第六章發(fā)動機特性講義

第六章發(fā)動機的特性汽車行駛時，由于車速與行駛阻力不斷變化，則發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷亦相應(yīng)變化，以適應(yīng)汽車的需要。隨著轉(zhuǎn)速和負荷的改變，發(fā)動機工作過程也會發(fā)生變化。因此，發(fā)動機在不同使用條件下具有不同的動力性與經(jīng)濟性。第一節(jié)發(fā)動機工況第二節(jié)發(fā)動機的負荷特性第三節(jié)發(fā)動機的速度特性第四節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性第五節(jié)車用柴油機的調(diào)速特性第六節(jié)發(fā)動機的萬有特性作業(yè)題特性曲線分析§6-1發(fā)動機工況一、發(fā)動機工況：發(fā)動機的運行情況（簡稱工況）用功率和轉(zhuǎn)速n表示。此功率、轉(zhuǎn)速應(yīng)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(yīng)。只有當發(fā)動機發(fā)出的扭矩=工作機械消耗的扭矩時，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速下按一定功率穩(wěn)定工作。大致可分為以下三類。（恒速、螺旋槳、路上運輸）表征內(nèi)燃機運行工況的參數(shù)可由下式給出:式中，Pe-有效功率，Ttq-轉(zhuǎn)矩，n-工作轉(zhuǎn)速。1.恒速工作：第—類工況:轉(zhuǎn)速不變，而功率改變。例如，帶動發(fā)電機工作時，為保證頻率的穩(wěn)定性，要求發(fā)動機轉(zhuǎn)速基本不變，功率則隨電機負荷大小，可由零變到最大呈階躍式突變。并沒有一定的規(guī)律、然而內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上就是—條垂直線(圖8—1中的曲線1)，稱為線工況。

2、螺旋槳工作：

第二類工況：功率與轉(zhuǎn)速接近三次冪函數(shù)關(guān)系，，K為比例常數(shù)。帶動螺旋槳工作的船用機即屬此類，故稱螺旋槳工況，如圖中曲線2所示。這樣，內(nèi)燃機功率就呈現(xiàn)一種十分有規(guī)律的變化。該類工況常被稱為螺旋槳工況或推進工況，也屬于線工況。

3、陸上運輸：第三類工況，功率和轉(zhuǎn)速都獨立地在很大范圍內(nèi)變化。①轉(zhuǎn)速決定車速，可以從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一直變到最高轉(zhuǎn)速；②扭矩取決于行駛阻力，在同一轉(zhuǎn)速下，可由零變到全負荷；③當需要發(fā)動機制動時，如汽車下長坡，發(fā)動機是由底盤倒拖而做負功。陰影面的上限是發(fā)動機在各種轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率（曲線3），左面對應(yīng)于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，右面對應(yīng)于最大額定轉(zhuǎn)速，下面是制動時倒拖發(fā)動機所需功率。

二、發(fā)動機特性發(fā)動機性能指標隨調(diào)整、運轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機特性。性能指標調(diào)整情況運轉(zhuǎn)工況調(diào)整特性性能特性特性曲線：特性用曲線表示稱為特性曲線，它是評價發(fā)動機性能的一種簡單、方便、必不可少的形式。

三、發(fā)動機性能指標與工作過程的關(guān)系

發(fā)動機輸出的有效指標通常用平均有效壓力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃油消耗率be、每小時耗油量B表示。這些指標與發(fā)動機工作過程參數(shù)的關(guān)系可以推導如下。每循環(huán)加熱量Q（kJ）為：式中ηv——充量系數(shù)；ρo——大氣狀態(tài)下空氣密度（kg/m3）Vs——氣缸工作容積（m3）；α——過量空氣系數(shù)；hu——燃料低熱值（kJ/kg）；Lo——理論空氣量（kg/kg）。其中：為混合氣熱值（KJ/Kmol）,功率扭矩（汽油機）燃油消耗率小時耗油量扭矩（柴油機）其中：K1、K2、K3、K4為比例常數(shù)。§6-2發(fā)動機的負荷待性

負荷特性：評價發(fā)動機的經(jīng)濟性

負荷特性：轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟性指標隨負荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效壓力Pme表示）的變化關(guān)系。以曲線表示，則稱為負荷特性曲線。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。此時必須改變發(fā)動機油門來調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，以保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變。

一、汽油機負荷特性1、制取條件：將供油系、點火提前角調(diào)整好；水溫、油溫最佳（85±5℃）。2、制取方法：①當汽油機保持某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，逐漸改變節(jié)氣門開度（由小到大），測量功率、小時耗油量B，排氣溫度等參數(shù)。②加大節(jié)氣門開度，同時調(diào)節(jié)測功機負荷保持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)定后測量第二點的功率小時耗油量B，排氣溫度等參數(shù)。③如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點。④把測量數(shù)據(jù)畫在以為橫坐標的坐標系內(nèi)、并連成曲線即得汽油機負荷特性曲線。在測取汽油機的負荷特性時，油量是通過改變節(jié)氣門的開度來調(diào)整的，這樣相應(yīng)地改變了進入氣缸的混合氣數(shù)量，而混合氣的濃度變化不大，故稱為“量調(diào)節(jié)”。3、be曲線歷程分析①燃油消耗率b曲線由公式:be=k3/ηiηm可知，燃油消耗率be的變化取決于ηi、ηm的變化。ηi、ηm隨負荷的變化如圖所示。●關(guān)于ηi的變化：①②Pe接近全開時，為了保證最大功率，供給α=0.8～0.9的濃混合氣，燃燒不完全→ηi↓?！耜P(guān)于ηm的變化：①（空轉(zhuǎn)時）,②當n恒定時，Pm基本不變，

燃燒完全；UT↑→燃燒及時性因此：怠速（空轉(zhuǎn)時），隨著負荷增加ηi、ηm同時增加be急劇下降。當時be最小。當負荷再曲線上翹。②B曲線,由公式:當轉(zhuǎn)速一定，Pe↑→節(jié)氣門開度↑

→B↑，直至混合氣成分變濃后，B上升更快一些。二、柴油機的負荷特性1、制取條件：將供油提前角調(diào)整完好；水溫、油溫度最佳（85±5℃）。2、制取方法：①將柴油機調(diào)到給定轉(zhuǎn)速（由小到大）穩(wěn)定后，測量Ttq

、B等參數(shù)。②增加供油量，同時調(diào)節(jié)測功機保持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)定后測量第二點的功率小時耗油量B，排氣溫度和排氣煙度等參數(shù)。③如此依次一直作到全負荷，一般不少于8點。④把記錄的數(shù)據(jù)通過計算，畫在以為橫坐標的坐標系內(nèi)、并連成曲線即得柴油機負荷特性曲線。3、be曲線歷程分析⑴燃油消耗率曲線由公式:be=k3/ηiηm可知，燃油消耗率be的變化取決于ηi、ηm的變化。ηi、ηm隨負荷的變化如圖所示?！耜P(guān)于ηi的變化：當n恒定時，Pm基本不變，

●關(guān)于ηm的變化：①（空轉(zhuǎn)時）,②n恒定時，ηv基本不變，

燃燒不完全燃燒持續(xù)期↑當Pe=0，ηm=0時，be趨于無窮大。隨負荷增加，ηm迅速增加，且遠大于ηi的減少，使be下降很快。當△b增加到1點位置時，be最小。此后再增加負荷，由于ηi下降較ηm上升的多，使be又有所增加。當△b增加到2點時，排氣冒黑煙，達到國標規(guī)定限值。當△b超過2點時，燃料消耗量增大，排放污染嚴重，影響發(fā)動機壽命，所以，柴油機的最大循環(huán)供油量應(yīng)在標定轉(zhuǎn)速下調(diào)整，使煙度不超過允許值。如，拖拉機、工程機械經(jīng)常在大負荷或超負荷工作，一般油量可調(diào)整在最低油耗點1。汽車發(fā)動機經(jīng)常在中小負荷工作，偶爾全負荷，油量可調(diào)整在冒煙點，也可采用切線法確定全負荷油量，從坐標原點作be曲線的切線，切點油量可作為該轉(zhuǎn)速下全負荷油量。這時是功率和油耗的最低折中。⑵每小時耗油量B曲線轉(zhuǎn)速一定時，柴油機的每小時耗油量B主要決定于△b。隨負荷增加，每循環(huán)供油量△b增加，B隨之增加。當負荷接近冒煙界限后，由于燃燒惡化，B上升得更快一些。三、柴油機與汽油機負荷特性的區(qū)別1)汽油機的燃油消耗率普遍較高，且在從空負荷向中、小負荷段過渡時，燃油消耗率下降緩慢，仍維持在較高水平，燃油經(jīng)濟性明顯較差。2)汽油機排溫普遍較高，且與負荷關(guān)系較小。3)汽油機的燃油消耗量曲線彎曲度較大，而柴油機的燃油消耗量曲線在中、小負荷段的線性較好。小結(jié)：負荷特性主要用于評價發(fā)動機的經(jīng)濟性①同一轉(zhuǎn)速下的最低耗油率愈小，曲線愈平坦，經(jīng)濟性愈好。②比較柴油機和汽油機負荷特性曲線可知，柴油機經(jīng)濟性好ⅰ、最低耗油率比汽油機低20-30%；（柴油機ηv,α,ε大）ⅱ、柴油機耗油率曲線比汽油機曲線平坦；（因ηi的變化趨勢相反）ⅲ、汽油機B曲線彎曲度較大，柴油機B曲線在中小負荷接近直線。③在低負荷區(qū)耗油率高。因此，選用發(fā)動機時，再滿足動力性要求前提下，不宜裝功率過大的發(fā)動機以提高功率利用率和使用經(jīng)濟性。§6-3發(fā)動機的速度特性1.速度特性：發(fā)動機性能指標隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。發(fā)動機的速度特性，是指發(fā)動機在油量調(diào)節(jié)機構(gòu)(油量調(diào)節(jié)齒條、拉桿或節(jié)氣門開度)保持不變的情況下，主要性能指標(轉(zhuǎn)矩、油耗、功率、排溫、煙度等)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。；；；若駕駛員將油門踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行駛速度也會改變，上坡時汽車速度逐漸降低，下坡時速度增加，這稱部分速度特性。種類：部分速度特性與外特性當油量控制機構(gòu)在最大位置時，測得的特性為全負荷速度特性(簡稱外特性)；（只有一條）油量低于最大位置時的速度特性，稱為部分負荷速度特性。（無數(shù)條）由于外特性上反映了內(nèi)燃機所能達到的最高性能，確定了最大功率、最大轉(zhuǎn)矩以及對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因而是十分重要的，所有發(fā)動機出廠時都必須提供該特性。

一、汽油機的速度特性A定義：汽油機節(jié)氣門開度固定不動，汽油機性能指標(如:有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃油消耗率be、每小時消耗油量B等)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。B種類:外特性（全負荷的速度特性）

—節(jié)氣門全開時的速度特性。部分負荷速度特性—節(jié)氣門部分打開時的速度特性。一、汽油機的外特性1、制取條件：將供油系、點火提前角調(diào)整好；水溫、油溫最佳（85℃）。2、制取方法：①汽油機節(jié)氣門固定在全開位置，調(diào)整測功機負荷使其穩(wěn)定在標定轉(zhuǎn)速，測量Ttq、B，排氣溫度等參數(shù)。

②節(jié)氣門開度不變，加大測功機負荷，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，穩(wěn)定后測量第二點的Ttq、B、排氣溫度等參數(shù)。③如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點。④把測量數(shù)據(jù)畫在以n為橫坐標的坐標系內(nèi)、并連成曲線即得汽油機的外特性曲線。3、曲線歷程分析（1）Ttq曲線歷程分析由公式：可知:外特性油門不變α為常數(shù)，所以Ttq主要取決于ηv、ηi、ηm、的變化。

①關(guān)于ηv隨轉(zhuǎn)速的變化：某一中間轉(zhuǎn)速ηv最大.n↓→進氣倒流－－→

ηv

↓

n再↑→進氣阻力↑→

②關(guān)于ηi隨轉(zhuǎn)速的變化：也是中間高兩頭低n↓→渦流弱↓、UT↓、傳熱、漏氣損失↑n↑→燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角↑→燃燒速率↓

③關(guān)于ηm隨轉(zhuǎn)速的變化：n↑→Pm↑而Pi變化不大,∴Ttq—隨轉(zhuǎn)速的變化高速時:Ttq:曲線呈上凸形狀ηin使Ttq。ηin使Ttq變化不大,略有；低速時:綜合作用的結(jié)果是；當轉(zhuǎn)速由低開始上升時，ηv，ηi同時增加的影響大于ηm下降的影響，使Ttq增加，對應(yīng)于某一轉(zhuǎn)速時，Ttq達到最大值。轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，由于ηv、ηi、ηm均下降，因此Ttq隨轉(zhuǎn)速升高而較快的下降，即Ttq曲線變化較陡。（2）Pe曲線：由公式（n+Ttq）↑→Ρe↑↑，當Ttq達到最大后,n↑→Ttq→Ρe↑較緩；直到Pemax后⑶．燃油消耗率曲線變化趨勢根據(jù)公式:be在某一中間轉(zhuǎn)速當ηiηm達到最大值時出現(xiàn)最低值。當轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速低時，由于ηm上升彌補不了ηi的下降，使be增加。轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速高時ηi、ηm均較低，be也增加。

二、柴油機的速度特性定義：噴油泵油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置固定不動，柴油機性能指標（主要是功率Pe、轉(zhuǎn)矩Ttq、燃油消耗率be、耗油量B等）隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。

外特性（全負荷的速度特性）油量調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在標定循環(huán)供油量位置時速度特性稱為柴油機標定功率速度特性。部分負荷速度特性當油量調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在小于標定循環(huán)供油量各個位置時，所測得的速度特性稱為柴油機。外特性曲線變化趨勢

1．扭矩曲線變化趨勢柴油機的扭矩曲線比汽油機平坦。柴油機扭矩曲線的變化趨勢，很大程度上決定于每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速變化的情況。

扭矩表達式可定性地寫成:

由式可見，柴油機扭距隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢決定于ηi、ηm、△b隨轉(zhuǎn)速n變化的趨勢。

（1）△b—隨轉(zhuǎn)速n的提高，每循環(huán)供油量△b增加。（2）ηv也是在某一中間轉(zhuǎn)速n出現(xiàn)最高值。

（3）ηi—指示熱效率ηi某一中間n稍高ηi轉(zhuǎn)速低空氣渦流減弱，燃燒不良及散熱漏氣損失增加ηi轉(zhuǎn)速高ηv、△b，使α，不完全燃燒嚴重燃燒占曲軸轉(zhuǎn)角，燃燒容積2．功率曲線由于扭矩Ttq曲線變化平坦，在一定n范圍內(nèi)，功率Pe幾乎與轉(zhuǎn)速n成正比增加。

3．燃油消耗率曲線由于柴油機壓縮比高，ηi較高，曲線比汽油機的平坦，最低耗油率值比汽油機相應(yīng)值低。當ηi、ηm達到最大值時，出現(xiàn)bemin值。

三、發(fā)動機扭矩特性如當汽車上坡時，若油量調(diào)節(jié)拉桿已達最大位置，但所發(fā)出的扭矩仍感不足，車速就要降低，此時需要發(fā)動機隨車速降低而發(fā)出更大扭矩，以克服爬坡阻力。要求發(fā)動機的扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增加。因此，為表明發(fā)動機的性能，引入扭距儲備系數(shù)和轉(zhuǎn)速儲備系數(shù)的概念。衡量內(nèi)燃機工作穩(wěn)定性能的指標是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)KT和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn。（一）.扭距儲備系數(shù)充分說明發(fā)動機的動力性能，除給出標定功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速外，還要同時考慮發(fā)動機的扭矩特性，從而引入扭距儲備系數(shù)μ和適應(yīng)性系數(shù)K的概念。扭矩儲備系數(shù)：

適應(yīng)性系數(shù):

式中:Ttqmax—外特性曲線上的最大扭矩（N?m）；Ttq—標定工況下的扭矩(N?m)。μ或K值大，表明兩扭矩之差（Ttqmax-Ttq）值大，即隨著轉(zhuǎn)速的降低，扭矩Ttq增加較快，從而在不換檔的情況下，爬坡能力、克服短期超載能力強。汽油機μ=10％～30％，K＝l.2～1.4可以滿足汽車的使用要求。柴油機扭矩曲線平坦，若不予以校正，則μ值在5％～10％范圍，K值只有1.05左右，難以滿足汽車拖拉機的工作需要。（二）轉(zhuǎn)速存儲設(shè)備系數(shù)φn轉(zhuǎn)速存儲設(shè)備系數(shù)是標定工況時的轉(zhuǎn)速與最大扭距轉(zhuǎn)速的比值。

式中nB——標定工況轉(zhuǎn)速；ntq——最大扭矩轉(zhuǎn)速.最大扭矩轉(zhuǎn)速ntq越低，φn越大，車輛在不換擋的情況下，發(fā)動機克服阻力增加的潛力越強。一般，汽油機φn=1.15~2.0，柴油機φn=1.5~2.0。汽油機的轉(zhuǎn)矩特性，特別適合車用的需要，也就是說，自動適應(yīng)道路阻力變化的能力較強，行駛速度比較穩(wěn)定。對此，可以用圖7—10來解釋。內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩與外界阻力矩在a點是平衡的，內(nèi)燃機將在a點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速na下穩(wěn)定工作。如遇上坡等阻力增加的情況，內(nèi)燃機從工況a過渡到工況1、沿速度特性1工作的內(nèi)燃機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩增大了ΔTtq1，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低了Δn1。這說明駕駛員不用操作，發(fā)動機自動進行了調(diào)整，轉(zhuǎn)速降低而轉(zhuǎn)矩增大，以克服外界阻力的變化。對于柴油機，其速度特性如圖中曲線Ⅱ，由于其轉(zhuǎn)矩曲線較平坦，則從工況a過渡到工況2時，轉(zhuǎn)速降低較多(Δn2＞Δn1)而轉(zhuǎn)矩增大的幅度并不大(ΔTtq2＜ΔTtq1)。這一結(jié)果說明，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩曲線越陡，運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和操縱性能就越好。因此，汽油機一般不需要配備調(diào)速裝置，即使當阻力矩突變到零時，汽油機的轉(zhuǎn)速也不會超速或飛車。柴油機的調(diào)節(jié)過程與裝置則與汽油機有明顯的不同，需要采用專門設(shè)計的調(diào)速器。當柴油機用于汽車動力時，駕駛員可以按照路面的情況，隨時改變油門踏板的位置或者行車擋位，改變發(fā)動機克服阻力的能力，以調(diào)整車速。然而，當用于拖拉機及工程機械時，發(fā)動機所要克服的阻力矩變化很大，經(jīng)常會遇到過載的情況。由于柴油機的適應(yīng)性系數(shù)小，加上這類機械行走速度低，無動能儲備，以致在遇到阻力矩突然增大時，轉(zhuǎn)速下降很快，往往駕駛員來不及換擋發(fā)動機就可能熄火。對于這類用途的柴油機，要求有較大的轉(zhuǎn)矩儲備，以克服短期過載。

（三）柴油機扭矩特性的改善柴油機扭矩儲備系數(shù)小的根本原因是由噴油泵速度特性決定的。因此，柴油機中都采用油量校正裝置來改造外特性扭矩曲線。油量校正裝置的作用是：當發(fā)動機在標定工況下工作時，如果轉(zhuǎn)速因外界阻力矩不斷增加而下降，則噴油泵能自動增加循環(huán)供油量，以增大低速時的扭矩，提高扭矩儲備系數(shù)。調(diào)速器控制原理轉(zhuǎn)速n離心力調(diào)速彈簧彈力調(diào)速拉桿各分泵柱塞角度供油量控制手柄駕駛員柱塞泵供油特性供油量Q轉(zhuǎn)速n反饋調(diào)速器構(gòu)造原理離心推力彈簧彈力額定工況調(diào)速器工作原理高速擋釘?shù)退贀踽斦{(diào)速手柄供油拉桿分泵柱塞離心飛球推力盤調(diào)速手柄調(diào)速彈簧調(diào)速彈簧離心飛球推力盤驅(qū)動板驅(qū)動板供油拉桿分泵柱塞供油量轉(zhuǎn)速起動工況調(diào)速器工作原理起動彈簧校正彈簧拉桿移動總量超負荷工況調(diào)速器工作原理校正彈簧受壓縮

發(fā)動機轉(zhuǎn)速過低，飛球離心力過小，使校正彈簧受壓縮，供油量增加。小負荷工況調(diào)速器工作原理

額定工況下，發(fā)動機運轉(zhuǎn)阻力過小，使轉(zhuǎn)速增加，彈簧受壓縮，減小供油量。供油減小量調(diào)速器各工況的工作原理部分負荷工況全負荷工況超負荷工況起動工況校正彈簧起動彈簧離心飛球怠速彈簧油門調(diào)節(jié)臂分泵柱塞

校正方法：（1）出油閥式校正機構(gòu)。（2）附加在調(diào)速器上的彈簧校正機構(gòu)。

（放在本章第六節(jié)中）?！?-4柴油機調(diào)速特性噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時，柴油機的性能指標隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性發(fā)動機穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界阻力矩相等，如圖6－26中的A點。如果發(fā)動機扭矩曲線能隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則當外界阻力矩有暫時變化時，這種曲線便具有自動保持穩(wěn)定工作的能力，§6-4柴油機調(diào)速特性噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時，柴油機的性能指標隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性發(fā)動機穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界阻力矩相等，如圖6－26中的A點。如果發(fā)動機扭矩曲線能隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則當外界阻力矩有暫時變化時，這種曲線便具有自動保持穩(wěn)定工作的能力，

如果扭矩曲線變化平緩，甚至微微上傾，則在阻力變化急劇時，理論上雖可恢復穩(wěn)定工作，實際上轉(zhuǎn)速變化很大，恢復穩(wěn)定也慢，難以滿足正常工作的需要。這樣曲線實際上不具備自動保持穩(wěn)定工作的能力，如圖6-26b所示。由速度特性曲線可知，汽油機工作穩(wěn)定性好，而柴油機較差。§6-4柴油機調(diào)速特性噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時，柴油機的性能指標隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴油機上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以根據(jù)外界負荷的變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機轉(zhuǎn)速保持在極小的變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。2、防止發(fā)動機超速負荷突變，例如拖拉機所帶農(nóng)具突然卸去負荷，就可能引起發(fā)動機轉(zhuǎn)速很快上升，甚至超過允許的限度，即所謂飛車。

①排氣冒黑煙;柴油機：超速n↑↑→α↓↓

②零件過熱;③由于運動件較重慣性↑↑→

引起零件損壞。汽油機：轉(zhuǎn)速升高時ηv↓↓→Ttq↓↓→超速不會過高；超速時混合氣成分變化不大，對工作過程影響較小；運動零件輕巧，所以短時間超速的危害不大，常允許超速10％。

3、保證怠速穩(wěn)定柴油機：怠速運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性主要取決于發(fā)動機機械損失與氣缸內(nèi)發(fā)出指示功之間的相互配合關(guān)系。汽油機：怠速工作時，由于節(jié)氣門開度很小，造成強烈節(jié)流，使平均指示壓力隨轉(zhuǎn)速升高而迅速下降。這時，如果平均機械損失壓力稍有變化,引起轉(zhuǎn)速變化是不大的，可以認為是穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。3、保證怠速穩(wěn)定汽油機怠速柴油機怠速3、保證怠速穩(wěn)定總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴油機上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以根據(jù)外界負荷的變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機轉(zhuǎn)速保持在極小的變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。二、全程式調(diào)速器及調(diào)速特性

柴油機由最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的寬廣范圍內(nèi)，調(diào)速器都起作用，這種調(diào)速器即全程式調(diào)速器。（一）調(diào)速器工作原理

各組成件的作用可概括如下。（1）轉(zhuǎn)速給定元件駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)動調(diào)速手柄1（實際即油門）可將調(diào)速彈簧2壓縮到不同位置，以調(diào)整彈簧預緊力，在彈簧作用下，托板6向右移動。（2）轉(zhuǎn)速變化的感受元件根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化，由噴油泵凸輪軸帶動的旋轉(zhuǎn)飛球就產(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)行機構(gòu)上。（3）執(zhí)行機構(gòu)它是用來執(zhí)行感受元件所發(fā)生的變化，從而加油或減油。圖中的推力盤5在離心力的作用下，要向左移動，而其移動又受到彈簧預緊力的抵制，因此推力盤的位置決定于彈簧彈力與離心力的平衡。推力盤5與油量調(diào)節(jié)拉桿4連在一起，所以盤5的位置也決定了油量調(diào)節(jié)拉桿的位置，從而控制油量。（二）調(diào)速特性

三、兩級式調(diào)速器及調(diào)速特性

兩級式調(diào)速器是在最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速時起作用，以防止發(fā)動機怠速不穩(wěn)和高速飛車，調(diào)速器在中間轉(zhuǎn)速不起作用，由駕駛員通過油門控制供油量。車用柴油機一般采用兩級式調(diào)速器。（一）調(diào)速器工作原理

（二）調(diào)速特性對于一般汽車來說，行駛阻力變化幅度較小而且緩慢，但車速卻需不斷變化，加上車身的振動，油門踏板不可能穩(wěn)定在一個確定位置，汽車慣量又大，所以由駕駛員不斷調(diào)節(jié)油門踏板壓下的程度直接操縱油量調(diào)節(jié)機構(gòu)，可以保持汽車相當穩(wěn)定地行駛。四、調(diào)速器的工作指標：1.調(diào)速率①瞬時調(diào)速率:轉(zhuǎn)速波動相對于全負荷轉(zhuǎn)速的變化范圍。②穩(wěn)定調(diào)速率:表示過渡過程中轉(zhuǎn)速波動的瞬時增長百分比。

式中:

n1——突變負荷前柴油機的轉(zhuǎn)速（rpm）；n2——突變負荷時柴油機的最大（或最?。┧矔r轉(zhuǎn)速（rpm）；n3——突變負荷后柴油機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（rpm）；n標定——柴油機的標定轉(zhuǎn)速（rpm）。①瞬時調(diào)速率：是評定調(diào)速器過渡過程的指標。圖6－37為突卸負荷時，轉(zhuǎn)速變化的情況。一般δ1＜12％，對發(fā)電用的柴油機，要求δ1＜8％。過渡過程不好時，調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速不能穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速下，有較大的波動，嚴重時還會發(fā)出轉(zhuǎn)速忽高忽低的響聲，這種現(xiàn)象常稱“游車”。調(diào)速器一旦發(fā)生“游車”，工作就會失靈，必須設(shè)法消除。如果穩(wěn)定調(diào)速率δ2太大，不僅對工作機械的穩(wěn)定工作不利，而且對于空轉(zhuǎn)時柴油機零件的磨損也是有害的。一般規(guī)定，對于農(nóng)業(yè)排灌及工程機械用的柴油機，要求δ2＜％；對于汽車、拖拉機柴油機，δ2＜10％；對于交流發(fā)電機組用柴油機則要求高一些，希望δ2＜5％。2.不靈敏度：兩個起作用的極限轉(zhuǎn)速之差與平均轉(zhuǎn)速之比。式中:n2/——當柴油機負荷減小時，調(diào)速器開始作用時的曲軸轉(zhuǎn)速rpm；n1/——當柴油機負荷增大時，調(diào)速器開始作用時的曲軸轉(zhuǎn)速（rpm）；n——柴油機的平均轉(zhuǎn)速（rpm）；FE——調(diào)速器起作用時，作用在推力盤上的推動力；FR——調(diào)速器推力盤移動時所受的摩擦力。不靈敏度過大時，會引起柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，在極端的情況下，甚至會導致調(diào)速器失去作用，有使柴油機產(chǎn)生飛車的危險。低速時調(diào)速器的推動力小，噴油泵調(diào)節(jié)桿移動時的摩擦力增大，結(jié)果調(diào)速器不靈敏度。顯著地增加。一般規(guī)定ε在標定轉(zhuǎn)速時不超過1.2％～2％，最低轉(zhuǎn)速時不超過10％～13％。