內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行特性

1、關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行特性第1頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20221 對內(nèi)燃機(jī)的特性及其匹配進(jìn)行研究，是為了評價(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)，還可以優(yōu)化整個(gè)動(dòng)力裝置的性能。第2頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20222101 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。第3頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20223一、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

2、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、車用工況第4頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202241、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。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202252、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。第6頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202263、車用工況 內(nèi)燃機(jī)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(dú)立的在很大的范圍內(nèi)變化。第7頁，共34頁，2022年，5月20日

3、，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20227二、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。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20228 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB110587內(nèi)燃機(jī)臺架性能試驗(yàn)方法的規(guī)定，我國內(nèi)燃機(jī)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(shí)功率3、12小時(shí)功率4、持續(xù)功率第9頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/20229102 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

4、四、調(diào)速特性五、萬有特性第10頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202210一、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。說明：1）通過內(nèi)燃機(jī)臺架試驗(yàn)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)。第11頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022111、柴油機(jī)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第12頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202212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

5、增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。第13頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022132、汽油機(jī)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第14頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202214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）燃油消耗率曲線的變化趨勢。第15頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022153、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(jì)性愈好；2）在中、低負(fù)荷

6、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(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。第16頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202216二、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。說明：1）通過內(nèi)燃機(jī)臺架試驗(yàn)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。第17頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202

7、2171、柴油機(jī)的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析第18頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202218柴油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：第19頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022192、汽油機(jī)的速度特性 主要性能指標(biāo)的變化趨勢，可通過轉(zhuǎn)矩公式分析第20頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202220汽油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢：第21頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202221三、轉(zhuǎn)矩特性 內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，經(jīng)常會遇到外界阻力突然

8、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。第22頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022221、轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)tq 轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)最大轉(zhuǎn)矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之差與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的相對值，即 式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，Nm。 第23頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022232、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 式中，Ttqmax外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，Nm； Ttqn標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，Nm。 第24頁，共34頁，2022年

9、，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202224 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 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。第25頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022253、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩校正 柴油機(jī)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(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。 第26頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202226四、調(diào)速特性 柴油機(jī)的調(diào)速特性，就是指在

10、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。 第27頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022271、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。第28頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022282、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的曲線為外特性； 從點(diǎn)2到點(diǎn)4的曲線為n、Ttq、be和B隨負(fù)荷變化的調(diào)速特性。第29頁，共34頁，2022年，

11、5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/2022293、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(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，所以一般車輛上較常使用。 第30頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202230五、萬有特性 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綜合繪在一張圖上，就是內(nèi)燃機(jī)的萬有特性曲線。 第31頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202231返回1，返回2第32頁，共34頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)17分，星期四10/4/202232萬有特性的應(yīng)用 1、在萬有特性曲線圖上，可以清晰的了解到內(nèi)燃機(jī)的各種工況下的性能，很容易找到最經(jīng)