第十章內燃機的運行特性

1、2021-12-151第十章 內燃機的運行特性 內燃機特性是內燃機性能指標隨調整情況或運行情況而變化的關系，如一是，內燃機的調整特性二是，內燃機的運行特性2021-12-152 對內燃機的特性及其匹配進行研究，是為了評價內燃機的性能，為正確、合理地選用內燃機提供依據(jù)，同時，還可以優(yōu)化整個動力裝置的性能。2021-12-153101 內燃機的運行工況 內燃機工況內燃機的實際運行狀況。 決定于內燃機運行時發(fā)出的功率或轉矩及其相應的曲軸轉速。2021-12-154一、內燃機的典型工況 內燃機應該與工作機械合理匹配。 內燃機隨著所匹配的工作機械的不同，其工況變化的規(guī)律也不同，具有三種典型工況，即1、固

2、定式工況2、螺旋槳工況3、車用工況2021-12-1551、固定式工況 內燃機轉速保持基本不變，功率則隨工作機械負荷的大小，可以由零變到最大。2021-12-1562、螺旋槳工況 內燃機的功率與轉速接近于冪函數(shù)關系。2021-12-1573、車用工況 內燃機的功率與轉速之間沒有一定的函數(shù)關系，且功率與轉速都獨立的在很大的范圍內變化。2021-12-158二、內燃機工況的標定 工況的標定，是指制造企業(yè)根據(jù)內燃機的性能和用途，人為地規(guī)定該產品在標準大氣條件下所輸出的有效功率及其對應的轉速，即 規(guī)定內燃機的標定功率和標定轉速。2021-12-159 根據(jù)國家標準GB110587內燃機臺架性能試驗方法

3、的規(guī)定，我國內燃機的標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2021-12-1510102 內燃機的基本運行特性一、負荷特性二、速度特性三、轉矩特性四、調速特性五、萬有特性2021-12-1511一、負荷特性 負荷特性是指轉速不變時，內燃機的性能指標隨負荷而變化的關系。說明：1）通過內燃機臺架試驗測取負荷特性曲線。2）經常用來作為性能比較的依據(jù)。2021-12-15121、柴油機的負荷特性 主要性能指標的變化趨勢，可通過燃油消耗率的定義式分析mieb12021-12-1513分析：1）柴油機負荷調節(jié)是“變質調節(jié)”。2）燃油消耗量隨負荷的增加而增大

4、。3）排氣溫度隨負荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。2021-12-15142、汽油機的負荷特性 主要性能指標的變化趨勢，也可通過燃油消耗率的定義式分析mieb12021-12-1515分析：1）汽油機負荷調節(jié)是“變量調節(jié)”。2）燃油消耗量隨負荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。2021-12-15163、結論1）同一轉速下最低燃油消耗率愈小，曲線變化愈平坦，燃油經濟性愈好；2）在中、低負荷區(qū)，be隨負荷的增加而降低，且在低負荷區(qū)曲線變化的更快一些。在接近全負荷時， be達到最小值，之后隨著負荷增大， be有所上升；3） 柴油機bemin比汽油

5、機低1030，而且燃油消耗率曲線較平坦，部分負荷時低油耗區(qū)比汽油機寬廣，因而部分負荷下柴油機更省油。2021-12-1517二、速度特性 速度特性，是指內燃機在油量調節(jié)機構保持不變的情況下，其性能指標隨轉速而變化關系。說明：1）通過內燃機臺架試驗測取速度特性曲線。2）全負荷速度特性、部分負荷速度特性。2021-12-15181、柴油機的速度特性 主要性能指標的變化趨勢，可通過轉矩公式分析mitactqKT32021-12-1519柴油機各參數(shù)隨轉速的增減而變化趨勢：2021-12-15202、汽油機的速度特性 主要性能指標的變化趨勢，可通過轉矩公式分析mitactqKT32021-12-152

6、1汽油機各參數(shù)隨轉速的增減而變化趨勢：2021-12-1522三、轉矩特性 內燃機工作時，經常會遇到外界阻力突然增大的情況，這就要求內燃機的轉矩能夠隨轉速的下降而增加。2021-12-15231、轉矩儲備系數(shù)tq 轉矩儲備系數(shù)最大轉矩和標定轉矩之差與標定轉矩的相對值，即 %100maxtqntqntqtqTTT式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉矩，Nm； Ttqn標定工況時的轉矩，Nm。 2021-12-15242、轉矩適應性系數(shù)Km和轉速適應性系數(shù)Kn 轉矩適應性系數(shù)Km外特性上最大轉矩與標定轉矩之比，即 tqntqmTTKmax式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉矩，Nm； Ttqn標定

7、工況時的轉矩，Nm。 2021-12-1525 轉速適應性系數(shù)Kn標定轉速與外特性上最大轉矩對應的轉速之比，即 mnnnnK 式中，nn標定轉速； nm外特性上最大轉矩對應的轉速。2021-12-15263、柴油機的轉矩校正 柴油機的轉矩特性曲線較平坦，在不換檔的情況下，克服短期超載的能力不強。 措施：柴油機在全負荷工況、短時超負荷時，噴油泵自動增加每循環(huán)的供油量，以進一步增大轉矩，提高內燃機克服超負荷的能力。 2021-12-1527四、調速特性 柴油機的調速特性，就是指在調速器起作用時，其性能指標隨轉速或負荷變化的關系。 柴油機的調速特性有兩種表現(xiàn)形式：一是，速度特性形式的調速特性；二是，

8、負荷特性形式的調速特性。 2021-12-15281、速度特性形式的調速特性 曲線1表示全負荷的速度特性； 曲線25表示調速特性。2021-12-15292、負荷特性形式的調速特性 如圖所示，標定工況下各性能指標隨負荷變化的關系： 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隨負荷變化的調速特性。2021-12-15303、兩級式調速器和全程式調速器的比較 兩極式調速器，達到新平衡點的加速度小，反應快，加速性能好，操作方便，所以一般車輛上較常使用。 2021-12-1531五、萬有特性 為了方便、直觀和全面的了解內燃機的性能，判斷其適用范圍，以及內燃機在各種轉速和各種負荷下的動力性和經濟性，將多條負荷特性或速度特性曲線綜合繪在一張圖上，就是內燃機的萬有特性曲線。 2021-12-1532返回1，返回22021-12-1533萬有特性的應用 1、在萬有特性曲線圖上，可以清晰的了解到內燃機的各種工況下的性能，很容易找到最經濟的負荷和轉速。 v 對于車用內燃機，最經濟區(qū)域應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 對于工程機械用內燃機，最經濟區(qū)域應在標