàn)?，F(xiàn)。n原因：當(dāng)原因：當(dāng)n n超過(guò)一定值后，燃燒惡化，后燃超過(guò)一定值后，燃燒惡化，后燃，冒煙嚴(yán)重，一般不允許超過(guò)該轉(zhuǎn)速，冒煙嚴(yán)重，一般不允許超過(guò)該轉(zhuǎn)速，這由調(diào)速器限制供應(yīng)量實(shí)現(xiàn)。這由調(diào)速器限制供應(yīng)量實(shí)現(xiàn)。3 3、油耗、油耗bebe曲線曲線nbebe柴柴 比比bebe汽汽 曲線變化平坦，且曲線變化平坦，且bebeminmin柴柴 be ，這使得柴油機(jī)，這使得柴油機(jī)在轉(zhuǎn)速變化的較大范圍內(nèi)都有較好的經(jīng)濟(jì)性，這在轉(zhuǎn)速變化的較大范圍內(nèi)都有較好的經(jīng)濟(jì)性，這也是柴油機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)。也是柴油機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)。n標(biāo)定功

25、率速度特性代表該機(jī)在使用中允許達(dá)到的標(biāo)定功率速度特性代表該機(jī)在使用中允許達(dá)到的最高性能最高性能 。柴i汽i柴油機(jī)部分速度特性曲線柴油機(jī)部分速度特性曲線n因不同油量調(diào)節(jié)拉桿位置因不同油量調(diào)節(jié)拉桿位置時(shí)，時(shí)， b b隨隨n n 的變化趨的變化趨勢(shì)基本相同（隨勢(shì)基本相同（隨n n 而而 ），），所以其部分速度特性的所以其部分速度特性的TtqTtq、PePe、b be e 隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n n的的變化與外特性基本平行。變化與外特性基本平行。第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。n以曲線表示，則稱為負(fù)荷

26、特性曲線；以曲線表示，則稱為負(fù)荷特性曲線； n當(dāng)汽車以一定的速度（即等速）沿阻力變化的道當(dāng)汽車以一定的速度（即等速）沿阻力變化的道路行駛時(shí)，就是這種情況。此時(shí)必須改變發(fā)動(dòng)機(jī)路行駛時(shí)，就是這種情況。此時(shí)必須改變發(fā)動(dòng)機(jī)油門來(lái)調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，油門來(lái)調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變；保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變； n橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)：負(fù)荷可用負(fù)荷可用PePe、TtqTtq或或p pmeme表示（當(dāng)轉(zhuǎn)速不變表示（當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，有效功率時(shí)，有效功率PePe與有效轉(zhuǎn)矩與有效轉(zhuǎn)矩TtqTtq、平均有效壓力、平均有效壓力p pmeme互為正比）；互為正比）； n縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：

27、每小時(shí)燃料消耗量每小時(shí)燃料消耗量B B 或燃料消耗率或燃料消耗率bebe。一、柴油機(jī)的負(fù)荷特性一、柴油機(jī)的負(fù)荷特性 nn一定，改變一定，改變bb時(shí)，時(shí)，B B、bebe隨隨PePe的變的變化關(guān)系?；P(guān)系。n測(cè)取前應(yīng)將供油提前角調(diào)整完好；保持冷卻水溫、測(cè)取前應(yīng)將供油提前角調(diào)整完好；保持冷卻水溫、潤(rùn)滑油溫度在最佳狀態(tài)。潤(rùn)滑油溫度在最佳狀態(tài)。n在移動(dòng)噴油泵供油齒條或拉桿的位置即逐漸改變?cè)谝苿?dòng)噴油泵供油齒條或拉桿的位置即逐漸改變bb時(shí)時(shí)，同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)功器負(fù)荷，以保持，同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)功器負(fù)荷，以保持n n一定。一定。n由于柴油機(jī)只是改變循環(huán)供油量（空氣量變化不大）由于柴油機(jī)只是改變循環(huán)供油量（空氣量變化不大）

28、來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，因此，也改變了缸內(nèi)混合氣的濃度，來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，因此，也改變了缸內(nèi)混合氣的濃度，即過(guò)量空氣系數(shù)即過(guò)量空氣系數(shù)，這種負(fù)荷調(diào)節(jié)方法稱為，這種負(fù)荷調(diào)節(jié)方法稱為“質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)節(jié)節(jié)”。1.1.柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線beebBBPePe2.2.負(fù)荷特性曲線歷程分析負(fù)荷特性曲線歷程分析1）油耗油耗bebe曲線曲線形狀為形狀為“魚鉤形魚鉤形”n由由 知，主要弄清知，主要弄清 、 隨隨PePe的變的變化關(guān)系。化關(guān)系。 隨隨PePe的變化關(guān)系的變化關(guān)系 隨隨PePe的變化關(guān)系的變化關(guān)系n在在n n一定，一定，PePe 意味著意味著bb ，隨著隨著bb ，逐漸逐漸 ，燃燒時(shí)，燃燒時(shí)期逐漸期逐漸 ，

29、冷卻損失，冷卻損失 ，燃燒，燃燒完全程度完全程度 ，使，使 隨隨PePe 而而 。miekb14immPemiiPei綜合：綜合：在怠速時(shí)，因在怠速時(shí)，因 =0，be=，隨著，隨著bb ，PePe ， 迅速迅速 ， 下降緩慢，下降緩慢，be ，至，至 達(dá)達(dá)到最大值，使到最大值，使be達(dá)到最小值達(dá)到最小值，隨隨bb繼續(xù)繼續(xù) ，燃，燃燒惡化，不完全燃燒燒惡化，不完全燃燒 ，冒煙嚴(yán)重，冒煙嚴(yán)重，be 。2）油耗曲線油耗曲線由由 知，知，n在一定時(shí)，在一定時(shí)，B B主要決定于主要決定于bb，因而，因而隨隨PePe ， bb隨隨之之 ，B B也成比例也成比例 。immim%100PeBbe3.3.由負(fù)荷

30、特性曲線可知由負(fù)荷特性曲線可知1 1）在指定轉(zhuǎn)速下的最大允許負(fù)荷及對(duì)應(yīng)的耗油率；）在指定轉(zhuǎn)速下的最大允許負(fù)荷及對(duì)應(yīng)的耗油率；2 2）在指定轉(zhuǎn)速下的最低燃油消耗率及其對(duì)應(yīng)負(fù)荷；）在指定轉(zhuǎn)速下的最低燃油消耗率及其對(duì)應(yīng)負(fù)荷；3 3）在指定轉(zhuǎn)速下經(jīng)濟(jì)性較好的負(fù)荷范圍。）在指定轉(zhuǎn)速下經(jīng)濟(jì)性較好的負(fù)荷范圍。二、汽油機(jī)的負(fù)荷特性二、汽油機(jī)的負(fù)荷特性 nn一定，節(jié)氣門開(kāi)度改變時(shí)，一定，節(jié)氣門開(kāi)度改變時(shí)，B B、bebe隨隨PePe的變化關(guān)系。的變化關(guān)系。n測(cè)取前應(yīng)將測(cè)取前應(yīng)將化油器、點(diǎn)火提前角調(diào)整完好化油器、點(diǎn)火提前角調(diào)整完好；保持冷保持冷卻水溫、潤(rùn)滑油溫度在最佳狀態(tài)。卻水溫、潤(rùn)滑油溫度在最佳狀態(tài)。n在逐漸改

31、變?cè)谥饾u改變節(jié)氣門開(kāi)度時(shí)節(jié)氣門開(kāi)度時(shí)，同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)功器負(fù)荷，同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)功器負(fù)荷，以保持以保持n n一定。一定。n由于汽油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)是靠改變節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)直接改由于汽油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)是靠改變節(jié)氣門開(kāi)度來(lái)直接改變進(jìn)入氣缸的混合氣量，變進(jìn)入氣缸的混合氣量，變化不大，故這種負(fù)荷變化不大，故這種負(fù)荷調(diào)節(jié)方法稱為調(diào)節(jié)方法稱為“量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)” ” 。1.1.汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線benebBB2.2.負(fù)荷特性曲線歷程分析負(fù)荷特性曲線歷程分析1）油耗油耗bebe曲線曲線 bebe汽汽 較較bebe柴柴曲線變化陡，且曲線變化陡，且bebeminmin汽汽 bebeminmin柴柴。n原因：由原因：由 知，

32、因知，因 隨隨PePe的變化趨勢(shì)與柴的變化趨勢(shì)與柴油機(jī)不同（雖然油機(jī)不同（雖然 隨隨 PePe的變化趨勢(shì)相同），的變化趨勢(shì)相同）， 使得使得bebe汽汽曲線較曲線較bebe柴柴曲曲 線變化陡。線變化陡。miekb14iiPem2）油耗油耗B B曲線曲線 當(dāng)當(dāng)n n一定時(shí)，一定時(shí)，B B主要決定于節(jié)氣門開(kāi)度主要決定于節(jié)氣門開(kāi)度和混合氣成分。和混合氣成分。n在中小負(fù)荷區(qū)域，混合氣成分變化不大，在中小負(fù)荷區(qū)域，混合氣成分變化不大，B B隨隨PePe 較慢，當(dāng)大負(fù)荷，因混合氣成分變濃，較慢，當(dāng)大負(fù)荷，因混合氣成分變濃，B B隨隨PePe 較快。較快。3 3）同一轉(zhuǎn)速下，汽油機(jī)和柴油機(jī)負(fù)荷特）同一轉(zhuǎn)速下

33、，汽油機(jī)和柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線的比較性曲線的比較bebeminmin柴柴bebeminmin汽汽（20-3020-30）% %；在常用負(fù)荷范圍內(nèi)，在常用負(fù)荷范圍內(nèi)，bebe柴柴曲線比曲線比bebe汽汽曲線平坦，曲線平坦，這對(duì)在面工況工作下的車用發(fā)動(dòng)機(jī)是有利的；這對(duì)在面工況工作下的車用發(fā)動(dòng)機(jī)是有利的；在負(fù)荷減小時(shí)，在負(fù)荷減小時(shí)，bebe柴柴曲線平坦，這對(duì)經(jīng)常在部曲線平坦，這對(duì)經(jīng)常在部分負(fù)荷下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)是有利的。分負(fù)荷下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)是有利的。第四節(jié)第四節(jié) 柴油機(jī)調(diào)速特性柴油機(jī)調(diào)速特性一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性1.1.（由前面柴油機(jī)速度特性知）（由前面柴油機(jī)速度特性知）Tt

34、qTtq隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n n變化的曲變化的曲線平緩線平緩 較小的負(fù)荷變化引起較大的轉(zhuǎn)速變化，較小的負(fù)荷變化引起較大的轉(zhuǎn)速變化，如下圖。如下圖。tqTnnTtq分析：分析： 上圖表明，如果調(diào)速桿不動(dòng)，只要柴油機(jī)的上圖表明，如果調(diào)速桿不動(dòng)，只要柴油機(jī)的負(fù)荷發(fā)生很小的變化，就會(huì)引起轉(zhuǎn)速在較大范圍負(fù)荷發(fā)生很小的變化，就會(huì)引起轉(zhuǎn)速在較大范圍內(nèi)變化。內(nèi)變化。u對(duì)于汽車，導(dǎo)致行駛速度時(shí)快時(shí)慢，不能滿足工對(duì)于汽車，導(dǎo)致行駛速度時(shí)快時(shí)慢，不能滿足工作要求。因此，當(dāng)柴油機(jī)裝上調(diào)速器后，以便在作要求。因此，當(dāng)柴油機(jī)裝上調(diào)速器后，以便在負(fù)荷發(fā)生變化是能及時(shí)移動(dòng)油門調(diào)節(jié)桿，使供油負(fù)荷發(fā)生變化是能及時(shí)移動(dòng)油門調(diào)節(jié)桿，使供油

35、量得到相應(yīng)的增減，從而保持轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。量得到相應(yīng)的增減，從而保持轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定。2.2.保持怠速穩(wěn)定保持怠速穩(wěn)定（怠速時(shí)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)）（怠速時(shí)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)） 由噴油泵速度特性知，由噴油泵速度特性知， bb隨隨n n 而而 ，而，而TtqTtq主要決主要決定于定于bb。 怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)發(fā)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)發(fā)出的指示功全部用于克服機(jī)出的指示功全部用于克服機(jī)械損失。其穩(wěn)定性決定于平械損失。其穩(wěn)定性決定于平均指示壓力均指示壓力p pmmmm與平均機(jī)械與平均機(jī)械損失壓力損失壓力p pmimi的相互配合情的相互配合情況。況。汽油機(jī)、柴油機(jī)汽油機(jī)、柴油機(jī)p pimim p pmmmm隨隨n n的變化關(guān)系如下：的

36、變化關(guān)系如下：l汽油機(jī)：因內(nèi)部因素使汽油機(jī)：因內(nèi)部因素使p pmmmm 時(shí)，時(shí)，p pmimi增大，增大，n n ， 穩(wěn)定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速原因：怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于節(jié)氣門開(kāi)度很小，節(jié)流損失原因：怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于節(jié)氣門開(kāi)度很小，節(jié)流損失大，大，n n 使使p pmimi 。l柴油機(jī)：柴油機(jī)：p pmmmm ，p pmimi ，n n ，bb p pmimi更小，更小， 熄火熄火 p pmmmm ，p pmimi ，n n ，bb p pmimi更大，更大， n n進(jìn)進(jìn) 一步一步 。 即要么導(dǎo)致熄火，要么導(dǎo)致飛車。即要么導(dǎo)致熄火，要么導(dǎo)致飛車。3.3.防止超速防止超速（超速導(dǎo)致飛車）（超速導(dǎo)致飛車）n對(duì)于

37、柴油機(jī)：當(dāng)負(fù)荷突變（突然卸除）時(shí)，對(duì)于柴油機(jī)：當(dāng)負(fù)荷突變（突然卸除）時(shí)， n n， ，燃燒惡化，大量冒煙，零件過(guò)熱；，燃燒惡化，大量冒煙，零件過(guò)熱； 零件質(zhì)量重，慣性力大，難以控制；零件質(zhì)量重，慣性力大，難以控制； 導(dǎo)致飛車，危害大。導(dǎo)致飛車，危害大。n對(duì)于汽油機(jī)：當(dāng)對(duì)于汽油機(jī)：當(dāng)n n， ，TtqTtq，僅使工作過(guò)程，僅使工作過(guò)程惡化。惡化。根據(jù)上述根據(jù)上述3 3條理由，為保證柴油機(jī)可靠地工作，柴油條理由，為保證柴油機(jī)可靠地工作，柴油機(jī)必須裝置調(diào)速器。機(jī)必須裝置調(diào)速器。v二、調(diào)速器的分類調(diào)速器的分類1.1.分類分類1 1）全程式調(diào)速器：從最低空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速，調(diào)速器都起作）全程式調(diào)速器：從

38、最低空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速，調(diào)速器都起作用；用；2 2）兩極式調(diào)速器：僅在怠速和最高轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）調(diào)速器起）兩極式調(diào)速器：僅在怠速和最高轉(zhuǎn)速（額定轉(zhuǎn)速）調(diào)速器起作用，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)和高速飛車，在其它中間轉(zhuǎn)速作用，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)和高速飛車，在其它中間轉(zhuǎn)速調(diào)速器不起作用，由駕駛員通過(guò)油門控制供油量；調(diào)速器不起作用，由駕駛員通過(guò)油門控制供油量；3 3）恒速式（單制式）：僅限制最高轉(zhuǎn)速，如發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)。）恒速式（單制式）：僅限制最高轉(zhuǎn)速，如發(fā)電機(jī)組柴油機(jī)。 汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)上所用調(diào)速器，按其構(gòu)造又分汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)上所用調(diào)速器，按其構(gòu)造又分機(jī)械機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式和電氣式式、氣動(dòng)式、

39、液壓式和電氣式，最常用的是機(jī)械式調(diào)速器。，最常用的是機(jī)械式調(diào)速器。近年來(lái)，采用微機(jī)控制的近年來(lái)，采用微機(jī)控制的電控調(diào)速器電控調(diào)速器也在增多。也在增多。2.2.作用作用 根據(jù)負(fù)荷變化制動(dòng)調(diào)節(jié)油量，保持柴油機(jī)在制定的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)荷變化制動(dòng)調(diào)節(jié)油量，保持柴油機(jī)在制定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并防止超速和怠速熄火。范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并防止超速和怠速熄火。三、調(diào)速特性調(diào)速特性 在噴油泵調(diào)速手柄位置固定、調(diào)速器起在噴油泵調(diào)速手柄位置固定、調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能指標(biāo)作用時(shí)，柴油機(jī)的性能指標(biāo)(Ttq(Ttq、PePe、be)be)隨轉(zhuǎn)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為調(diào)速特性。速的變化關(guān)系稱為調(diào)速特性。n調(diào)速器起作用是指調(diào)速

40、器自動(dòng)控制噴油泵齒條或調(diào)速器起作用是指調(diào)速器自動(dòng)控制噴油泵齒條或拉桿的移動(dòng)，以改變循環(huán)供油量。拉桿的移動(dòng)，以改變循環(huán)供油量。1.1.全程式調(diào)速器全程式調(diào)速器1.11.1全程式調(diào)速器工作原理（簡(jiǎn)圖）全程式調(diào)速器工作原理（簡(jiǎn)圖）圖中各組成件的作用：圖中各組成件的作用：1 1）轉(zhuǎn)速給定元件）轉(zhuǎn)速給定元件 調(diào)速手柄及調(diào)速?gòu)椈烧{(diào)速手柄及調(diào)速?gòu)椈?駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速手柄駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速手柄9 9可將調(diào)速?gòu)椏蓪⒄{(diào)速?gòu)椈苫? 5壓縮到不同位置從而給定不同彈簧預(yù)緊力。壓縮到不同位置從而給定不同彈簧預(yù)緊力。 2 2）轉(zhuǎn)速變化的感受元件）轉(zhuǎn)速變化的感受元件旋轉(zhuǎn)飛塊旋轉(zhuǎn)飛塊 根據(jù)轉(zhuǎn)速的變

41、化，由噴油泵凸輪軸帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)飛塊就產(chǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化，由噴油泵凸輪軸帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)飛塊就產(chǎn)生不同的離心力，離心力軸向分力抵抗彈簧彈力而作用于執(zhí)生不同的離心力，離心力軸向分力抵抗彈簧彈力而作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。行機(jī)構(gòu)上。 3 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)桿系調(diào)節(jié)桿系 用于執(zhí)行感受元件所發(fā)生的變化，從而加油或減油。旋用于執(zhí)行感受元件所發(fā)生的變化，從而加油或減油。旋轉(zhuǎn)飛塊轉(zhuǎn)飛塊4 4外張產(chǎn)生離心力，其軸向分力壓縮調(diào)速?gòu)椈赏鈴埉a(chǎn)生離心力，其軸向分力壓縮調(diào)速?gòu)椈? 5。當(dāng)軸。當(dāng)軸向分力大于調(diào)速?gòu)椈上蚍至Υ笥谡{(diào)速?gòu)椈? 5的預(yù)緊力時(shí)，推動(dòng)調(diào)節(jié)推桿向左移動(dòng)，的預(yù)緊力時(shí)，推動(dòng)調(diào)節(jié)推桿向左移動(dòng)，并帶動(dòng)供油拉桿并帶動(dòng)供油拉桿

42、8 8左移從而增大供油量。左移從而增大供油量。1.21.2全程式調(diào)速器調(diào)速特性全程式調(diào)速器調(diào)速特性 全程式調(diào)速器的調(diào)速特性曲線由調(diào)速器起作用全程式調(diào)速器的調(diào)速特性曲線由調(diào)速器起作用的調(diào)速段和調(diào)速器不起作用的外特性段組成。的調(diào)速段和調(diào)速器不起作用的外特性段組成。l圖中：圖中：11外特性；外特性；2-52-5調(diào)速特性。調(diào)速特性。 柴油機(jī)在調(diào)速段工作時(shí)，即使外界阻力矩變化柴油機(jī)在調(diào)速段工作時(shí)，即使外界阻力矩變化大，轉(zhuǎn)速波動(dòng)也很小。大，轉(zhuǎn)速波動(dòng)也很小。n調(diào)速手柄調(diào)速手柄9 9的不同位置，意味著施加給調(diào)速?gòu)椈刹坏牟煌恢茫馕吨┘咏o調(diào)速?gòu)椈刹煌念A(yù)緊力。彈簧預(yù)緊力小，調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)同的預(yù)緊力。彈簧預(yù)

43、緊力小，調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速則低；反之相反。速則低；反之相反。n在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，可以根據(jù)工作需要，只要在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，可以根據(jù)工作需要，只要給定調(diào)速手柄的位置，就可以得到不同轉(zhuǎn)速下的給定調(diào)速手柄的位置，就可以得到不同轉(zhuǎn)速下的調(diào)速特性，如圖中調(diào)速特性，如圖中2-52-5曲線。曲線。n調(diào)速手柄的位置一定，則調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力一定，調(diào)速手柄的位置一定，則調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力一定，當(dāng)飛塊的離心力的軸向分力大于調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊當(dāng)飛塊的離心力的軸向分力大于調(diào)速?gòu)椈傻念A(yù)緊力，調(diào)速器起作用，否則不起作用。力，調(diào)速器起作用，否則不起作用。2.2.兩級(jí)式調(diào)速器及調(diào)速特性兩級(jí)式調(diào)速器及調(diào)速特性 車用柴油機(jī)一般采用兩級(jí)

44、式調(diào)速器。車用柴油機(jī)一般采用兩級(jí)式調(diào)速器。2.12.1兩級(jí)式調(diào)速器工作原理兩級(jí)式調(diào)速器工作原理2.22.2兩級(jí)式調(diào)速器調(diào)速特性兩級(jí)式調(diào)速器調(diào)速特性 l當(dāng)當(dāng)nnnnnn額定額定時(shí)，隨時(shí)，隨n n ，調(diào)速器怠速?gòu)椈善鹱饔谜{(diào)速器怠速?gòu)椈善鹱饔茫ㄊ軌海?，使（受壓），使bb 防止飛防止飛車。車。3 3、調(diào)速器的工作指標(biāo)、調(diào)速器的工作指標(biāo)1 1） 調(diào)速率調(diào)速率 A A、穩(wěn)定調(diào)速率、穩(wěn)定調(diào)速率 式中：式中：n1n1外界阻力外界阻力突變前發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；突變前發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； n3n3外界阻力外界阻力突變后發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；突變后發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速； nbnb發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。l 2 2的大的大小

45、反映實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)相對(duì)于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速小反映實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)相對(duì)于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速的變化范圍。的變化范圍。 2 2小小轉(zhuǎn)速回復(fù)到穩(wěn)定點(diǎn)的能力強(qiáng)。轉(zhuǎn)速回復(fù)到穩(wěn)定點(diǎn)的能力強(qiáng)。l規(guī)定：農(nóng)灌及工程機(jī)械規(guī)定：農(nóng)灌及工程機(jī)械 2 2 8 % 8 % 汽車、拖拉機(jī)汽車、拖拉機(jī) 2 2 10 % 10 % 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 2 2 5 % 5 %bnnn132B B、瞬時(shí)調(diào)速率、瞬時(shí)調(diào)速率式中：式中：n2n2外界阻力突變時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大或最小瞬時(shí)外界阻力突變時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大或最小瞬時(shí)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速； n1n1、nbnb的意義同前。的意義同前。l 1 1的大的大小小表示表示轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n波動(dòng)的大??；波動(dòng)的大??； 1 1大大

46、轉(zhuǎn)速波動(dòng)大轉(zhuǎn)速波動(dòng)大, , 易游車。易游車。l一般一般 1 112%12%；發(fā)電機(jī)；發(fā)電機(jī) 1 18%8%bnnn1212 2）不靈敏度）不靈敏度 式中：式中：n n2 2當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減小時(shí)當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減小時(shí), , 調(diào)速器開(kāi)始起作用的轉(zhuǎn)速；調(diào)速器開(kāi)始起作用的轉(zhuǎn)速； n n1 1當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷增大增大時(shí)時(shí), , 調(diào)速器開(kāi)始起作用的轉(zhuǎn)速；調(diào)速器開(kāi)始起作用的轉(zhuǎn)速； n n 平均轉(zhuǎn)速；平均轉(zhuǎn)速；R R 推力盤運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力；推力盤運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力； E E 調(diào)速器起作用時(shí)作用在推力盤上的推力。調(diào)速器起作用時(shí)作用在推力盤上的推力。l 主要是由于調(diào)速系統(tǒng)存在摩擦力所致。主要是由于調(diào)速系統(tǒng)存

47、在摩擦力所致。 轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差；轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差； 調(diào)速器失靈調(diào)速器失靈, , 易飛車。易飛車。 低速時(shí)，調(diào)速器推動(dòng)力小，摩擦力增大，低速時(shí)，調(diào)速器推動(dòng)力小，摩擦力增大， 明顯增加明顯增加。 一般規(guī)定：標(biāo)定工況一般規(guī)定：標(biāo)定工況 1.21.22%2%；最低轉(zhuǎn)速時(shí)；最低轉(zhuǎn)速時(shí), , 10 1013%13%。ER12nnn第五節(jié)第五節(jié) 萬(wàn)有特性萬(wàn)有特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性又稱綜合特性或多參發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性又稱綜合特性或多參數(shù)（組合）特性。數(shù)（組合）特性。 車輛發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化范圍很廣。車輛發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化范圍很廣。要全面評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，用速度特性和負(fù)荷特要全面評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，用速度特性和負(fù)

48、荷特性很不方便。通常根據(jù)負(fù)荷特性曲線族經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)性很不方便。通常根據(jù)負(fù)荷特性曲線族經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換畫出多參數(shù)特性換畫出多參數(shù)特性萬(wàn)有特性。通過(guò)萬(wàn)有特萬(wàn)有特性。通過(guò)萬(wàn)有特性可以方便查出發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下的性能指標(biāo)。性可以方便查出發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下的性能指標(biāo)。 一、萬(wàn)有特性圖：一、萬(wàn)有特性圖：l橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n；l縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)平均有效壓力平均有效壓力PmePme； 可得到許多等油耗率可得到許多等油耗率bebe曲線曲線和等功率和等功率PePe曲線。曲線。 Pe=kPe=kPmePmen,n,所以所以PePe曲線為一曲線為一組雙曲線，將外特性中的組雙曲線，將外特性中的Pme(Pme(或或Ttq)Ttq)曲線

49、畫在萬(wàn)有特性圖上，構(gòu)曲線畫在萬(wàn)有特性圖上，構(gòu)成上邊界線。成上邊界線。l萬(wàn)有特性最內(nèi)層萬(wàn)有特性最內(nèi)層bebe低，越向外低，越向外bebe值越高，希望值越高，希望常用轉(zhuǎn)速和負(fù)荷落常用轉(zhuǎn)速和負(fù)荷落在最經(jīng)濟(jì)區(qū)域區(qū)，并希望等在最經(jīng)濟(jì)區(qū)域區(qū)，并希望等bebe曲曲線沿橫標(biāo)方向方些線沿橫標(biāo)方向方些。汽油機(jī)、柴油機(jī)萬(wàn)有特性的特點(diǎn)汽油機(jī)、柴油機(jī)萬(wàn)有特性的特點(diǎn)1 1）柴油機(jī)萬(wàn)有關(guān)特性的特點(diǎn)）柴油機(jī)萬(wàn)有關(guān)特性的特點(diǎn) 最低耗油率偏低，并且經(jīng)濟(jì)區(qū)域較寬；等耗最低耗油率偏低，并且經(jīng)濟(jì)區(qū)域較寬；等耗油率曲線在高、低速均不收斂，變化比較平坦。油率曲線在高、低速均不收斂，變化比較平坦。柴油機(jī)相對(duì)汽車變速工況的適應(yīng)性好；等功率線柴

50、油機(jī)相對(duì)汽車變速工況的適應(yīng)性好；等功率線向高速延伸時(shí)，耗油率的變化不大，所以采用低向高速延伸時(shí)，耗油率的變化不大，所以采用低速檔時(shí)，柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率儲(chǔ)備較大。速檔時(shí)，柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率儲(chǔ)備較大。2 2）汽油機(jī)萬(wàn)有特性的特點(diǎn)）汽油機(jī)萬(wàn)有特性的特點(diǎn) 與柴油機(jī)相比，汽油機(jī)萬(wàn)有特性具有如下特與柴油機(jī)相比，汽油機(jī)萬(wàn)有特性具有如下特點(diǎn)：最低耗油率偏高，經(jīng)濟(jì)區(qū)域偏小；等耗油率點(diǎn)：最低耗油率偏高，經(jīng)濟(jì)區(qū)域偏?。坏群挠吐是€在低速區(qū)向大負(fù)荷收斂，這說(shuō)明汽油機(jī)在低曲線在低速區(qū)向大負(fù)荷收斂，這說(shuō)明汽油機(jī)在低速低負(fù)荷的耗油率隨負(fù)荷的減小而急劇增大。速低負(fù)荷的耗油率隨負(fù)荷的減小而急劇增大。二、萬(wàn)有特性的制取二、萬(wàn)有特

51、性的制取 根據(jù)各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性曲線，用作圖法根據(jù)各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性曲線，用作圖法可以得到萬(wàn)有特性。作法如下圖所示。可以得到萬(wàn)有特性。作法如下圖所示。1 1、等燃油消耗率曲線、等燃油消耗率曲線1 1）將不同轉(zhuǎn)速的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速為以）將不同轉(zhuǎn)速的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速為以平均有效壓力平均有效壓力PmePme 或扭矩或扭矩TtqTtq 為橫坐標(biāo)、燃油為橫坐標(biāo)、燃油bebe消耗率為縱坐標(biāo)的負(fù)荷特性。消耗率為縱坐標(biāo)的負(fù)荷特性。PmePme與與PePe、TtqTtq與與PePe 之間的換算關(guān)系見(jiàn)相關(guān)公式。之間的換算關(guān)系見(jiàn)相關(guān)公式。 2 2）從負(fù)荷特性曲線的某一油耗處（如圖）從負(fù)荷特性曲線的某一油耗處（如圖7-1

52、67-16中的中的b be=239g/kWhe=239g/kWh處）引一垂線，與各種轉(zhuǎn)速的處）引一垂線，與各種轉(zhuǎn)速的bebe曲線有兩個(gè)曲線有兩個(gè)（或一個(gè)）交點(diǎn)。再?gòu)慕稽c(diǎn)處引水平線，與從萬(wàn)有特性橫坐標(biāo)（或一個(gè)）交點(diǎn)。再?gòu)慕稽c(diǎn)處引水平線，與從萬(wàn)有特性橫坐標(biāo)相應(yīng)轉(zhuǎn)速處引出的垂線相交，將交點(diǎn)連成圓滑的曲線，即得到相應(yīng)轉(zhuǎn)速處引出的垂線相交，將交點(diǎn)連成圓滑的曲線，即得到一定燃油消耗率時(shí)的等燃油消耗率曲線，其余一定燃油消耗率時(shí)的等燃油消耗率曲線，其余b b時(shí)的等燃油消時(shí)的等燃油消耗率曲線作法相同。耗率曲線作法相同。2 2、等功率曲線、等功率曲線 根據(jù)公式根據(jù)公式Pe=TtqPe=Ttq* *n/9550=k

53、n/9550=kPmePmen n，可畫出等功率曲線，可畫出等功率曲線，是一組雙曲線。是一組雙曲線。第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配n發(fā)動(dòng)機(jī)是車輛的一個(gè)總成，是汽車動(dòng)力的來(lái)源；發(fā)動(dòng)機(jī)是車輛的一個(gè)總成，是汽車動(dòng)力的來(lái)源；n整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性既取決于發(fā)動(dòng)機(jī)自身的性整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性既取決于發(fā)動(dòng)機(jī)自身的性能，又依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的合理匹配；能，又依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車的合理匹配；n發(fā)動(dòng)機(jī)的各種特性，是分析發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)的各種特性，是分析發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛匹配的有效工具；有效工具；本節(jié)主要從兩個(gè)角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配：本節(jié)主要從兩個(gè)角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配： 從提高動(dòng)力性的

54、角度；從提高動(dòng)力性的角度； 從提高經(jīng)濟(jì)性的角度。從提高經(jīng)濟(jì)性的角度。從動(dòng)力性的角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配（從動(dòng)力性的角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配（1） n汽車的動(dòng)力性可由三方面的指標(biāo)評(píng)價(jià)：汽車的動(dòng)力性可由三方面的指標(biāo)評(píng)價(jià)： 汽車的最高車速；汽車的最高車速； 汽車的加速時(shí)間；汽車的加速時(shí)間； 最大爬坡能力。最大爬坡能力。 n 圖中圖中1 1表示行駛阻力功率，表示行駛阻力功率，2 2表示外特表示外特性功率曲線，性功率曲線，A A點(diǎn)表示在該道路條件點(diǎn)表示在該道路條件下所能達(dá)到的最高車速。下所能達(dá)到的最高車速。n 曲線曲線2 2與曲線與曲線1 1之差表示發(fā)動(dòng)機(jī)所擁有之差表示發(fā)動(dòng)機(jī)所擁有的后備功率。的后備

55、功率。 后備功率愈大，爬坡、加速性能后備功率愈大，爬坡、加速性能愈好，但行駛中負(fù)荷率低，經(jīng)濟(jì)性較愈好，但行駛中負(fù)荷率低，經(jīng)濟(jì)性較差。對(duì)于用途不同的車輛，其后備功差。對(duì)于用途不同的車輛，其后備功率大小的要求是不相同的。率大小的要求是不相同的。某轎車驅(qū)動(dòng)力某轎車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖n變速器各檔有不同的傳動(dòng)變速器各檔有不同的傳動(dòng)比，可將發(fā)動(dòng)機(jī)外特性轉(zhuǎn)比，可將發(fā)動(dòng)機(jī)外特性轉(zhuǎn)換成不同檔位的驅(qū)動(dòng)力與換成不同檔位的驅(qū)動(dòng)力與車速的曲線；車速的曲線；n由圖看出，該車的最高車由圖看出，該車的最高車速在速在180km180kmh h以上，在以上，在1 1檔檔能爬上的最大坡度為能爬上的最大坡度為5555，相應(yīng)地還能計(jì)算其加速時(shí)相應(yīng)地還能計(jì)算其加速時(shí)間。間。 從動(dòng)力性的角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配（從動(dòng)力性的角度改善發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的匹配（2 2） n不同種類、不同排量的車輛，不可能用驅(qū)動(dòng)力不同種類、不同排