發(fā)動機特性及點火提前角對性能的影響

1、目錄01發(fā)動機的特性發(fā)動機的特性概述概述02負荷特性03速度特性04點火提前角對性能指標的影響 發(fā)動機實際運行的工作狀況，簡稱發(fā)動機實際運行的工作狀況，簡稱工況工況。發(fā)動機的工發(fā)動機的工況常用發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷表示，即內(nèi)燃機的工況是指況常用發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷表示，即內(nèi)燃機的工況是指在某一轉(zhuǎn)速和負荷狀態(tài)下的工作狀態(tài)。在某一轉(zhuǎn)速和負荷狀態(tài)下的工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速表示發(fā)動機的工作頻率；表示發(fā)動機的工作頻率；負荷（有效功率）表示發(fā)動機對外作功的能力，有效負荷（有效功率）表示發(fā)動機對外作功的能力，有效功率功率Pe和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n 決定了發(fā)動機的工作運行情況。決定了發(fā)動機的工作運行情況。動力性指標動力性指標存在以

2、下關(guān)系：存在以下關(guān)系：npnTPmetqe式中，式中，Pe為有效功率，為有效功率，Ttq為轉(zhuǎn)矩，為轉(zhuǎn)矩， pme 平均平均有效壓力有效壓力(單位單位氣缸工作容積氣缸工作容積)， n為工作轉(zhuǎn)速。為工作轉(zhuǎn)速。因此負荷也可用輸出轉(zhuǎn)矩因此負荷也可用輸出轉(zhuǎn)矩Ttq或平均有效壓力或平均有效壓力pme來表示。來表示。上述參數(shù)中只有上述參數(shù)中只有2個獨立變量，即個獨立變量，即(n, Pe)、（、（n, Ttq）或（或（n, pme）決定發(fā)動機的一個工況點。）決定發(fā)動機的一個工況點。其中：發(fā)動機輸出的有效指標通常用平均有效壓其中：發(fā)動機輸出的有效指標通常用平均有效壓力力p pmeme、有效扭矩、有效扭矩T Tt

3、qtq、有效功率、有效功率P Pe e、有效燃油消耗、有效燃油消耗率率b be e、每小時耗油量、每小時耗油量B B表示。表示。發(fā)動機功率（輸出轉(zhuǎn)矩或平均有效壓力）、發(fā)動機功率（輸出轉(zhuǎn)矩或平均有效壓力）、轉(zhuǎn)速應該與發(fā)動機所帶動的工作機械要求轉(zhuǎn)速應該與發(fā)動機所帶動的工作機械要求的功率、轉(zhuǎn)速相適應。的功率、轉(zhuǎn)速相適應。 只有當發(fā)動機發(fā)出的扭矩與工作機械只有當發(fā)動機發(fā)出的扭矩與工作機械消耗的扭矩相等時，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速消耗的扭矩相等時，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速下按一定功率穩(wěn)定工作。下按一定功率穩(wěn)定工作。 可以看到輸出功率相同，不等于工況可以看到輸出功率相同，不等于工況相同，其燃燒放熱過程不同，發(fā)動機的經(jīng)

4、相同，其燃燒放熱過程不同，發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放特性也就不一樣。濟性和排放特性也就不一樣。 當所帶動的工作機械的阻力矩、轉(zhuǎn)速當所帶動的工作機械的阻力矩、轉(zhuǎn)速變化時，發(fā)動機的工況就會發(fā)生變化。變化時，發(fā)動機的工況就會發(fā)生變化。所以需要了解發(fā)動機的所以需要了解發(fā)動機的工況面工況面。 發(fā)動機運行工況分為發(fā)動機運行工況分為穩(wěn)定穩(wěn)定和和動態(tài)動態(tài)工況。工況。 以負荷和轉(zhuǎn)速為坐標的平面叫發(fā)動機的以負荷和轉(zhuǎn)速為坐標的平面叫發(fā)動機的工況平面工況平面。 發(fā)動機工況是在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)發(fā)動機工況是在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速以及在各工作轉(zhuǎn)速下所能輸出的最大功速以及在各工作轉(zhuǎn)速下所能輸出的最大功率（轉(zhuǎn)矩）所能包圍的范圍

5、內(nèi)。率（轉(zhuǎn)矩）所能包圍的范圍內(nèi)。a a 各轉(zhuǎn)速時最大功率（轉(zhuǎn)矩）限制各轉(zhuǎn)速時最大功率（轉(zhuǎn)矩）限制線；線；b b 各負荷條件下的最高轉(zhuǎn)速限制線。各負荷條件下的最高轉(zhuǎn)速限制線。都對應最大加速踏板位置工況：汽都對應最大加速踏板位置工況：汽油機節(jié)氣門全開，速度外特性線；油機節(jié)氣門全開，速度外特性線；柴油機柴油機aa校正外特性線，校正外特性線，bb調(diào)速調(diào)速特性線特性線c c 最低穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速限制線；最低穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速限制線；d d 各加速踏板位置下的空轉(zhuǎn)怠速線；各加速踏板位置下的空轉(zhuǎn)怠速線；e e 表示機械損失功率，對應工表示機械損失功率，對應工況況不正常工作范圍，滅火外力倒不正常工作范圍，滅火外力倒拖，

6、或不給油掛檔下坡（穩(wěn)定速拖，或不給油掛檔下坡（穩(wěn)定速度）。度）。 發(fā)動機特性指在一定條件下，發(fā)動機性發(fā)動機特性指在一定條件下，發(fā)動機性能指標與特性參數(shù)隨參數(shù)調(diào)整情況或運轉(zhuǎn)工能指標與特性參數(shù)隨參數(shù)調(diào)整情況或運轉(zhuǎn)工況變化等各種可變因素的變化規(guī)律。況變化等各種可變因素的變化規(guī)律。其中的其中的運行特性，即主要的性能指標隨工況參數(shù)運行特性，即主要的性能指標隨工況參數(shù)轉(zhuǎn)速和負荷的變化規(guī)律最為重要。轉(zhuǎn)速和負荷的變化規(guī)律最為重要。l性能指標隨調(diào)整情況變化的特性稱為性能指標隨調(diào)整情況變化的特性稱為調(diào)整特調(diào)整特性性如點火提前角調(diào)整特性、供油提前角調(diào)如點火提前角調(diào)整特性、供油提前角調(diào)整特性等；整特性等；l性能指標隨

7、運行工況變化的特性稱為性能指標隨運行工況變化的特性稱為性能特性能特性性，如負荷特性、速度特性和調(diào)速特性等。，如負荷特性、速度特性和調(diào)速特性等。研究發(fā)動機特性的必要性研究發(fā)動機特性的必要性為了評價內(nèi)燃機在不同工況下運行的動為了評價內(nèi)燃機在不同工況下運行的動力性指標力性指標(如功率、轉(zhuǎn)矩、平均有效壓力等如功率、轉(zhuǎn)矩、平均有效壓力等)、經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標(燃油消耗率燃油消耗率)、排放指標以及反、排放指標以及反映工作過程進行的完善程度指標映工作過程進行的完善程度指標(如指示熱效如指示熱效率、充量系數(shù)以及機械效率率、充量系數(shù)以及機械效率)等，就必須研究等，就必須研究內(nèi)燃機的特性。內(nèi)燃機的特性。 發(fā)動機

8、銘牌上規(guī)定的最大輸出功率發(fā)動機銘牌上規(guī)定的最大輸出功率P Pemaxemax及其對應及其對應轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n nn n所確定的工況為標定工況，標定工況不是發(fā)動所確定的工況為標定工況，標定工況不是發(fā)動機所能達到的極限功率，是人為規(guī)定的一個限制使用機所能達到的極限功率，是人為規(guī)定的一個限制使用的最大功率點。的最大功率點。l世界各國對標定方法的規(guī)定有所不同。按照國家標準世界各國對標定方法的規(guī)定有所不同。按照國家標準GBll05GBll058787內(nèi)燃機臺架性能試驗方法內(nèi)燃機臺架性能試驗方法規(guī)定，我規(guī)定，我國內(nèi)燃機的功率可以分為四級：國內(nèi)燃機的功率可以分為四級：這一功率為內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)這一功率為內(nèi)燃機允

9、許連續(xù)運轉(zhuǎn)15min15min的最大有效功率，適用于需要較大功率儲備或瞬時需要發(fā)出最的最大有效功率，適用于需要較大功率儲備或瞬時需要發(fā)出最大功率的轎車、中小型載貨汽車、軍用車輛、快艇等用途的內(nèi)大功率的轎車、中小型載貨汽車、軍用車輛、快艇等用途的內(nèi)燃機。燃機。 l1h1h功率功率：這一功率為內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)：這一功率為內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)1h1h的最大有效功率，適用的最大有效功率，適用于需要一定功率儲備以克服突增負荷的工程機械、船舶主機、大型于需要一定功率儲備以克服突增負荷的工程機械、船舶主機、大型載貨汽車和機車等用途的內(nèi)燃機。載貨汽車和機車等用途的內(nèi)燃機。 l12h12h功率功率：這一功率為內(nèi)

10、燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)：這一功率為內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)12h12h的最大有效功率，適的最大有效功率，適用于需要在用于需要在12h12h內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)而又需要充分發(fā)揮功率的拖拉機、移動內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)而又需要充分發(fā)揮功率的拖拉機、移動式發(fā)電機組、鐵道牽引等用途的內(nèi)燃機。式發(fā)電機組、鐵道牽引等用途的內(nèi)燃機。 l持續(xù)功率持續(xù)功率：這一功率為內(nèi)燃機允許長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大有效功率，：這一功率為內(nèi)燃機允許長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大有效功率，適用于需要長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的固定動力、排灌、電站、船舶等用途適用于需要長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的固定動力、排灌、電站、船舶等用途的內(nèi)燃機。的內(nèi)燃機。 除持續(xù)功率外，其他幾種功率均具有間歇性工作的特點，除持續(xù)功率

11、外，其他幾種功率均具有間歇性工作的特點，故常被稱為故常被稱為間歇功率間歇功率。對間歇功率而言，內(nèi)燃機在實際按標。對間歇功率而言，內(nèi)燃機在實際按標定功率運轉(zhuǎn)時，超出上述限定的時間并不意味著內(nèi)燃機將被定功率運轉(zhuǎn)時，超出上述限定的時間并不意味著內(nèi)燃機將被損壞，但無疑將使內(nèi)燃機的壽命與可靠性受到影響。損壞，但無疑將使內(nèi)燃機的壽命與可靠性受到影響。2.2.發(fā)動機的性能特性發(fā)動機的性能特性性能特性性能特性2.12.1發(fā)動機的負荷特性發(fā)動機的負荷特性負荷特性：當發(fā)動機保持轉(zhuǎn)速不變時，負荷特性：當發(fā)動機保持轉(zhuǎn)速不變時，穩(wěn)態(tài)性能指標隨負荷而變化的規(guī)律為發(fā)動穩(wěn)態(tài)性能指標隨負荷而變化的規(guī)律為發(fā)動機的負荷特性。機的負

12、荷特性。一般用來分析發(fā)動機的燃一般用來分析發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性，還可用來分析發(fā)動機所能達到油經(jīng)濟性，還可用來分析發(fā)動機所能達到的極限動力性能（不受標定功率的限制）。的極限動力性能（不受標定功率的限制）。 負荷特性線比速度特性線更易于測定，負荷特性線比速度特性線更易于測定，所以發(fā)動機的性能研究，多采用負荷特性所以發(fā)動機的性能研究，多采用負荷特性線來進行。線來進行。 如：當汽車以一定的速度沿阻力變化如：當汽車以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時，就是這種情況。此時必的道路行駛時，就是這種情況。此時必須改變發(fā)動機油門來調(diào)整有效扭矩，以須改變發(fā)動機油門來調(diào)整有效扭矩，以適應外界阻力矩的變化，以保持發(fā)動機適

13、應外界阻力矩的變化，以保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變。轉(zhuǎn)速不變。 2.12.1、柴油機的負荷特性柴油機的負荷特性 在轉(zhuǎn)速保持不變，調(diào)整到最佳在轉(zhuǎn)速保持不變，調(diào)整到最佳供油提前角，水溫、油溫、油壓保供油提前角，水溫、油溫、油壓保持合理狀態(tài)的情況下測定。持合理狀態(tài)的情況下測定。即發(fā)動即發(fā)動機在正常工作條件下，轉(zhuǎn)速不變時，機在正常工作條件下，轉(zhuǎn)速不變時，發(fā)動機的性能指標隨負荷變化的特發(fā)動機的性能指標隨負荷變化的特性。性。 柴油機負荷調(diào)節(jié)方法稱為柴油機負荷調(diào)節(jié)方法稱為“質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)節(jié)節(jié)”。it 總體呈隨負荷增加而降低的趨勢，與總體呈隨負荷增加而降低的趨勢，與汽油機相反。負荷減小，噴油量減小，汽油機相反。負荷減小，噴油

14、量減小，一是噴油和燃燒時間縮短，導致等容度一是噴油和燃燒時間縮短，導致等容度有所上升，二是混合氣體變稀，兩者使有所上升，二是混合氣體變稀，兩者使得燃燒效率上升。負荷過小，缸內(nèi)溫度得燃燒效率上升。負荷過小，缸內(nèi)溫度太低，燃燒惡化；負荷過大，混合氣過太低，燃燒惡化；負荷過大，混合氣過濃，混合與燃燒不完善，因此，兩端出濃，混合與燃燒不完善，因此，兩端出現(xiàn)下降趨勢?，F(xiàn)下降趨勢。 從零增加，到中負荷后，漸趨平坦。從零增加，到中負荷后，漸趨平坦。gb 隨負荷線性增加，到達隨負荷線性增加，到達Pemax時，時，燃燒燃燒惡化導致加速上升。惡化導致加速上升。 隨著負荷的進一步增加，過量空氣系數(shù)隨著負荷的進一步增

15、加，過量空氣系數(shù)a變得更小，混合氣形成與燃燒開始惡化，指示變得更小，混合氣形成與燃燒開始惡化，指示熱效率熱效率itit開始明顯下降，其下降速度逐漸超開始明顯下降，其下降速度逐漸超過機械效率上升的速度，燃油消耗率開始上升。過機械效率上升的速度，燃油消耗率開始上升。如果繼續(xù)增加負荷，則空氣相對不足，燃料無如果繼續(xù)增加負荷，則空氣相對不足，燃料無法完全燃燒，從而使燃油消耗率上升很快，且法完全燃燒，從而使燃油消耗率上升很快，且柴油機大量冒黑煙，導致活塞、燃燒室積碳，柴油機大量冒黑煙，導致活塞、燃燒室積碳，發(fā)動機過熱，可靠性以及壽命受到影響。如超發(fā)動機過熱，可靠性以及壽命受到影響。如超過該極限再進一步增

16、大負荷，柴油機大量冒黑過該極限再進一步增大負荷，柴油機大量冒黑煙，功率反而下降。煙，功率反而下降。 2.2 2.2 汽油機的負荷特性汽油機的負荷特性 在轉(zhuǎn)速保持不變，調(diào)整到最佳在轉(zhuǎn)速保持不變，調(diào)整到最佳點火提前角，理想的過量空氣系數(shù)，點火提前角，理想的過量空氣系數(shù)，水溫、油溫、油壓保持在合理范圍水溫、油溫、油壓保持在合理范圍之內(nèi)的情況下測定。之內(nèi)的情況下測定。即發(fā)動機在正即發(fā)動機在正常工作條件下，轉(zhuǎn)速不變時，發(fā)動常工作條件下，轉(zhuǎn)速不變時，發(fā)動機的性能指標隨負荷變化的特性。機的性能指標隨負荷變化的特性。itit 總體規(guī)律與柴油機相反。總體規(guī)律與柴油機相反。負荷低時，負荷低時，節(jié)氣門開度節(jié)氣門開度

17、小小，缸內(nèi)循環(huán)進氣量小，殘余廢，缸內(nèi)循環(huán)進氣量小，殘余廢氣系數(shù)氣系數(shù)r r大，大，燃燒速度較小，加之燃燒速度較小，加之a(chǎn) a相對相對過高，燃燒不完全，以及溫度下降使燃料氣過高，燃燒不完全，以及溫度下降使燃料氣化條件惡化，單位工質(zhì)傳熱量增加，化條件惡化，單位工質(zhì)傳熱量增加，itit下下降；降；節(jié)氣門開度大于節(jié)氣門開度大于85%85%后，后，a a逐漸相對減逐漸相對減小，燃燒不完全，小，燃燒不完全，itit也下降。也下降。燃油消耗率燃油消耗率b b的變化取決于指示熱效率的變化取決于指示熱效率itit、機械效率機械效率m m的變化的變化。m m 與柴油機規(guī)律一致。與柴油機規(guī)律一致。c c 規(guī)律與規(guī)律

18、與m m相似，當負荷加大溫度上升相似，當負荷加大溫度上升后，斜率略有下降。后，斜率略有下降。特性差別的解釋特性差別的解釋 因為兩種類型發(fā)動機的機械效率變化因為兩種類型發(fā)動機的機械效率變化情況基本類似，造成汽油機與柴油機燃油情況基本類似，造成汽油機與柴油機燃油消耗率差異的主要原因就在于指示熱效率消耗率差異的主要原因就在于指示熱效率的差異。的差異。 由于柴油機的壓縮比比汽油機高出較由于柴油機的壓縮比比汽油機高出較多，其過量空氣系數(shù)也要比汽油機大，燃多，其過量空氣系數(shù)也要比汽油機大，燃燒大部分是在空氣過量的情況下進行的，燒大部分是在空氣過量的情況下進行的，所以柴油機的指示熱效率要比汽油機要高。所以柴

19、油機的指示熱效率要比汽油機要高。這樣，這樣，從數(shù)值上看，汽油機的燃油消耗率從數(shù)值上看，汽油機的燃油消耗率數(shù)值高于柴油機。數(shù)值高于柴油機。 從指示熱效率曲線的變化趨勢上來看，從指示熱效率曲線的變化趨勢上來看，兩者也有比較明顯的差異。在轉(zhuǎn)速不變的兩者也有比較明顯的差異。在轉(zhuǎn)速不變的前提下，柴油機進人氣缸的空氣量基本上前提下，柴油機進人氣缸的空氣量基本上不隨負荷大小而變化，而每循環(huán)供油量則不隨負荷大小而變化，而每循環(huán)供油量則隨負荷的增大而增大，這樣過量空氣系數(shù)隨負荷的增大而增大，這樣過量空氣系數(shù)就隨負荷的增大而減小，因此，就隨負荷的增大而減小，因此，指示熱效指示熱效率也就隨負荷的增大而降低率也就隨負

20、荷的增大而降低；3 3 發(fā)動機的速度特性發(fā)動機的速度特性速度特性：速度特性：若汽油機保持節(jié)氣門開度不變或柴若汽油機保持節(jié)氣門開度不變或柴油機保持油量調(diào)節(jié)桿位置不變，而各工況又在最佳油機保持油量調(diào)節(jié)桿位置不變，而各工況又在最佳調(diào)節(jié)狀態(tài)時，調(diào)節(jié)狀態(tài)時，發(fā)動機的特性指標或特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速發(fā)動機的特性指標或特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律稱為發(fā)動機的速度特性。的變化規(guī)律稱為發(fā)動機的速度特性。當汽車沿阻力變化的道路行駛時，若駕駛員將油門當汽車沿阻力變化的道路行駛時，若駕駛員將油門踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行駛踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行駛速度也會改變，上坡時汽車速度逐漸降低，下坡時速度

21、也會改變，上坡時汽車速度逐漸降低，下坡時速度增加，這時發(fā)動機即沿速度特性工作。速度增加，這時發(fā)動機即沿速度特性工作。 每一個油量調(diào)節(jié)位置對應一條速度特性曲每一個油量調(diào)節(jié)位置對應一條速度特性曲線，標定工況位置所決定的為全負荷速度特線，標定工況位置所決定的為全負荷速度特性曲線，又叫外特性線性曲線，又叫外特性線（只有一條）（只有一條）（柴油（柴油機的油門固定在標定位置，或汽油機的節(jié)氣機的油門固定在標定位置，或汽油機的節(jié)氣門全開時的速度特性）門全開時的速度特性）；其余的為部分負荷；其余的為部分負荷速度特性線，又稱部分特性線速度特性線，又稱部分特性線（無數(shù)條）（無數(shù)條）。發(fā)動機的外特性線表示發(fā)動機各轉(zhuǎn)速

22、發(fā)動機的外特性線表示發(fā)動機各轉(zhuǎn)速對應的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩，決定了汽車對應的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩，決定了汽車的最大動力性能，的最大動力性能，是發(fā)動機對整車動力性是發(fā)動機對整車動力性能最主要的影響因素。能最主要的影響因素。 3.13.1、柴油機的速度特性、柴油機的速度特性 在油量調(diào)節(jié)桿保持位置不變，在油量調(diào)節(jié)桿保持位置不變，調(diào)整到最佳點火提前角，水溫、油溫、調(diào)整到最佳點火提前角，水溫、油溫、油壓保持正常穩(wěn)定的情況下測定。油壓保持正常穩(wěn)定的情況下測定。即發(fā)即發(fā)動機在正常工作條件下，負荷一定時動機在正常工作條件下，負荷一定時（油量調(diào)節(jié)桿保持位置不變），發(fā)動機（油量調(diào)節(jié)桿保持位置不變），發(fā)動機的性能指標隨

23、轉(zhuǎn)速變化的特性。的性能指標隨轉(zhuǎn)速變化的特性。 gb在油量調(diào)節(jié)桿位置不變時在油量調(diào)節(jié)桿位置不變時, ,由于進、由于進、回油孔節(jié)流和燃油漏泄的影響，它隨回油孔節(jié)流和燃油漏泄的影響，它隨轉(zhuǎn)速上升而增加，小負荷時上升斜率轉(zhuǎn)速上升而增加，小負荷時上升斜率更大；高速時（節(jié)流作用加強）曲線更大；高速時（節(jié)流作用加強）曲線轉(zhuǎn)平或略降。轉(zhuǎn)平或略降。it 呈總體較平坦的上凸曲線：呈總體較平坦的上凸曲線：低速時低速時燃油噴射壓力小，不利于混和氣的形燃油噴射壓力小，不利于混和氣的形成與燃燒，傳熱損失大，成與燃燒，傳熱損失大，it下降；高下降；高速時噴油和燃燒持續(xù)加大，速時噴油和燃燒持續(xù)加大，c下降，下降，gb增加，致

24、使增加，致使a下降，不完全燃燒增下降，不完全燃燒增加，加，it也也下降。下降。m 機械損失：附件消耗、泵氣損失隨機械損失：附件消耗、泵氣損失隨速度增加，所以速度增加，所以機械效率隨轉(zhuǎn)速的提機械效率隨轉(zhuǎn)速的提高而降低。高而降低。Ttq 低速上升，負荷越小斜率越大，高速時下降，負荷越大斜率越大。低速上升，負荷越小斜率越大，高速時下降，負荷越大斜率越大。Pe 隨轉(zhuǎn)速增加而增加，但最大轉(zhuǎn)速時有問題。隨轉(zhuǎn)速增加而增加，但最大轉(zhuǎn)速時有問題。bi 與與it成反比。成反比。be和和bi圖形相似，但由于圖形相似，但由于m的影響，上翹度更大。的影響，上翹度更大。3.23.2、汽油機的速度特性、汽油機的速度特性 在

25、節(jié)氣門保持開度不變，調(diào)整到最在節(jié)氣門保持開度不變，調(diào)整到最佳點火提前角，理想的過量空氣系數(shù)，佳點火提前角，理想的過量空氣系數(shù)，水溫、油溫、油壓保持正常穩(wěn)定的情況水溫、油溫、油壓保持正常穩(wěn)定的情況下測定。下測定。即發(fā)動機在正常工作條件下，即發(fā)動機在正常工作條件下，負荷一定時（節(jié)氣門開度不變），發(fā)動負荷一定時（節(jié)氣門開度不變），發(fā)動機的性能指標隨轉(zhuǎn)速變化的特性。機的性能指標隨轉(zhuǎn)速變化的特性。 外特性外特性（全負荷的速度特性）（全負荷的速度特性） 節(jié)氣門全開時節(jié)氣門全開時的的速度特性。速度特性。 部分負荷速度特性部分負荷速度特性 節(jié)氣門部分打開時的速度特性節(jié)氣門部分打開時的速度特性。it 比柴油機彎

26、曲度更大的上凸曲線：比柴油機彎曲度更大的上凸曲線：在低轉(zhuǎn)速時，缸內(nèi)氣流減弱，火焰在低轉(zhuǎn)速時，缸內(nèi)氣流減弱，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档屯瑫r漏氣及散熱損失傳播速度降低同時漏氣及散熱損失增加，故增加，故it下降；下降；在高轉(zhuǎn)速時，燃在高轉(zhuǎn)速時，燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，等容度變小，燒所占曲軸轉(zhuǎn)角增大，等容度變小，還可能出現(xiàn)燃燒不完全，故還可能出現(xiàn)燃燒不完全，故it也下也下降。降。m 機械損失、附件消耗、泵氣損失機械損失、附件消耗、泵氣損失隨速度增加。在低負荷時，曲線下隨速度增加。在低負荷時，曲線下降更加陡峭。另外總體比柴油機陡降更加陡峭。另外總體比柴油機陡峭。峭。c 隨著速度增加隨著速度增加, ,換氣時間縮短換氣

27、時間縮短, ,氣氣體慣性使換氣不充分。也是在低負體慣性使換氣不充分。也是在低負荷時荷時，曲線下降更加陡峭。，曲線下降更加陡峭。a a 變化不大，隨速度略有增加，變化不大，隨速度略有增加，現(xiàn)代汽車（現(xiàn)代汽車（電控汽油噴射帶氧傳感電控汽油噴射帶氧傳感器）器）在相當大的負荷變化范圍內(nèi)均在相當大的負荷變化范圍內(nèi)均保持在保持在a a=1.0=1.0。T Ttqtq主要受主要受c c和和m m的影響，在某的影響，在某一較低速時取得最大值，然后隨一較低速時取得最大值，然后隨轉(zhuǎn)速增加而急劇下降，部分特性轉(zhuǎn)速增加而急劇下降，部分特性線下降更劇烈。線下降更劇烈。itit僅在高、低僅在高、低速時使速時使T Ttqt

28、q值略降低。值略降低。P Pe e先隨先隨n n增加而加大，當增加而加大，當T Ttqtq下降下降大于大于n n 的增加時，的增加時，P Pe e轉(zhuǎn)而下降，轉(zhuǎn)而下降，速度外特性線上的速度外特性線上的P Pemaxemax一般就是一般就是標定功率點。標定功率點。b bi i與與itit成反比。成反比。b be e在在b bi i的基礎(chǔ)上加上的基礎(chǔ)上加上m m因素，隨因素，隨轉(zhuǎn)速上升而上翹，節(jié)氣門開度越轉(zhuǎn)速上升而上翹，節(jié)氣門開度越小，上翹越厲害。小，上翹越厲害。汽、柴油機速度特性曲線的對比汽、柴油機速度特性曲線的對比（1 1）汽油機）汽油機T Ttqtq線總體上向下傾斜較大，低負荷線總體上向下傾斜

29、較大，低負荷時傾斜更大；而柴油機時傾斜更大；而柴油機T Ttqtq線總體變化平坦。線總體變化平坦。（2 2）汽油機）汽油機P Pe e外特性線的最大值，一般就是標外特性線的最大值，一般就是標定功率點；而柴油機可達到的最大值點的轉(zhuǎn)速很定功率點；而柴油機可達到的最大值點的轉(zhuǎn)速很高，所以標定點并非該特性曲線的極值點。高，所以標定點并非該特性曲線的極值點。（3 3）柴油機燃油消耗率）柴油機燃油消耗率b be e曲線要比汽油機平坦，曲線要比汽油機平坦，低負荷時尤為明顯。低負荷時尤為明顯。4.點火提前角對性能指標的影響點火提前角對性能指標的影響本試驗采用的是汽油本試驗采用的是汽油/CNG兩用燃料兩用燃料發(fā)

30、動機試驗臺架，該臺架是由汽油發(fā)動機試驗臺架，該臺架是由汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機試驗臺架、測兩用燃料發(fā)動機試驗臺架、測功機控制柜、汽油功機控制柜、汽油/CNG兩用燃料發(fā)兩用燃料發(fā)動機故障模擬試驗臺、采集前段處理動機故障模擬試驗臺、采集前段處理電路和傳感器信號采集模擬顯示系統(tǒng)電路和傳感器信號采集模擬顯示系統(tǒng)組成，其中汽油組成，其中汽油/CNG兩用燃料發(fā)動兩用燃料發(fā)動機試驗臺架設有點火提前器，可以設機試驗臺架設有點火提前器，可以設置不同的點火提前角，進而分析點火置不同的點火提前角，進而分析點火提前角對發(fā)動機經(jīng)濟性產(chǎn)生的影響。提前角對發(fā)動機經(jīng)濟性產(chǎn)生的影響。汽油汽油/CNG發(fā)動機試驗臺正常運行后，轉(zhuǎn)

31、速達到發(fā)動機試驗臺正常運行后，轉(zhuǎn)速達到1800r/min左右時，切換到燃氣狀態(tài)，開始使用天然氣燃料供應進行左右時，切換到燃氣狀態(tài)，開始使用天然氣燃料供應進行試驗。試驗采用汽車運行的兩個常用狀態(tài)：怠速工況狀態(tài)試驗。試驗采用汽車運行的兩個常用狀態(tài)：怠速工況狀態(tài)（節(jié)氣門開度為（節(jié)氣門開度為0，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為780r/min）和中速工況狀態(tài)（節(jié)）和中速工況狀態(tài)（節(jié)氣門開度為氣門開度為30%，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速2000r/min）。通過調(diào)節(jié)點火提前器）。通過調(diào)節(jié)點火提前器（分別為（分別為6、9、12、15），試驗可以設置四個大），試驗可以設置四個大小不同的點火提前角角度。在兩種工況下，進行發(fā)動機燃小不同的點火提

32、前角角度。在兩種工況下，進行發(fā)動機燃氣消耗量的測試，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。氣消耗量的測試，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。怠速工況時，也就是汽車節(jié)氣門開度為怠速工況時，也就是汽車節(jié)氣門開度為0，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為780r/min的狀態(tài)，臺架試驗所測得的狀態(tài)，臺架試驗所測得CNG發(fā)動機各項參發(fā)動機各項參數(shù)數(shù) 數(shù)據(jù)見表數(shù)據(jù)見表1。從表從表1所測得數(shù)據(jù)可以看出，當點火提前角發(fā)生變化時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)所測得數(shù)據(jù)可以看出，當點火提前角發(fā)生變化時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速基本上維持不變，速基本上維持不變，CNG發(fā)動機噴氣脈寬也保持在發(fā)動機噴氣脈寬也保持在5.4ms，發(fā)動機的，發(fā)動機的氣耗量為氣耗量為0.145g/s左右，變化左右，變化

33、 不明顯。在不明顯。在CNG發(fā)動機怠速工況下，發(fā)動機怠速工況下，點火提前角的變化對發(fā)動機燃氣消耗量影響不大。點火提前角的變化對發(fā)動機燃氣消耗量影響不大。中速工況時，也就是節(jié)氣門開度為中速工況時，也就是節(jié)氣門開度為30%，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為2000r/min的的狀態(tài)，臺架試驗所測得狀態(tài)，臺架試驗所測得CNG發(fā)動機各項參數(shù)發(fā)動機各項參數(shù) 數(shù)據(jù)見表數(shù)據(jù)見表2。從表從表2 2所測得數(shù)據(jù)可以看出，中速工況狀態(tài)下，當點火提所測得數(shù)據(jù)可以看出，中速工況狀態(tài)下，當點火提前器角度由前器角度由6 6依次調(diào)節(jié)到依次調(diào)節(jié)到1515時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速先升高時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速先升高后降低，發(fā)動機的功率同樣也是先升高后降低，而后降

34、低，發(fā)動機的功率同樣也是先升高后降低，而CNGCNG發(fā)發(fā)動機的氣耗量卻是先降低后升高，相對應的比氣耗也是動機的氣耗量卻是先降低后升高，相對應的比氣耗也是先降低后升高。當點火提前器的角度為先降低后升高。當點火提前器的角度為9 9時，發(fā)動機的時，發(fā)動機的空燃比空燃比最低，接近標準空燃比，發(fā)動機燃燒充分，此最低，接近標準空燃比，發(fā)動機燃燒充分，此時時 燃氣消耗量為燃氣消耗量為1.066g/s1.066g/s，在四個角度中消耗量最低。，在四個角度中消耗量最低。假如假如 保證發(fā)動機動力性時，當點火提前器為保證發(fā)動機動力性時，當點火提前器為9 9時，發(fā)時，發(fā)動機發(fā)出功率最大，動力性最好，此時比氣耗量為動機

35、發(fā)出功率最大，動力性最好，此時比氣耗量為171.86g/kwh171.86g/kwh，也，也 是在四個角度中消耗量最低。當點是在四個角度中消耗量最低。當點火提前器為火提前器為9 9時，發(fā)動機的動力性最好，發(fā)動機的燃氣時，發(fā)動機的動力性最好，發(fā)動機的燃氣經(jīng)濟性也最好。所以在中速工況下，單一從經(jīng)濟性角度經(jīng)濟性也最好。所以在中速工況下，單一從經(jīng)濟性角度考慮，點火提前器的角度更應適合選擇考慮，點火提前器的角度更應適合選擇9 9，點火提前器，點火提前器過低或過高，都會增加過低或過高，都會增加CNGCNG發(fā)動機燃氣消耗量，并在一定發(fā)動機燃氣消耗量，并在一定程度降低發(fā)動機的動力性。程度降低發(fā)動機的動力性。 通過發(fā)動機臺架試驗分析可得出，點火