發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線

1、167第11章發(fā)機(jī)特性內(nèi)容提要發(fā)動(dòng)機(jī)特性與特性曲線的含義、分類與意義發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)特性的含義、分類與曲線發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的校正11.1基本概念發(fā)動(dòng)機(jī)特性與特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況及運(yùn) 轉(zhuǎn)情況而變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性。發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)主要有功率、轉(zhuǎn)矩、燃料消耗率、排氣溫度、排氣煙度等調(diào)整情況主要指柴油機(jī)的供油提前角、汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角、發(fā)動(dòng)機(jī)燃料等可調(diào)因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響；運(yùn)轉(zhuǎn)情況一般指發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等。特性曲線為了直觀顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的特為Audi (奧迪)2.4L 5 氣門汽油機(jī)的外特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)特性分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性分調(diào)節(jié)特性

2、和性能特性兩大 類。性、萬有特性、螺旋槳圖 11-1 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線(Audi 2.4L5 氣門V汽油機(jī)外特性)161167特性等。發(fā)動(dòng)機(jī)特性的制取1H發(fā)動(dòng)機(jī)特性需在專門的試 驗(yàn)臺(tái)（俗稱發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架）上進(jìn)行，圖1111-2顯示了帶水力測功器的試驗(yàn)臺(tái)的基本組成。它可 以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性試驗(yàn)，國家已 有件下進(jìn)行。11.2發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)特性得重視。圖 11-2 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)1-發(fā)動(dòng)機(jī) 2-數(shù)顯水溫表 3-數(shù)顯油壓表 4-數(shù)顯排溫表5-油門執(zhí)行器 6-轉(zhuǎn)速表 7-負(fù)荷表 8-水門執(zhí)行器9-10-11-12-氣 缸壓力傳感器13-油壓傳感器14-針閥升程儀15-電荷放大器16-電荷放大器17-18-示波

3、器19-20-21-22- A / D23-24-25-器它是指在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定和油量控制機(jī)構(gòu)（如噴油泵的供油拉桿）11-3B 的檢查調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)最佳供油提前角。B -f上一般由供油提前角自動(dòng)調(diào)Jf缶ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況精確控制。LZ孕羊汽油機(jī)點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)特性圖11-3柴油機(jī)供油提前角調(diào)162163燃料消耗率等性能它是指在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度一定條件下，其功率、 指標(biāo)隨點(diǎn)火提前角變化而11-3），可將B 變化的關(guān)系。點(diǎn)火提前角調(diào)整特性曲線形式與柴油機(jī)類似（是指在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定，度一定條件節(jié)氣門開三鼻養(yǎng)下，其功率、燃料消耗率等性能指標(biāo)隨混合氣J濃度 而變化的關(guān)系。11-4汽油機(jī)燃料調(diào)整空氣

4、系數(shù)約處，燃料消耗率最低，稱此時(shí)的混合氣為經(jīng)濟(jì)混合氣；而對(duì)應(yīng)于約0.9311.3發(fā)動(dòng)機(jī)性能特性發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性是指在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)（度等）隨負(fù)荷a-5a -空燃比（功率、平均有效壓力等）的改變而變化的關(guān)系。相應(yīng)的曲線稱為負(fù)荷特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性曲線如圖11-5所示。由圖可見，隨著負(fù)荷的增加，燃料消耗率開始時(shí)急劇下降，到A點(diǎn)油耗最低。標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的該油耗值被稱為該發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消 耗率。但此時(shí)并非發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率點(diǎn)。A點(diǎn)后，隨著負(fù)荷的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大，燃料界限。其適宜的工作區(qū)域應(yīng)該在最低油耗點(diǎn)A附近。163167有的貨車超載運(yùn)行，將導(dǎo)致燃油消耗急劇上升，發(fā)動(dòng)164163可取

5、的。為了兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與經(jīng)濟(jì)性能，標(biāo)定功率點(diǎn)一般定在冒煙界限以內(nèi)與最低燃油消耗點(diǎn)之間，可從座標(biāo)原點(diǎn)引負(fù)荷特性燃油消耗率曲線的切線，交點(diǎn)E作為發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定工況點(diǎn)。實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，往往由于負(fù)荷不足（如汽車載貨量少等），負(fù)荷增加，從而達(dá)到節(jié)油的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性速度特性是指當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（）位置不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)（轉(zhuǎn)矩、功率、燃油消耗率等）稱為速度特性曲線。當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在全負(fù)荷位置（度特性工況。11-6YC6108ZQ柴油機(jī)外特性曲線。速、功率、轉(zhuǎn)矩變化而變化的關(guān)系。、從外特性曲線還可以計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 儲(chǔ)備系數(shù) 0、0tqn轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備系數(shù)和適應(yīng)性系數(shù)n6ntqtemax圖

6、 11-6 發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性曲線Teb蟲n2ntqtq n式中Temax外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩（N，Hi）；165166gb標(biāo)定工況轉(zhuǎn)矩m）;i n標(biāo)定轉(zhuǎn)速（r/mini 2n最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速（r/min）。2、和00、和tqnntq表征了發(fā)動(dòng)機(jī)的短 期超載能力。當(dāng)汽車爬坡，如不換擋， 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)下降，從外特、tq性曲線上看，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩會(huì)增加，以克服外界阻 力。0、tq和00和n越大，不換擋克服 外界阻力的能力就越強(qiáng)。、tq汽油機(jī)0、tq0和n和值較大，分 別可達(dá) 1.21.4、1.53.8 1.8 5.3 ;而柴油機(jī)（非增壓）外、tq和n特性的轉(zhuǎn)矩 曲線較為平坦，00、tq和nntq值較小，1

7、.051.52.01.62.1，不能適應(yīng)實(shí)際工作需要，所以柴油機(jī)都安 裝有調(diào)速器來進(jìn)行校正。轉(zhuǎn)矩下降11-7發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性越快，所以部分負(fù)荷速度特性曲線也變得越陡（圖1-7）部分負(fù)荷速度特性2 3 4-1JOO nW25DQnA mb發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性方便，亦不清晰。能在一張圖上表示發(fā)動(dòng)機(jī)各性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速、負(fù)荷之間的相互關(guān)系就稱為萬有特性，也稱為多參數(shù)特性，相應(yīng)的曲線稱為萬有特性曲線。萬有特性曲線可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)各 種轉(zhuǎn)11-8 為YC6108ZQ圖中虛線為等功率曲線，位于上層的等功率曲線的功率大。實(shí)線為等油耗線，最內(nèi)層的說明發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速變化較1.26I鹿4 90.ES圖11-8 萬有特性曲線16

8、5167大情況下工作，燃料消耗率變化小，較經(jīng)濟(jì)；若等油耗線呈縱向拉長，說明發(fā)動(dòng) 機(jī)在負(fù)荷變化較大情況下工作，燃料消耗率變化小，較經(jīng)濟(jì)。不同用途的發(fā)動(dòng)機(jī) 對(duì)萬有特性曲線有不同的要求。從圖中可以清楚看到發(fā)動(dòng)機(jī)在各種不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，發(fā) 動(dòng)機(jī)要想獲得最低燃料消耗，可以通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。調(diào)速特性調(diào)速特性是指柴油機(jī)噴油泵調(diào)速手柄位置一定時(shí)，柴油機(jī)性能參數(shù)（油消耗率等）11-9也可以采用轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為橫坐標(biāo)。根據(jù)分析需要，調(diào)速特性曲線曲線分析可以看到，從標(biāo)定轉(zhuǎn)速（曲 線拐彎點(diǎn)）到最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速這一段的曲 線，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)（如穩(wěn)定調(diào)速率等）析。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大，如再增加外界負(fù)荷，11.4發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的校正性能指標(biāo)校正的必要性由于大氣狀態(tài)的不同，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，在不同地區(qū)測得的性能指標(biāo)就會(huì)產(chǎn)生差異。如天津測得某發(fā)動(dòng)機(jī)功率為68kW油耗為321g/kW.h。而到拉薩測得的功167167率變?yōu)?42kW 下降了 38%;油耗為 429g/kW.h ，上升了 34%。（150m300m發(fā)動(dòng)機(jī)（非增壓）3.5% 29.4 C5.5 C,2%。校正方法根據(jù)GB/T 17692-1999規(guī)定，車用