內(nèi)燃機的運行特性課件

1、2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性1第十章 內(nèi)燃機的運行特性 內(nèi)燃機特性是內(nèi)燃機性能指標(biāo)隨調(diào)整情況或運行情況而變化的關(guān)系，如一是，內(nèi)燃機的調(diào)整特性二是，內(nèi)燃機的運行特性2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性2 對內(nèi)燃機的特性及其匹配進行研究，是為了評價內(nèi)燃機的性能，為正確、合理地選用內(nèi)燃機提供依據(jù)，同時，還可以優(yōu)化整個動力裝置的性能。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性3101 內(nèi)燃機的運行工況 內(nèi)燃機工況內(nèi)燃機的實際運行狀況。 決定于內(nèi)燃機運行時發(fā)出的功率或轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性4一、內(nèi)燃機的典型工況 內(nèi)燃機應(yīng)該與工作機械合理匹配。 內(nèi)燃機隨著所匹配的工

2、作機械的不同，其工況變化的規(guī)律也不同，具有三種典型工況，即1、固定式工況2、螺旋槳工況3、車用工況2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性51、固定式工況 內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速保持基本不變，功率則隨工作機械負(fù)荷的大小，可以由零變到最大。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性62、螺旋槳工況 內(nèi)燃機的功率與轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性73、車用工況 內(nèi)燃機的功率與轉(zhuǎn)速之間沒有一定的函數(shù)關(guān)系，且功率與轉(zhuǎn)速都獨立的在很大的范圍內(nèi)變化。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性8二、內(nèi)燃機工況的標(biāo)定 工況的標(biāo)定，是指制造企業(yè)根據(jù)內(nèi)燃機的性能和用途，人為地規(guī)定該產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下所輸出的有效功

3、率及其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即 規(guī)定內(nèi)燃機的標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性9 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB110587內(nèi)燃機臺架性能試驗方法的規(guī)定，我國內(nèi)燃機的標(biāo)定功率依不同的用途分為四級：1、15分鐘功率2、1小時功率3、12小時功率4、持續(xù)功率2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性10102 內(nèi)燃機的基本運行特性一、負(fù)荷特性二、速度特性三、轉(zhuǎn)矩特性四、調(diào)速特性五、萬有特性2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性11一、負(fù)荷特性 負(fù)荷特性是指轉(zhuǎn)速不變時，內(nèi)燃機的性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。說明：1）通過內(nèi)燃機臺架試驗測取負(fù)荷特性曲線。2）經(jīng)常用來作為性能比較的依據(jù)。2021-10-24內(nèi)燃機的

4、運行特性121、柴油機的負(fù)荷特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過燃油消耗率的定義式分析mieb12021-10-24內(nèi)燃機的運行特性13分析：1）柴油機負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變質(zhì)調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性142、汽油機的負(fù)荷特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，也可通過燃油消耗率的定義式分析mieb12021-10-24內(nèi)燃機的運行特性15分析：1）汽油機負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變量調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。2021-10-24內(nèi)燃機的運

5、行特性163、結(jié)論1）同一轉(zhuǎn)速下最低燃油消耗率愈小，曲線變化愈平坦，燃油經(jīng)濟性愈好；2）在中、低負(fù)荷區(qū)，be隨負(fù)荷的增加而降低，且在低負(fù)荷區(qū)曲線變化的更快一些。在接近全負(fù)荷時， be達到最小值，之后隨著負(fù)荷增大， be有所上升；3） 柴油機bemin比汽油機低1030，而且燃油消耗率曲線較平坦，部分負(fù)荷時低油耗區(qū)比汽油機寬廣，因而部分負(fù)荷下柴油機更省油。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性17二、速度特性 速度特性，是指內(nèi)燃機在油量調(diào)節(jié)機構(gòu)保持不變的情況下，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速而變化關(guān)系。說明：1）通過內(nèi)燃機臺架試驗測取速度特性曲線。2）全負(fù)荷速度特性、部分負(fù)荷速度特性。2021-10-24內(nèi)燃機

6、的運行特性181、柴油機的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析mitactqKT32021-10-24內(nèi)燃機的運行特性19柴油機各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性202、汽油機的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析mitactqKT32021-10-24內(nèi)燃機的運行特性21汽油機各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性22三、轉(zhuǎn)矩特性 內(nèi)燃機工作時，經(jīng)常會遇到外界阻力突然增大的情況，這就要求內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩能夠隨轉(zhuǎn)速的下降而增加。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性231、轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)tq 轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)最大轉(zhuǎn)

7、矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之差與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的相對值，即 %100maxtqntqntqtqTTT式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時的轉(zhuǎn)矩，Nm。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性242、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn 轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km外特性上最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之比，即 tqntqmTTKmax式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時的轉(zhuǎn)矩，Nm。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性25 轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn標(biāo)定轉(zhuǎn)速與外特性上最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之比，即 mnnnnK 式中，nn標(biāo)定轉(zhuǎn)速； nm外特性上最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。2021-10-24

8、內(nèi)燃機的運行特性263、柴油機的轉(zhuǎn)矩校正 柴油機的轉(zhuǎn)矩特性曲線較平坦，在不換檔的情況下，克服短期超載的能力不強。 措施：柴油機在全負(fù)荷工況、短時超負(fù)荷時，噴油泵自動增加每循環(huán)的供油量，以進一步增大轉(zhuǎn)矩，提高內(nèi)燃機克服超負(fù)荷的能力。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性27四、調(diào)速特性 柴油機的調(diào)速特性，就是指在調(diào)速器起作用時，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的關(guān)系。 柴油機的調(diào)速特性有兩種表現(xiàn)形式：一是，速度特性形式的調(diào)速特性；二是，負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性281、速度特性形式的調(diào)速特性 曲線1表示全負(fù)荷的速度特性； 曲線25表示調(diào)速特性。2021-10-24內(nèi)

9、燃機的運行特性292、負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性 如圖所示，標(biāo)定工況下各性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系： 從點1到點2的曲線為外特性； 從點2到點4的曲線為n、Ttq、be和B隨負(fù)荷變化的調(diào)速特性。2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性303、兩級式調(diào)速器和全程式調(diào)速器的比較 兩極式調(diào)速器，達到新平衡點的加速度小，反應(yīng)快，加速性能好，操作方便，所以一般車輛上較常使用。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性31五、萬有特性 為了方便、直觀和全面的了解內(nèi)燃機的性能，判斷其適用范圍，以及內(nèi)燃機在各種轉(zhuǎn)速和各種負(fù)荷下的動力性和經(jīng)濟性，將多條負(fù)荷特性或速度特性曲線綜合繪在一張圖上，就是內(nèi)燃機的萬有特性曲線。 2021-10-24內(nèi)燃機的運行特性32返回1，返回22021-10-24內(nèi)燃機的運行特性33萬有特性的應(yīng)用 1、在萬有特性曲線圖上，可以清晰的了解到內(nèi)燃機的各種工況下的性能，很容易找到最經(jīng)濟的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。 v 對于車用內(nèi)燃機，最經(jīng)濟區(qū)域應(yīng)大致在萬有特性圖的中間位置，并希望等燃油消耗率曲線在橫向較長。v 對于工程機械用內(nèi)燃機，最經(jīng)濟