什么是发动机负荷.docx

什么是发动机负荷负荷率的概念  负荷率是一个在某特定发动机转速下扭矩的百分比相对概念,它的严格定义是指同发动机转速下,部分节气门下发出的扭矩与节气门全开时发出的最大扭矩之比值。  对于汽油机来讲,一个通俗的表达为:某个发动机转速下,部分节气门开度下的进气量与节气门全开时的进气量,也可以代表负荷率。原因在于汽油燃烧系统一般看作是空燃比为1的均质燃烧系统,其扭矩输出模式为进气充量调节。Toyota或Honda等日企更倾向于使用进气量表达负荷率,而欧美更多采用扭矩表达负荷率。  节气门开度与扭矩不呈线性关系,并不能准确表达负荷率的概念。但仍有部分公司在开发试验中沿用这个概念,比如PSA及国内一些企业。  对于柴油机来讲,其燃烧系统工作原理是质调,即在额定转速以下,喷油量与扭矩输出呈线性关系。因此某转速下,部分油门开度下的喷油量与全油门时喷油量之比可以准确表达负荷率的概念。但有一个例外,如果转速超出额定转速,进入超转速区域(如在高怠速时),喷入燃烧室的油全部用来克服发动机的摩律功,对外输出扭矩为零。这个时刻,发动机就没有负荷。 但在实际的发动机数据流中,我们常见的发动机负荷参数,在某些情况下,与我们上面所述的负荷概念有所不同,甚至目前出现了大家错认为负荷概念是外界阻力的情况。一旦出现发动机负荷参数数值比较大的时候,就有技术人员用发动机负荷增大,即发动机运行阻力过大来形容此时发动机的工作状态。这主要是由于很多技术人员对负荷概念认识不清所导致的。下面我简单地对发动机负荷这一概念进行分析,以增加一线技术人员对发动机负荷这一数据参数的深刻认识。  在发动机负荷这一概念产生的初期,是用部分节气门开度所产生的发动机扭矩与节气门全开时发出的最大扭矩之比来进行定义的。在发动机研发阶段用这个概念来进行定义应该是非常正确的。但用于实际运行一定时间后的发动机,尤其是带有故障的发动机来说,则很容易让我们产生迷惑,这主要是由于发动机负荷参数的数据值在较大值时,并不是有同样大的发动机扭矩输出,这与常规意义上的负荷的概念出现了差异。发动机负荷增大了,发动机的输出功率、扭矩并没有显著增加,仍然与当时的发动机运行阻力相同。  比如当发动机在怠速出现1缸失火故障时,由于1缸工作不良导致发动机输出扭矩下降,导致发动机出现转速降低的情况。此时发动机ECU会启动怠速转速控制,通过开大节气门,提高进气量、喷油量来弥补1缸失火导致的输出扭矩下降情况,从而起到怠速转速稳定的作用。因此,从发动机负荷的角度看,发动机的负荷数值是增大的,但发动机本身的运转阻力并没有发生变化。发动机输出扭矩与负载  我们先从发动机输出扭矩与负载来进行解释。发动机受力分析的参考点是曲轴,发动机输出扭矩F与负载扭矩f在曲轴上的合扭矩决定了曲轴转速,即发动机转速。当输出扭矩大于负载扭矩时,曲轴产生加速度,发动机转速升高;反之则降低;相等时则恒定。怠速运转时,发动机的输出扭矩等于内部负载扭矩,而当前者小于后者时,发动机将会出现抖动甚至熄火。  车辆能够稳定或者加速行驶,其关键就在于发动机输出的动力能够满足克服外界阻力,使车速保持一定或提高速度的能力。而外界阻力除发动机本身运转的机械阻力外,还包括空气阻力、滚动阻力、坡道阻力、加速阻力等。  发动机怠速时,由于没有对外的功率输出,只需要克服本身机械运转的阻力即可。这样怠速