第十章內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行特性

1、2022-4-111第十章 內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行特性 內(nèi)燃機(jī)特性是內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況或運(yùn)行情況而變化的關(guān)系，如一是，內(nèi)燃機(jī)的調(diào)整特性二是，內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行特性2022-4-112 對(duì)內(nèi)燃機(jī)的特性及其匹配進(jìn)行研究，是為了評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的性能，為正確、合理地選用內(nèi)燃機(jī)提供依據(jù)，同時(shí)，還可以?xún)?yōu)化整個(gè)動(dòng)力裝置的性能。2022-4-113101 內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行工況 內(nèi)燃機(jī)工況內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況。 決定于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)出的功率或轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。2022-4-114一、內(nèi)燃機(jī)的典型工況 內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該與工作機(jī)械合理匹配。 內(nèi)燃機(jī)隨著所匹配的工作機(jī)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、2、螺旋槳工況3、車(chē)用工況2022-4-1151、固定式工況 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速保持基本不變，功率則隨工作機(jī)械負(fù)荷的大小，可以由零變到最大。2022-4-1162、螺旋槳工況 內(nèi)燃機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。2022-4-1173、車(chē)用工況 內(nèi)燃機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速之間沒(méi)有一定的函數(shù)關(guān)系，且功率與轉(zhuǎn)速都獨(dú)立的在很大的范圍內(nèi)變化。2022-4-118二、內(nèi)燃機(jī)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(jī)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率及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即 規(guī)定內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。2022-4-119 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB110587內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架性能試驗(yàn)方法的規(guī)定，我國(guó)內(nèi)燃機(jī)

3、的標(biāo)定功率依不同的用途分為四級(jí)：1、15分鐘功率2、1小時(shí)功率3、12小時(shí)功率4、持續(xù)功率2022-4-1110102 內(nèi)燃機(jī)的基本運(yùn)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(wàn)有特性2022-4-1111一、負(fù)荷特性 負(fù)荷特性是指轉(zhuǎn)速不變時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。說(shuō)明：1）通過(guò)內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)取負(fù)荷特性曲線(xiàn)。2）經(jīng)常用來(lái)作為性能比較的依據(jù)。2022-4-11121、柴油機(jī)的負(fù)荷特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)燃油消耗率的定義式分析mieb12022-4-1113分析：1）柴油機(jī)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

4、上升。4）燃油消耗率曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)。2022-4-11142、汽油機(jī)的負(fù)荷特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，也可通過(guò)燃油消耗率的定義式分析mieb12022-4-1115分析：1）汽油機(jī)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(xiàn)的變化趨勢(shì)。2022-4-11163、結(jié)論1）同一轉(zhuǎn)速下最低燃油消耗率愈小，曲線(xiàn)變化愈平坦，燃油經(jīng)濟(jì)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(xiàn)變化的更快一些。在接近全負(fù)荷時(shí)， be達(dá)到最小值，之后隨著負(fù)荷增大， be有所上升；3） 柴油機(jī)bemin比汽油機(jī)低1030，而且燃油消耗率曲線(xiàn)

5、較平坦，部分負(fù)荷時(shí)低油耗區(qū)比汽油機(jī)寬廣，因而部分負(fù)荷下柴油機(jī)更省油。2022-4-1117二、速度特性 速度特性，是指內(nèi)燃機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)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(shuō)明：1）通過(guò)內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)取速度特性曲線(xiàn)。2）全負(fù)荷速度特性、部分負(fù)荷速度特性。2022-4-11181、柴油機(jī)的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)轉(zhuǎn)矩公式分析mitactqKT32022-4-1119柴油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢(shì)：2022-4-11202、汽油機(jī)的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)轉(zhuǎn)矩公式分析mitactqKT32022-4-1121汽油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢(shì)：20

6、22-4-1122三、轉(zhuǎn)矩特性 內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到外界阻力突然增大的情況，這就要求內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩能夠隨轉(zhuǎn)速的下降而增加。2022-4-11231、轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)tq 轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)最大轉(zhuǎn)矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之差與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值，即 %100maxtqntqntqtqTTT式中，Ttqmax外特性曲線(xiàn)上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，Nm。 2022-4-11242、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(xiàn)上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，Nm。 2022-4-1125 轉(zhuǎn)

7、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(duì)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(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。2022-4-11263、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩校正 柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線(xiàn)較平坦，在不換檔的情況下，克服短期超載的能力不強(qiáng)。 措施：柴油機(jī)在全負(fù)荷工況、短時(shí)超負(fù)荷時(shí)，噴油泵自動(dòng)增加每循環(huán)的供油量，以進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，提高內(nèi)燃機(jī)克服超負(fù)荷的能力。 2022-4-1127四、調(diào)速特性 柴油機(jī)的調(diào)速特性，就是指在調(diào)速器起作用時(shí)，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的關(guān)系。 柴油機(jī)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。 2022-4-11281、速

8、度特性形式的調(diào)速特性 曲線(xiàn)1表示全負(fù)荷的速度特性； 曲線(xiàn)25表示調(diào)速特性。2022-4-11292、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(diǎn)1到點(diǎn)2的曲線(xiàn)為外特性； 從點(diǎn)2到點(diǎn)4的曲線(xiàn)為n、Ttq、be和B隨負(fù)荷變化的調(diào)速特性。2022-4-11303、兩級(jí)式調(diào)速器和全程式調(diào)速器的比較 兩極式調(diào)速器，達(dá)到新平衡點(diǎn)的加速度小，反應(yīng)快，加速性能好，操作方便，所以一般車(chē)輛上較常使用。 2022-4-1131五、萬(wàn)有特性 為了方便、直觀和全面的了解內(nèi)燃機(jī)的性能，判斷其適用范圍，以及內(nèi)燃機(jī)在各種轉(zhuǎn)速和各種負(fù)荷下的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，將多條負(fù)荷特性或速度特性曲線(xiàn)綜合繪在一張圖上，就是內(nèi)燃機(jī)的萬(wàn)有特性曲線(xiàn)。 2022-4-1132返回1，返回22022-4-1133萬(wàn)有特性的應(yīng)用 1、在萬(wàn)有特性曲線(xiàn)圖上，可以清晰的了解到內(nèi)燃機(jī)的各種工況下的性能，很容易找到最經(jīng)濟(jì)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。 v 對(duì)于車(chē)用內(nèi)燃機(jī)，最經(jīng)濟(jì)區(qū)域應(yīng)大致在萬(wàn)有特性圖的中間位置，并希望等燃油消耗率曲線(xiàn)在橫向較長(zhǎng)。v 對(duì)于工程機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)，最經(jīng)濟(jì)區(qū)域應(yīng)在標(biāo)定