发动机特性.doc

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车辆使用时,由于行驶速度与阻力不断变化,则发动机的转速和负荷亦相应
变化,以适应车辆的需要。随着转速和负荷的改变,发动机工作过程也会发生变
化。因此,发动机在不同使用条件下具有不同的动力性与经济性。
发动机性能指标随调整运转工况而变化的关系称为发动机特性。其中性能指
标随着调整情况变化的关系称调整特性,性能指标随运转工况变化的关系称性能
特性。特性用曲线表示称为特性曲线,通过特性曲线可以分析在不同使用共况下,
发动机特性变化的规律及影响因素,评价发动机性能,从而提出改善发动机性能的途径。
发动机性能指标随转速变化的关系称为发动机的速度特性
一、汽油机的速度特性
汽油机节气门开度固定不动,点火提前角最佳及化油器完好的情况下,有
效功率P扭矩T、燃油消耗率b、每小时消耗油量B、排气温度t、空etqr气消耗量A、进气管真空度ΔΦ、充量系数Φ、点火提前角θ等随转速acign变化的关系称为汽油机的速度特性。节气门全开时速度特性称为外特性。节
气门部分打开时的速度特性称为部分负荷速度特性。图7-1所示为汽油机外特性
曲线。常用图中(a)所示的外特性。
(一)外特性曲线
以图7-1(a)为例分析曲线的变化趋势

n的增加,扭矩T逐渐增大,出现最大扭矩T后逐渐下降,随着转速tqtqmax且下降程度越来越大。曲线呈上凸形状。
T=kΦηη/Φ可见T的变化取决于n指示热效根据公式(3-10)tq2cimattq
率η,机械效率η充量系数与过量空气系数之比Φ/Φ随n的变化。在imcat节气门开度一定时,过量空气系数Φ可视为常数。η、η、Φ,随n的atimc变化如图7-2所示。充量系数Φ在某一中间转速时最大。因为一定的配气相c
位仅对一种转速最适合,此转速下能最好地利用气流惯性。其余转速时Φ均c降低,曲线为上凸形。指标热效率η随转速n的变化也是在某一中间转速较i
高,但变化比较平坦,因为转速低时,进气流速低,紊流减弱,使雾化,混合状
态较差,火焰传播速度降低,散热及漏气损失增加η较低,转速高时,燃烧过i
程所占曲轴角较大,燃烧在较大容积下进行,η也较低。转速增加,消耗于机i
械损失功增加。因此,随转速升高。机械效率η明显下降。m
综合作用的结果是:当转速由低开始上升时,Φ,η同时增加的影响大于ηcim下降的影响,使T增加。在达到T后,随转速增加由于Φ,η,η均下tqtqmaxcim
降,故扭矩曲线逐渐下降,且下降程度逐渐加大。

P与扭矩T和转速n的乘积成正比P=Tn/9550。当转速由低功率etqetq
逐渐升高时,由于T、n同时增加P增加很快。在达到最大扭矩T后,tqetqmax再提高转速,由于T有所下降,使P上升缓慢。某一转速时,T*n达最大tqetq值。此后,再增加转速,由于扭矩下降超过转速上升的影响,P反而下降。e

从式(2-29)b=k/ηη可见,耗油率b随转速n变化趋势取决于η、3imiη随n变化的趋势。b在某一中间转速当η、η达到最大值时出现最低mim
值。当转速较此低时,由于η低使b增加。转速较此高时η、η均较低,iimb也增加。
(二)部分负荷速度特性
图7-3为EQ6100汽油机速度特性
随着节气门的关小,节流损失增大,充量系数减小,使部分负荷速度特性的P、T低于外特性值。且转速越高,充量系数减小的越多,因此,节气门开etq
度越小,随转速增加,扭矩、功率曲线下降得越快,并使最大扭矩及最大功率点
向低速方向移动。
当节气门开度的75%左右时,耗油率曲线位置最低。超过75%开度,混合气较浓,存在燃烧不完全现象,耗油率曲线位置较高,低于75%开度时,残余废气相对增多,燃烧速率下降,使η降低,耗油率曲线位置也高,且开度越小,i
耗油率曲线位置越高。图7-4为几种汽油机外特性
二、柴油机速度特性
P扭矩T、喷油泵油量调节机构位置固定不动,柴油机性能指标(功率etq燃油消耗率b、每小时耗油量B、排气烟度R、排气温度t、涡轮前排气r温度t、爆发压力P(P)等,随转速n变化的关系称为柴油机速度特性。rzmax
当油量调节机构固定在标定循环供油量位置时速度特性称为柴油机外特性。当油
量调节机构固定在小于标定循环供油量位置时的速度特性称为柴油机部分负荷
速度特性。常用P,T、B、b、t随转速变化关系曲线。etqr