【發(fā)動(dòng)機(jī)原理】第四章發(fā)動(dòng)機(jī)工況與特性課件

教學(xué)目標(biāo)１.了解發(fā)動(dòng)機(jī)工況。２.了解發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整特性。３.理解發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)、調(diào)速、排放特性。４.掌握發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)典型工況在汽車運(yùn)行過(guò)程中，具有代表性的工況，稱為典型工況，發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在一個(gè)恒定工況下的情況是極少的，在實(shí)際使用情況中發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況變化是不穩(wěn)定的，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用情況，大致可分為以下三類典型工況。

第一類工況:轉(zhuǎn)速不變，而功率改變。例如，發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)后，為使其工作穩(wěn)定，要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本恒定，功率隨電機(jī)負(fù)荷大小，從零直接變到最大，沒(méi)有固定的規(guī)律性，但要使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，才能確保輸送的頻率穩(wěn)定，那么在工況圖上會(huì)出現(xiàn)一條垂直線(圖４-１中的曲線１)，稱為線工況。

第二類工況:功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系類似于三次冪函數(shù)，Ｐｅ=Ｋｎ３，Ｋ為比例常數(shù)，船用機(jī)就是這類發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗菐?dòng)螺旋槳工作，故稱螺旋槳工況或推進(jìn)工況，也是線工況，如圖４-１中曲線２所示。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速之間就呈現(xiàn)一種十分有規(guī)律的變化。

第三類工況:轉(zhuǎn)速變化幅度很大，功率變化也極不穩(wěn)定。轉(zhuǎn)矩取決于汽車行駛時(shí)的阻力，在相同轉(zhuǎn)速的情況下，可由零負(fù)荷變到全負(fù)荷，轉(zhuǎn)速的連續(xù)變化使得車速?gòu)淖畹蛙囁俚阶罡哕囁龠B續(xù)變化，當(dāng)汽車需要制動(dòng)時(shí)。例如汽車下斜坡，發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)倒拖做了負(fù)功。

上邊界線Ａ是不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)所能發(fā)出的的功率最大值(曲線３)，左邊界線Ｃ為發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定工作的轉(zhuǎn)速限制線，右邊界線Ｂ為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速限制線，下邊界線Ｄ是汽車熄火，外力倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)的工況線，稱為倒拖功率。發(fā)動(dòng)機(jī)在這樣一個(gè)面區(qū)域內(nèi)工作，這就是車用發(fā)動(dòng)機(jī)在路面行駛過(guò)程中會(huì)遇到的工況。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定工況

１.發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況在起動(dòng)機(jī)的輔助下，將發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)到靠燃料燃燒做功的慣性力維持運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)工況，簡(jiǎn)稱起動(dòng)。汽油機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速非常低，空氣流動(dòng)速度慢，從而導(dǎo)致燃料的霧化程度差，使得進(jìn)入汽缸的混合氣中的大部分燃料以液態(tài)形式存在，以氣態(tài)形式存在的燃料少，實(shí)際參與燃燒的混合氣變稀，特別在低溫起動(dòng)時(shí)。汽油蒸發(fā)速度下降，在混合氣形成的時(shí)間內(nèi)，實(shí)際蒸發(fā)量減少，當(dāng)蒸發(fā)形成的實(shí)際混合氣的濃度降至著火下極限φａ>1.44時(shí)，汽油機(jī)將因?yàn)榛旌蠚馓〔荒苤鹱龉?。因此，為了能讓發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)順利，傳統(tǒng)化油器式的燃料供給系統(tǒng)要求供給特濃的混合氣，其φａ值為0.3～0.６，實(shí)際以氣態(tài)參與反應(yīng)的混合氣濃度φａ值在0.８～1.2，其他燃料來(lái)不及參與燃燒，直接隨同廢氣排入大氣，這是汽油機(jī)起動(dòng)碳?xì)渑欧鸥叩闹饕颉?/p>

電控噴射汽油機(jī)雖然由于噴射，霧化好于化油器發(fā)動(dòng)機(jī)，但仍然不能完全蒸發(fā)。因此，起動(dòng)過(guò)程仍然需要加濃噴射，過(guò)量空氣系數(shù)φａ值一般在0.5～0.８。

發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)之后，因?yàn)榭扇蓟旌蠚庠跍囟容^低的情況下霧化的程度差，燃料附著在進(jìn)氣管上從而使燃料混合氣濃度降低，致使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不良或者發(fā)動(dòng)機(jī)滅火，因此起動(dòng)之后一小段間隔里，要加大燃料供給量，從而提高實(shí)際參與燃燒的燃料混合氣濃度升高，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定不會(huì)因此而滅火。起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度決定了增加燃油量比例的高低，而且起動(dòng)后隨著時(shí)間的推移，增油量比例慢慢減小直至正常供油量。如圖4-2所示，只有發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴射才能實(shí)現(xiàn)這一要求，傳統(tǒng)化油器發(fā)動(dòng)機(jī)將只能提供固定的濃混合氣保證起動(dòng)后正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

２.發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)工況發(fā)動(dòng)機(jī)在冷車的情況下起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)保持轉(zhuǎn)速在某一轉(zhuǎn)，等發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度正常后轉(zhuǎn)速回到標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，這個(gè)過(guò)程就是暖機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后的暖機(jī)時(shí)間里，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度稍有升高，但仍不足，可燃混合氣在溫度不高的情況下霧化的程度仍然比較差，有少量的燃料沉積在燃燒室內(nèi)壁面和進(jìn)氣管上，導(dǎo)致可燃混合氣濃度降低，從而使燃料燃燒不良，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)間里。要加大燃料供給量，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度決定了加大燃料量比例高低，ECU根據(jù)溫度傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)，會(huì)加長(zhǎng)噴油脈寬使得暖車的可燃混合氣濃度升高，隨著溫度傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸上升，噴油脈寬將慢慢變小。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度高于６0℃之后不在增加噴油脈寬，增油量比例慢慢減小到１，如圖４-３所示，化油器發(fā)動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)這一功能。因此，暖車過(guò)程怠速轉(zhuǎn)速逐漸升高，怠速不穩(wěn)。

３.發(fā)動(dòng)機(jī)加速工況汽車在使用過(guò)程中，在某些時(shí)間內(nèi)需要突然加快汽車的速度，這就要求汽油機(jī)能夠迅速加大輸出功率，為了滿足加速過(guò)程動(dòng)力性的要求，汽油機(jī)需要提供最大功率的混合氣。但是在傳統(tǒng)化油器式汽油機(jī)供給系統(tǒng)中，雖然設(shè)計(jì)加速泵。額外增加供油量，但由于汽油的慣性較大，燃料流量的增長(zhǎng)比空氣流量的增長(zhǎng)要慢得多，這將導(dǎo)致混合氣暫時(shí)過(guò)稀。另外，駕駛員猛踩加速踏板，使得節(jié)氣門(mén)開(kāi)的度徒然變大，進(jìn)氣管內(nèi)的氣體壓力突然升高，大量的冷空氣增加導(dǎo)致氣體溫度下降，使得進(jìn)氣管內(nèi)的燃料蒸發(fā)變得更難，導(dǎo)致可燃混合氣濃度變得更低，使得駕駛的感覺(jué)是踩下加速踏板時(shí)。車速?zèng)]有迅速提升，而稍加停頓后，車速才提上來(lái)，從以上的敘述可知，為了保證汽車在加速時(shí)中的動(dòng)力性要求，應(yīng)供給經(jīng)過(guò)特別濃度的可燃混合氣。所以加速時(shí)，要加大噴油量，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的需要。

在當(dāng)前電控發(fā)動(dòng)機(jī)的加速過(guò)程中。為了保證其動(dòng)力性，提高發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)的性能，燃油增量比例大小與加濃時(shí)間取決于加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和節(jié)氣門(mén)的變化率等。溫度傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越低時(shí)，噴油脈寬越寬，節(jié)氣門(mén)變化率越大，加速噴射脈寬越長(zhǎng)，即噴油量越多。

４.發(fā)動(dòng)機(jī)減速工況車輛在行駛過(guò)程中，有時(shí)需要減慢車速或緊急停車。此時(shí)，不希望發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，從節(jié)能和環(huán)保的角度出發(fā)，希望燃料供給系統(tǒng)不提供燃料。但是，在化油器式燃料供給系統(tǒng)中，由于節(jié)氣門(mén)需要關(guān)小，喉口真空度降低，空氣供給量減少，而燃料供給在慣性和高真空度作用下減少比例不如空氣量多，不僅不能斷油，反而使得混合氣變濃，造成燃料浪費(fèi)，這是化油器不能避免的問(wèn)題，而采用電控噴射。

５.發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)接近全關(guān)，無(wú)動(dòng)力輸出，燃料燃燒盡仍可以驅(qū)動(dòng)自身附件，維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)的工況稱為怠速工況，簡(jiǎn)稱怠速。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速也較低，四缸汽油機(jī)機(jī)為750～1000r/min，剛起動(dòng)后機(jī)體溫度較低時(shí)，由于霧化不良、蒸發(fā)較差，加上節(jié)氣門(mén)基本關(guān)閉，燃燒室內(nèi)的可燃混合氣數(shù)量較少。這樣，燃燒室內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)上升，殘余廢氣對(duì)新鮮混合氣的降低濃度的作用明顯，燃料燃燒速度放緩甚至熄滅。因此，當(dāng)汽油機(jī)怠速時(shí),要求供給較濃的混合氣，其φａ值為0.６～0.８。６.變負(fù)荷不穩(wěn)定工況１)小負(fù)荷工況發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較小，一般小于２５％，燃料燃燒除可以驅(qū)動(dòng)自身附件維持自身運(yùn)轉(zhuǎn)外，對(duì)外有較低的輸出轉(zhuǎn)矩的工況稱為小負(fù)荷工況，簡(jiǎn)稱小負(fù)荷。

汽油機(jī)在此工況時(shí)，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度有所增加，轉(zhuǎn)速有所提高，空氣流動(dòng)速度加快，使燃油的霧化、蒸發(fā)有所改善，但由于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度不是很大，節(jié)流損失存在，使得進(jìn)氣阻力較大。汽缸內(nèi)殘余廢氣比例較多，導(dǎo)致燃燒遲緩，因而仍需供給較濃的混合氣，另一方面，當(dāng)汽油機(jī)負(fù)荷小于１0％節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，較高轉(zhuǎn)速時(shí)，更需要比較濃的可燃混合氣，小負(fù)荷時(shí)，混合氣濃度的值φａ為0.７～0.９。

２)中等負(fù)荷工況節(jié)氣門(mén)開(kāi)度在25％～85％稱為中等負(fù)荷工況，該工況混合氣形成條件較好混合氣濃度稀。從0.６～１.３都能燃燒，從能否燃燒角度，對(duì)混合氣濃度要求不苛刻。但是，中等負(fù)荷工況是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最常使用工況，從汽車的使用經(jīng)濟(jì)性考慮，用戶希望供給最經(jīng)濟(jì)的混合氣，保證汽車具有良好的經(jīng)濟(jì)性。因此，傳統(tǒng)汽油機(jī)在該工況供給的混合氣φａ=1.05~1.15?，F(xiàn)代電控噴射汽油機(jī)，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放，保證三元催化劑高效工作，過(guò)量空氣系數(shù)φａ都控制在了１附近，犧牲了經(jīng)濟(jì)性。

３)大負(fù)荷及全負(fù)荷工況

汽油機(jī)節(jié)氣門(mén)接近全開(kāi)的工況稱為大負(fù)荷工況，節(jié)氣門(mén)全開(kāi)的工況稱為全負(fù)荷工況，大負(fù)荷和全負(fù)荷時(shí)，內(nèi)燃機(jī)輸出最大功率去平衡行駛的阻力與風(fēng)阻，這時(shí)動(dòng)力性要求處于第一位。而經(jīng)濟(jì)性要求降低，為了保證汽車具有良好的動(dòng)力性，應(yīng)該供給功率混合氣，其φａ為0.８５～0.９５，化油器發(fā)動(dòng)機(jī)采用加濃裝置實(shí)現(xiàn)控制，電控噴射汽油機(jī)采用增加噴射脈寬的方法，從程序上較容易實(shí)現(xiàn)控制。第一節(jié)結(jié)束

一、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性:發(fā)動(dòng)機(jī)在油量調(diào)整裝置保持不變,其各性能指標(biāo)參數(shù)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況,稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。保持節(jié)氣門(mén)某一位置不變,由于外界阻力的變化,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,其他性能參數(shù)也將隨之變化,當(dāng)節(jié)氣門(mén)處于最大位置時(shí),所測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性為外特性,節(jié)氣門(mén)低于最大位置時(shí)的速度特性,稱為部分負(fù)荷速度特性。

１.汽油機(jī)的速度特性對(duì)于一臺(tái)交付使用的汽油機(jī)，化油器已經(jīng)調(diào)整好，點(diǎn)火提前角調(diào)整裝置也已經(jīng)確定，駕駛員直接操縱節(jié)氣門(mén)以改變車速，當(dāng)節(jié)氣門(mén)放在一定位置上時(shí)，汽油機(jī)轉(zhuǎn)速將隨外界負(fù)荷變化而改變。這時(shí)，它的性能參數(shù)也將隨之而變化，若以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，其他參數(shù)(有效功率、有效轉(zhuǎn)矩、有效油耗率等)為縱坐標(biāo)，得到的特性曲線，稱為汽油機(jī)速度特性曲線。圖４-４所示為某吉普車用汽油機(jī)外特性，圖４-５示出了一般汽油機(jī)在節(jié)氣門(mén)不同開(kāi)度下的速度特性曲線的趨向，我們簡(jiǎn)要分析如下。

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率ｐｅ為

式中:ηｅ——有效熱效率，即ηｅ＝ηｉηｍ的乘積，表示能量轉(zhuǎn)換的總效率。ηｉ——指示熱效率。ηｍ——機(jī)械效率。Ｖｈ——發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積。ρ0——?dú)怏w密度。ｈｕ——燃料熱值。ｌ0——理論空燃比。τ——行程數(shù)。ｉ——汽缸數(shù)。

，對(duì)一種發(fā)動(dòng)機(jī)即為常數(shù)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩為

一般汽油機(jī)通過(guò)化油器保證它在最佳混合比φａ下工作，φａ值基本不隨轉(zhuǎn)速而變化，燃燒過(guò)程穩(wěn)定，熱效率ηｉ變化很小。但，低轉(zhuǎn)速時(shí)渦流減弱，霧化質(zhì)量較差，燃?xì)馀c壁面之間散熱增加，漏氣相對(duì)增加等因素導(dǎo)致ηｉ略有下降，高轉(zhuǎn)速時(shí)，則由于燃燒所占的曲軸轉(zhuǎn)角增大，燃燒及時(shí)性下降ηｉ下降，對(duì)ηｉ也產(chǎn)生不利影響，致使ηｉ在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)較大，由于ηｉ變化很小。為了便于分析，突出主要因素的影響，不妨把ηｉ和ηｉ/φａ作為定值處理，經(jīng)這樣簡(jiǎn)化后，轉(zhuǎn)矩僅決定φｃ和ηｍ隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律了。圖４-６ａ)示出了充量系數(shù)φｃ隨轉(zhuǎn)速ｎ而變化的情況，圖中的數(shù)字是表示節(jié)氣門(mén)不同開(kāi)度下的φｃ曲線和在節(jié)氣門(mén)全開(kāi)情況下φｃ曲線，在節(jié)氣門(mén)全開(kāi)情況下，φｃ曲線在某一中間轉(zhuǎn)速處呈上凸形狀，具體形狀與配氣相位直接有關(guān)，對(duì)于一個(gè)固定的配氣相位角，將有一個(gè)最佳充量系數(shù)轉(zhuǎn)速，這一點(diǎn)將是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)度時(shí)，由于節(jié)氣門(mén)的節(jié)流作用增強(qiáng)，進(jìn)氣阻力增加，φｃ將隨著轉(zhuǎn)速增加而減小，而且隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的減小，它隨轉(zhuǎn)速升高而下降的速率也增大。

由機(jī)械效率定義式可得ηm=Pe/Pi=1-Pm/Pi=1-Pm/Ptηi

(4-3)圖４-６ｂ)示出了與圖４-６a)相應(yīng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下機(jī)械效率ηｍ隨轉(zhuǎn)速變化情況。機(jī)械效率的影響因素主要受機(jī)械損失功率和指示功率的影響，機(jī)械損失功率包括:摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附件損失和泵氣損失三大部分，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性上，機(jī)械損失的三個(gè)要素，均與轉(zhuǎn)速成線性上升，而循環(huán)功率Ｐｔ也與轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系，比值基本固定。因此，外特性機(jī)械效率曲線趨勢(shì)，即為指示效率趨勢(shì)曲線，兩邊低中間偏低速有極值點(diǎn)，負(fù)荷降低。摩擦損失也降低，但驅(qū)動(dòng)附件損失基本不變，泵氣損失反而增加。并且，進(jìn)氣節(jié)流損失隨轉(zhuǎn)速變化明顯，導(dǎo)致部分負(fù)荷機(jī)械效率隨轉(zhuǎn)速下降明顯。并且，有用功占總工比例下降，機(jī)械效率總體隨負(fù)荷降低而下降。從式(４-２)可知，φｃ和ηｍ的乘積決定了轉(zhuǎn)矩曲線的形狀，根據(jù)上面分析可以看出，節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)矩曲線將是一條上凸曲線，在部分開(kāi)度時(shí)，轉(zhuǎn)矩將隨轉(zhuǎn)速升高而下降，開(kāi)度越小，曲線越陡，其趨勢(shì)如圖４-７所示。汽油機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線與柴油機(jī)的相比，彎曲度較大，其外特性轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)可達(dá)10%～30%，適應(yīng)性較好，在部分開(kāi)度時(shí)，適應(yīng)性系數(shù)還將增大，工作更加穩(wěn)定。但是克服外界阻力總能力降低了。

功率曲線即為轉(zhuǎn)矩曲線和轉(zhuǎn)速的乘積，低速區(qū)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速同時(shí)上升，功率曲線陡峭，中速區(qū)轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)矩略有下降，乘積上升速度緩慢，高速區(qū)轉(zhuǎn)矩下降的影響大于轉(zhuǎn)速升高的影響，功率反而下降。它的功率曲線與柴油機(jī)的相比，也有很大的不同。在外特性上有一處功率為最大，超過(guò)所相應(yīng)轉(zhuǎn)速后，功率開(kāi)始下降，因而繼續(xù)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，不僅不會(huì)帶來(lái)功率的增加。反而帶來(lái)磨損的加劇和運(yùn)動(dòng)件慣性負(fù)荷的增加，基于上述原因，通常把這一點(diǎn)功率和轉(zhuǎn)速標(biāo)定為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌功率和轉(zhuǎn)速，在部分開(kāi)度時(shí)，功率曲線彎曲度更大，功率曲線將在標(biāo)定范圍內(nèi)與橫坐標(biāo)軸相交，發(fā)動(dòng)機(jī)將在相應(yīng)轉(zhuǎn)速下空負(fù)荷運(yùn)行，即使節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛車轉(zhuǎn)速一般也不超過(guò)標(biāo)定轉(zhuǎn)速６0％，由于汽油機(jī)采用進(jìn)氣總量的調(diào)節(jié)方法。因而燃燒過(guò)程也不致過(guò)度惡化，因此汽油機(jī)飛車不會(huì)像柴油機(jī)飛車那么嚴(yán)重。

燃油消耗率be曲線如圖４-４所示，其表達(dá)式如下式所示:式中，Ｋ4=3.6×106/Ｈu是一個(gè)常數(shù)，可見(jiàn)be與指示效率和機(jī)械效率的乘積ηｉηｍ成反比關(guān)系，在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)，ηｉηｍ乘積為最大，be為最小。這是由于速時(shí)，ηｍ下降過(guò)多，而低速時(shí)由于渦流減弱，漏氣散熱損失增加導(dǎo)致ηｉ下降較為明顯所致。因此，be曲線是一條上翹曲線。

２.柴油機(jī)速度特性當(dāng)噴油泵齒條(或節(jié)氣門(mén)拉索)位置一定時(shí)，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系，稱為柴油機(jī)的速度特性，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)定功率有四種。因此，通用柴油機(jī)的全負(fù)荷速度特性也有四種，專用柴油機(jī)只需測(cè)定銘牌上所標(biāo)明的兩種功率速度特性。圖4-7所示為某柴油機(jī)的1h及12h功率的速度特性，齒條固定在標(biāo)定功率以下位置所測(cè)得的速度特性，稱為部分負(fù)荷的速度特性，如圖4-8所示，汽車用柴油機(jī)按照國(guó)家規(guī)定，除了做15min功率的速度特性試驗(yàn)外，還需增做標(biāo)定功率的90%、75%、５0%和25%負(fù)荷的速度特性試驗(yàn)。

一般柴油機(jī)只做全負(fù)荷時(shí)的速度特性，因?yàn)槿?fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)矩大小及其隨轉(zhuǎn)速ｎ的變化規(guī)律決定了柴油機(jī)的動(dòng)力性能，下面分析一下非增壓柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩Ttp、功率Pe和燃油消耗率be隨轉(zhuǎn)速ｎ而變化的趨勢(shì)。

噴油泵每循環(huán)供油量bi通常是按標(biāo)定工況下確定的，在沒(méi)有油量校正裝置下，隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降，循環(huán)供油量bi有些減少，而柴油機(jī)的充氣效率φｃ，由于平均氣流速度下降而獲得某些增加，因此轉(zhuǎn)速下降時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)φａ和指示熱效率ηｉ均有些提高。另一方面，轉(zhuǎn)速下降時(shí)，機(jī)械損失下降使機(jī)械效率ηｍ得到某些提高，根據(jù)柴油機(jī)功率表達(dá)式為

式中，ｋ′２=ｉ/３0τＨｕ是一個(gè)常數(shù)，轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為式(４-６)，只要將功率表達(dá)式去除轉(zhuǎn)速影響即可。

由轉(zhuǎn)矩表達(dá)式中可以看出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無(wú)直接關(guān)系，轉(zhuǎn)速ｎ對(duì)指示效率和機(jī)械效率的影響與汽油機(jī)相同。由于高壓油泵速度特性的影響，隨著轉(zhuǎn)速的提高，循環(huán)供應(yīng)量ｂｉ略有增加。最后導(dǎo)致個(gè)參數(shù)乘積的極大值向中高速平移，使得轉(zhuǎn)矩變化的曲線趨向平坦，從而使得功率曲線更加線性。如圖４-８所示，這樣的曲線難以滿足拖拉機(jī)和工程機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備的要求，因?yàn)檫@種用途的發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到短期過(guò)載情況，要求發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速下降時(shí)能自動(dòng)增加輸出轉(zhuǎn)矩，以克服短期過(guò)載，避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。

衡量柴油機(jī)動(dòng)力性能的指標(biāo)之一是適應(yīng)性系數(shù)Ｋ或轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)μ。

式中:Ｍemax——最大轉(zhuǎn)矩。Ｍe——標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩。柴油機(jī)不帶校正器時(shí)適應(yīng)系數(shù)Ｋ可1.05左右,采用校正器可使Ｋ提高到1.1～1.24，校正方法有兩種，其中出油閥校正器，采用這種校正器，校正作用不大。一般Ｋ值只能提高到1.07左右，對(duì)于工程機(jī)械遠(yuǎn)不能滿足要求，需要采用校正作用更強(qiáng)的彈簧校正器方法。這樣，轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)可達(dá)15%~24%，需要指出的是，這樣大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)是以犧牲標(biāo)定功率為前提的(即要適當(dāng)減少標(biāo)定工況的供油量)。燃油消耗率公式與汽油機(jī)完全一致，變化趨勢(shì)與汽油機(jī)一致，但由于柴油機(jī)壓縮比大，循環(huán)熱效率高，從而使得指示效率明顯好于汽油機(jī)。因此，燃油消耗率曲線明顯低于汽油機(jī)，且顯得平坦。柴油機(jī)的部分負(fù)荷僅改變循環(huán)供應(yīng)量，不控制進(jìn)氣量。因此，泵氣損失與負(fù)荷無(wú)關(guān)，機(jī)械效率曲線在各種負(fù)荷下均比較平坦，隨著負(fù)荷下降，定容燃燒比例加大，指示效率曲線提高。因此部分負(fù)荷轉(zhuǎn)矩曲線更加平坦，如圖4-８所示。

柴油機(jī)功率Pe正比于Ttq·n，由于Ttq曲線變化平坦,在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，功率幾乎與轉(zhuǎn)速成比例增加。如果齒條卡死(或調(diào)速器失靈)，而柴油機(jī)又卸去負(fù)荷情況下，柴油機(jī)將發(fā)生飛車事故，轉(zhuǎn)速大幅度上升，排氣冒黑煙。排氣管燒紅，嚴(yán)重的可以造成零件損壞，這是由于柴油機(jī)進(jìn)氣阻力較小，ηｍ隨ｎ上升而下降較慢，循環(huán)供油量ｂｉ還是很大。因此不像汽油機(jī)那樣，可燃混合氣數(shù)量隨轉(zhuǎn)速上升而很快下降而不至于引起過(guò)高的飛車轉(zhuǎn)速。圖４-９中的冒煙極限曲線是將各個(gè)轉(zhuǎn)速下的炭煙極限連起來(lái)的，柴油機(jī)只允許在冒煙極限下運(yùn)行，因此全負(fù)荷的速度特性必須位于冒煙極限以下，這一點(diǎn)就是確定標(biāo)定油量和校正油量特性的依據(jù)。

(二)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性保持發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)有效功率Pe、有效轉(zhuǎn)矩Ttq、平均有效壓力Pme隨負(fù)荷的變化規(guī)律成為負(fù)荷特性，用曲線表示表達(dá)這些規(guī)律，則稱為負(fù)荷特性曲線。

１.汽油機(jī)負(fù)荷特性汽油機(jī)在固定轉(zhuǎn)速下工作，借助于改變節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，控制進(jìn)入汽缸混合氣數(shù)量多少來(lái)適應(yīng)外界負(fù)荷的變化，這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的每小時(shí)燃油消耗量Ｂ，燃油消耗率ｂｅ以及其他參數(shù)將隨負(fù)荷大小而變化，其變化造成如圖４-10ａ)所示，簡(jiǎn)要分析如下。

由于化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)氣總量控制的調(diào)節(jié)方法，除了接近滿負(fù)荷(８0％～100％標(biāo)定功率)時(shí)采用加濃混合氣外，其余大部分負(fù)荷供給經(jīng)濟(jì)混合氣。因此，指示熱效率ηｉ變化不大，低負(fù)荷時(shí)，由于霧化不良、殘余廢氣增加、燃燒速率減慢以及相對(duì)熱損失增大，導(dǎo)致ηｉ下降，而在滿負(fù)荷時(shí)，由于混合氣加濃、燃燒不完全導(dǎo)致ηｉ某些下降，過(guò)量空氣系數(shù)φａ和指示熱效率如圖4-10所示。

機(jī)械效率ηm變化規(guī)律與柴油機(jī)負(fù)荷特性的情況一致，由式ηm=1-Pm/(Pe+Pm)決定，機(jī)械損失功率決定于轉(zhuǎn)速而與負(fù)荷大小關(guān)系不大。因此，轉(zhuǎn)速不變時(shí)，可以視為常值，當(dāng)空負(fù)荷時(shí)，Pe=0,ηm=0,be=∞，隨著負(fù)荷增大，總功增加。

機(jī)械損失增加不多，機(jī)械損失相對(duì)總功比例減小ηm迅速地增大，be迅速地下降，接近滿負(fù)荷時(shí)，由ηi下降引起了be曲線上翹，如圖4-10a)所示。從上面分析可以看出，在中等負(fù)荷以下，ηm的上升使得油耗下降，在高負(fù)荷時(shí)，熱效率ηi下降引起了be的上升。

２.柴油機(jī)負(fù)荷特性柴油機(jī)負(fù)荷特性就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，其他性能參數(shù)隨負(fù)荷(節(jié)氣門(mén)位置或油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置)而變化的關(guān)系。這時(shí)，由于轉(zhuǎn)速為常數(shù)，有效功率也可度量負(fù)荷，柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線如圖4-11所示，橫坐標(biāo)是負(fù)荷(功率或平均有效壓力)，縱坐標(biāo)是性能參數(shù)。主要參數(shù)是燃油消耗率be(g/kw·h)和排氣溫度Tr(℃)。

此外，機(jī)械效率ηｍ、過(guò)量空氣系數(shù)φａ、最高燃燒壓力Pz、壓力升高率ｄｐ、ｄφ煙度、增壓壓力Pk、廢氣渦輪前的壓力Pr等其他參數(shù)也可以根據(jù)需要測(cè)定出來(lái),測(cè)繪成曲線，一般測(cè)定標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性，從負(fù)荷特性上可以看出不同負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性，可以繪制成柴油機(jī)的萬(wàn)有特性，負(fù)荷特性是柴油機(jī)的基本特性，也比較容易測(cè)定，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常用負(fù)荷特性作為性能比較的標(biāo)準(zhǔn)。

圖4-11是按負(fù)荷特性運(yùn)。轉(zhuǎn)時(shí)一些參數(shù)隨負(fù)荷變化的一般規(guī)律，增加負(fù)荷就是意味著增加每循環(huán)供油量所以每小時(shí)的耗油量B(或GT)隨負(fù)荷增加而增加，而過(guò)量空氣系數(shù)φａ隨負(fù)荷增加而減小，供油量多,放熱也多，使排氣溫度Ｔｒ隨負(fù)荷增加而升高。發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失主要與轉(zhuǎn)速有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，機(jī)械效率變化與汽油機(jī)一致，負(fù)荷增加到Ａ點(diǎn)位置，be達(dá)到最低值，再繼續(xù)增加負(fù)荷，由于φａ減小，混合氣形成和燃燒惡化，be反而升高。

排氣煙度隨負(fù)荷增加而增加，但在低負(fù)荷時(shí)，增加緩慢，且低負(fù)荷時(shí)煙度很小，肉眼看不出，可認(rèn)為排氣無(wú)煙，在高負(fù)荷時(shí)，煙度增加迅速，當(dāng)接近最大功率時(shí),由于φａ減小，混合氣形成和燃燒惡化，燃燒不完全，排氣煙度急劇增加(圖中B點(diǎn))。此時(shí)燃油消耗率be和活塞、汽缸蓋等熱負(fù)荷也迅速升高了，如再繼續(xù)增加供油量。

則柴油機(jī)大量冒黑煙，功率反會(huì)下降，因此柴油機(jī)存在一個(gè)冒煙極限，為了保證柴油機(jī)安全可靠地運(yùn)行，不允許柴油機(jī)在冒煙極限下工作。小型高速柴油機(jī)的最大功率一般受冒煙極限的限制，至于多大的排氣煙度作為冒煙極限，我國(guó)目前并沒(méi)有明確的規(guī)定，也沒(méi)有統(tǒng)一的煙度測(cè)量方法。因此對(duì)于柴油機(jī)的容許煙度存在不同的看法，有人不允許排氣中有煙，排氣中出現(xiàn)煙絲就認(rèn)為已達(dá)到炭煙極限，顯然這種看法不合理，因?yàn)橹灰泻苄∫徊糠秩剂喜煌耆紵湍墚a(chǎn)生明顯的煙色，而對(duì)工作并無(wú)太大妨害，將負(fù)荷特性上煙度急劇升高的那一點(diǎn)(B點(diǎn))作為冒煙極限還是比較合理的。

從圖4-11還可以看到，Ａ點(diǎn)be最低，但功率較小，Ｂ點(diǎn)功率雖高，但be也高，從坐標(biāo)原點(diǎn)作一射線與be曲線相切得切點(diǎn)Ｃ，Ｃ點(diǎn)的功率與燃油消耗率之比值最大，這些點(diǎn)的位置，可作為標(biāo)定功率時(shí)的參考。

(三)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性

速度特性和負(fù)荷特性都只能在特定的情況下去衡量發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能的變化規(guī)律，在實(shí)際使用中發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷都變化范圍很大，比較復(fù)雜，想要詳細(xì)的分析發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的性能需要很多張圖形。這樣分析比較麻煩，所以要將負(fù)荷特性、速度特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合整理，就要將發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)與轉(zhuǎn)速、負(fù)荷之間的相互關(guān)系稱為多參數(shù)特性，表現(xiàn)在同一張圖形上，相應(yīng)的曲線稱為萬(wàn)有特性曲線。１.汽油機(jī)萬(wàn)有特性汽油機(jī)主要使用場(chǎng)合是汽車，它經(jīng)常在變速變負(fù)荷下工作，要了解整個(gè)使用范圍內(nèi)工作經(jīng)濟(jì)性，需要繪制萬(wàn)有特性，典型卡車汽油機(jī)萬(wàn)有特性如圖4-12所示，現(xiàn)在汽油機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)上升到4000~5000r/min，萬(wàn)有特性經(jīng)濟(jì)區(qū)有分成高速和低速兩個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)的趨勢(shì)，特別是摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)的更加明顯，出現(xiàn)馬鞍形曲線。

２.柴油機(jī)萬(wàn)有特性由于車用發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化范圍很廣，要分析各種工況下的性能就需要許多負(fù)荷特性或速度特性。因此，用負(fù)荷特性和速度特性分析工況變化較廣的車用柴油機(jī)性能，仍不方便，為了能在一張圖上全面表示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)的特性曲線，這就是萬(wàn)有特性。

應(yīng)用最廣的萬(wàn)有特性是將轉(zhuǎn)速作橫坐標(biāo)，平均有效壓力作縱坐標(biāo)，在圖上畫(huà)出等燃油消耗率曲線和等功率曲線，組成一群曲線族，如圖4-13所示，很方便地表示出任一轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的燃料經(jīng)濟(jì)性。

對(duì)比汽油機(jī)和柴油機(jī)萬(wàn)有特性，汽油機(jī)最經(jīng)濟(jì)區(qū)域偏高速大負(fù)荷，而柴油機(jī)的比較適中，其次，汽油機(jī)的燃油消耗率比柴油機(jī)的高得多，其主要原因是柴油機(jī)壓縮比大，熱效率遠(yuǎn)高于汽油機(jī)。

車用發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在較低負(fù)荷率下工作，而汽油機(jī)在低負(fù)荷率下工作，油耗增大較快。因此，車用汽油機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)不如柴油機(jī)，特別是使用大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車，城市工況經(jīng)濟(jì)性更差，研究如何提高實(shí)際使用燃料經(jīng)濟(jì)性，將有很大的經(jīng)濟(jì)意義。

顯然，提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率是提高燃料經(jīng)濟(jì)性最有效措施，從發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤(pán)配套觀點(diǎn)來(lái)看，應(yīng)根據(jù)動(dòng)力裝置不同用途和道路實(shí)際情況選擇適當(dāng)功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。如公共汽車，負(fù)荷中等而車速不高。為了獲得較高的平均車速和要求較好加速性能。為此，選擇低速轉(zhuǎn)矩較大而最大功率適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)就比較合適，小汽車為了追求動(dòng)力性能和高速超車的能力，選擇相對(duì)較大發(fā)動(dòng)機(jī)，但卻失去了經(jīng)濟(jì)性，小汽車如果在路面不良情況下行駛，它必然在很低負(fù)荷下工作，經(jīng)濟(jì)性很差，城市工況，受到車速限制，負(fù)荷率也很小。一般都在20％～30％負(fù)荷下工作，經(jīng)濟(jì)性很差，為提高轎車的使用經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)在提倡轎車使用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)有效方法，載貨汽車，車速不高而負(fù)荷率較高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，從使用方面，載貨汽車應(yīng)避免空車輕載運(yùn)行，要按規(guī)定的噸位裝足。

３.萬(wàn)有特性曲線的繪制

萬(wàn)有特性可以通過(guò)多組負(fù)荷特性或多組速度特性(一般，為了保證曲線的連續(xù)和光滑，需要八組以上數(shù)據(jù))曲線來(lái)繪制。一般，負(fù)荷特性涵蓋轉(zhuǎn)速和負(fù)荷分布曲線均勻，所以，許多測(cè)功機(jī)自帶控制程序中都采用負(fù)荷特性繪制方法。繪制前先制取八組以上的負(fù)荷特性曲線，我們以燃油消耗率曲線的繪制來(lái)說(shuō)明，其他曲線繪制同理。

燃油消耗率萬(wàn)有特性曲線繪制方法如下:(１)將各種轉(zhuǎn)速下負(fù)荷特性以Pme為橫坐標(biāo)，be為縱坐標(biāo)，以同一比例尺畫(huà)出燃油消耗率的負(fù)荷特性曲線若干條。(２)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍，標(biāo)出萬(wàn)有特性橫坐標(biāo)的標(biāo)尺，縱坐標(biāo)的標(biāo)尺Pme，要求與負(fù)荷特性圖Pme標(biāo)尺相同。

(３)將某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性圖躺倒在萬(wàn)有特性坐標(biāo)軸的左邊，如圖4-14所示，在負(fù)荷特性圖上引若干條等燃油消耗率線與be曲線相交，各有１～２個(gè)交點(diǎn)，再?gòu)慕稽c(diǎn)引水平線至萬(wàn)有特性圖中，水平線與對(duì)應(yīng)的等轉(zhuǎn)速直線相交，活動(dòng)萬(wàn)有特性曲線上對(duì)應(yīng)的等油耗交點(diǎn)，在每交點(diǎn)上用鉛筆標(biāo)上相應(yīng)的燃油消耗率量。然后，調(diào)換另一轉(zhuǎn)速下負(fù)荷特性圖，引與上相同的若干條等燃油消耗率線與該轉(zhuǎn)速上be曲線相交，再?gòu)慕稽c(diǎn)引若干水平線至萬(wàn)有特性圖相應(yīng)的等轉(zhuǎn)速直線上，獲得第二組交點(diǎn)，在交點(diǎn)上同樣標(biāo)上相應(yīng)的燃油消耗率值，所有轉(zhuǎn)速的負(fù)荷特性都經(jīng)過(guò)這樣轉(zhuǎn)換后，將be值相等的點(diǎn)連成光滑曲線，即是萬(wàn)有特性上的等燃油消耗率線。(４)用同樣方法，將不同的等燃油消耗率線繪制在一張圖內(nèi)，即得到燃油消耗率的萬(wàn)有特性曲線。(５)不同的燃油消耗率曲線，在萬(wàn)有特性內(nèi)不能相交，要獲得光滑萬(wàn)有特性圖，必須在測(cè)錄各種轉(zhuǎn)速的負(fù)荷特性時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和機(jī)油溫度穩(wěn)定，大氣條件盡可能接近，變化盡可能小，即要求發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過(guò)程中，控制參數(shù)狀態(tài)一致。

等功率曲線是根據(jù)式，Pe=PmeVhni/30τ=KPmen作出，對(duì)于一定的發(fā)動(dòng)機(jī)K=iVh/30τ是一常數(shù)。所以，在Pmen坐標(biāo)中，等功率曲線是一群雙曲線。將發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)的速度特性曲線Pme=f(n)的關(guān)系畫(huà)在萬(wàn)有特性圖上，就構(gòu)成萬(wàn)有特性圖上邊界限制線。從萬(wàn)有特性上，很容易看到發(fā)動(dòng)機(jī)最經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速，最內(nèi)層的等燃油消耗率曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域，曲線越向外擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)性越差，等燃油消耗率曲線的形狀及分布情況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性有重要影響。對(duì)于車用發(fā)動(dòng)機(jī)，希望最經(jīng)濟(jì)區(qū)最好在萬(wàn)有特性的中間位置，使常用轉(zhuǎn)速和負(fù)荷在最經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，并希望等燃油消耗率線沿橫坐標(biāo)方向長(zhǎng)一些，對(duì)于工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)速范圍變化較小而負(fù)荷變化范圍較大，希望最經(jīng)濟(jì)區(qū)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速附近。并沿縱坐標(biāo)方向上較長(zhǎng)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性不能滿足使用要求，則應(yīng)重新選擇發(fā)動(dòng)機(jī)，或?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以改變其萬(wàn)有特性。

例如，可以進(jìn)行配氣相位調(diào)整來(lái)改變充氣效率特性(即ηｖ=

f(n)曲線的形狀)，影響萬(wàn)有特性最經(jīng)濟(jì)區(qū)沿橫坐標(biāo)方向走勢(shì)，也可以選擇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不敏感的燃燒系統(tǒng)，如柴油機(jī)選擇分割式燃燒室等。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整特性發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速和其他參數(shù)不變的情況下，性能指標(biāo)隨調(diào)整參數(shù)而變化的規(guī)律，發(fā)動(dòng)機(jī)有以下調(diào)整特性。

(一)柴油機(jī)調(diào)整特性

１.柴油機(jī)供油提前角調(diào)整特性在發(fā)動(dòng)機(jī)的磨合試驗(yàn)和調(diào)整中經(jīng)常使用調(diào)整特性，它們能使各個(gè)調(diào)整因素和發(fā)動(dòng)機(jī)的工況參數(shù)對(duì)功率(或平均有效壓力)及燃油消耗率的影響精確化，包括點(diǎn)火或噴油提前角、混合氣成分(或過(guò)量空氣系數(shù))、噴油壓力或持續(xù)期、冷卻液或進(jìn)氣溫度等參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率和經(jīng)濟(jì)性的影響都可根據(jù)調(diào)整特性來(lái)確定。

轉(zhuǎn)速恒定，油量調(diào)節(jié)裝備位置不變，有效功率Ｐｅ、小時(shí)燃料消耗量Ｂ、燃油消耗率ｂｅ隨供油提前角θ的變化規(guī)律，稱為柴油機(jī)供油提前角調(diào)整特性，如圖4-15所示。對(duì)于一個(gè)恒定轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的有一個(gè)最大功率點(diǎn)及最低耗油率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的提前角，我們將該角度成為該轉(zhuǎn)速下的最佳供油提前角θ佳。若供油提前角過(guò)大，燃燒提前，壓縮功增加，使有效功率下降，油耗率增加，如果供油提前角過(guò)小，會(huì)使燃燒拖后，燃燒在大容積下進(jìn)行，壓力上升緩慢，散熱損失及補(bǔ)燃增多，燃燒及時(shí)性下降，也使功率降低，油耗率加大。將供油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定功率的循環(huán)供油量時(shí)，做不同轉(zhuǎn)速下Pe隨θf(wàn)s而變化的曲線，則每種轉(zhuǎn)速均有不同的最佳θf(wàn)s(θ佳)，試驗(yàn)得出，最佳θf(wàn)s隨ｎ的升高而增大。目前，已有發(fā)動(dòng)機(jī)特性的計(jì)算方法，但是這些特性都是近似的，實(shí)際特性要在專門(mén)的試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)得出，在這種情況下必須考慮到，當(dāng)在不同的環(huán)境條件下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，所得出的結(jié)果也是不同的。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，供油提前角的調(diào)整試驗(yàn)，是通過(guò)調(diào)整高壓油泵與驅(qū)動(dòng)噴油正時(shí)的齒輪之間的連接角度關(guān)系進(jìn)行調(diào)整的，在汽車上，保證最佳供油提前角隨轉(zhuǎn)速的變化是靠離心式供油提前角調(diào)整機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)代高壓共軌電控噴射柴油機(jī)，一般通過(guò)改變上止點(diǎn)觸發(fā)信號(hào)位置來(lái)改變噴油提前角。

２.柴油機(jī)燃料調(diào)整特性柴油機(jī)燃料調(diào)整特性:當(dāng)供油提前角調(diào)整到最佳位置，保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)隨著供應(yīng)量的變化關(guān)系，稱為燃料調(diào)整特性，如圖4-16所示。在標(biāo)定供油量以下，相當(dāng)于柴油機(jī)的負(fù)荷特性，將調(diào)速器與噴油泵供油拉桿的斷開(kāi)，將高速限位螺釘松開(kāi)，試驗(yàn)方法與柴油機(jī)負(fù)荷特性相同。曲線規(guī)律及分析也同柴油機(jī)負(fù)荷特性，該試驗(yàn)，一般用于柴油機(jī)研究和標(biāo)定，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、機(jī)油壓力和溫度在都要控制在正常范圍內(nèi)。(二)汽油機(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(mén)開(kāi)度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度不變條件下，汽油機(jī)有效功率Pe和燃油消耗率be等性能指標(biāo)隨點(diǎn)火提前角θ變化的關(guān)系，稱為點(diǎn)火提前角調(diào)整特性，典型特性曲線如圖4-17所示。

其中，Pe最高點(diǎn)與be最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)同一點(diǎn)火提前角θig，即最佳點(diǎn)火提前角θ，點(diǎn)火提前角過(guò)大時(shí)，由于壓縮功增