第三章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性(補(bǔ)充,同學(xué)自學(xué)素材)

第三章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性（補(bǔ)充）§3-1概述§3-2發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性§3-3發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性§3-4發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性§3-1概述

一、發(fā)動(dòng)機(jī)工況

指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，常用轉(zhuǎn)速n和負(fù)荷表示。轉(zhuǎn)速：表征發(fā)動(dòng)機(jī)的工作頻率；負(fù)荷：表征發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做功能力Ttqpme

發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率：PeTtq

n，即功率相同，工況不同燃燒過(guò)程不同性能不同研究發(fā)動(dòng)機(jī)特性的目的：評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，為正確選用動(dòng)力源提供依據(jù)；為進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能提供有效途徑。研究方法：性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化特性來(lái)研究根據(jù)工作機(jī)械不同，發(fā)動(dòng)機(jī)工況分類(lèi)為三種：1.恒速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持不變；功率隨負(fù)荷變化。發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)2.線工況：Pe=f(n)的工況，螺旋槳工況。

Pen3點(diǎn)工況排灌恒速3.面工況：Pe和n都相對(duì)獨(dú)立變化，無(wú)約束關(guān)系。

如汽車(chē)：

n取決于車(chē)輛行駛速度；

Pe取決于行駛阻力阻力和道路情況

。二、發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)基礎(chǔ)：振幅≯0.05~0.1mm測(cè)功器：測(cè)轉(zhuǎn)矩

油耗儀：測(cè)油耗轉(zhuǎn)速表冷卻系統(tǒng)

排放分析儀b）62122232425261、測(cè)功器：測(cè)轉(zhuǎn)矩和n分類(lèi)：測(cè)功器吸收功的原理不同：分為水力測(cè)功器、平衡式直流電力測(cè)功器和電渦流測(cè)功器三種。水力測(cè)功器：水在渦流室內(nèi)旋轉(zhuǎn)水摩擦力作用下外殼擺動(dòng)與Ttq成正比的角度測(cè)Ttq

轉(zhuǎn)子外殼電力測(cè)功器：轉(zhuǎn)子在定子磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁力線感應(yīng)電流其磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)作用電磁力矩Ttq

電渦流測(cè)功器：利用渦電流效應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功電能熱能。能量吸收部分：制動(dòng)器轉(zhuǎn)子和定子組成。轉(zhuǎn)子定子：外殼、渦流環(huán)和勵(lì)磁線圈。外殼、渦流環(huán)、空氣隙和轉(zhuǎn)子構(gòu)成磁路。原理：勵(lì)磁線圈供電產(chǎn)生磁力線轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)渦流槽和空氣隙處磁力線密度變化渦流環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電形成電渦流與磁場(chǎng)作用電磁轉(zhuǎn)矩。調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流電渦流強(qiáng)度。渦流電路有電阻損耗電能渦流環(huán)發(fā)熱。

轉(zhuǎn)子外緣渦流槽

2、油耗儀：測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)所消耗量的燃料量

63容積法：測(cè)量消耗一定容積Vf燃油所需要的時(shí)間t(s)。質(zhì)量法：測(cè)量消耗一定質(zhì)量m的燃油所需要的時(shí)間t。

天平量瓶3、排放物的測(cè)量常用的排放分析儀：日本HORIBA多組分排放氣體分析儀；AVL多功能排放分析儀。測(cè)量?jī)?nèi)容：CO、HC、NOx、CO2、O2等氣體煙度：用波許煙度計(jì)或不透光煙度計(jì)來(lái)測(cè)量微粒：全稀釋風(fēng)道精確測(cè)量設(shè)備昂貴。分流稀釋風(fēng)道：過(guò)濾秤重法，測(cè)量過(guò)濾紙上的顆粒重量進(jìn)行分析。三、發(fā)動(dòng)機(jī)特性的分析方法

使用特性：性能指標(biāo)隨運(yùn)行工況變化的特性調(diào)整特性：性能指標(biāo)隨調(diào)整參數(shù)變化的特性分析式：經(jīng)濟(jì)性im動(dòng)力性cim,1/a§3-2發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性負(fù)荷特性：n不變，經(jīng)濟(jì)性隨負(fù)荷的變化規(guī)律。負(fù)荷：指發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外界做功能力；因n=const汽油機(jī)：Pe

Ttqpme，及節(jié)氣門(mén)開(kāi)度等；柴油機(jī)：Pe

Ttqpme，及空燃比等。經(jīng)濟(jì)性：指燃油消耗率be和每小時(shí)燃油消耗量B分析式：一、汽油機(jī)的負(fù)荷特性

負(fù)荷，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，Pi,A/F不變，殘余廢氣系數(shù)；所以，i，m

be=K3/(im);大負(fù)荷時(shí):加濃A/F=12.5，燃燒不完全，i，使be。imbeB停止氧傳感器反饋控制二、柴油機(jī)負(fù)荷特性負(fù)荷噴油量Δb，Pe，空氣量不變，A/F質(zhì)調(diào)節(jié)不完全燃燒i；中小負(fù)荷區(qū)，影響不大；大負(fù)荷區(qū)，A/F的，使i；m

變化規(guī)律與汽油機(jī)相同負(fù)荷，m

；miMax時(shí)，beMin三、汽油機(jī)/柴油機(jī)負(fù)荷特性區(qū)別1）因負(fù)荷調(diào)節(jié)方式不同：量調(diào)和質(zhì)調(diào)i隨負(fù)荷變化規(guī)律相反。2）汽油機(jī)油耗隨負(fù)荷變化曲線比柴油機(jī)陡經(jīng)濟(jì)性對(duì)負(fù)荷變化敏感。3）柴油機(jī)油耗曲線緩慢、寬，又低。結(jié)論：柴油機(jī)這種質(zhì)調(diào)節(jié)方式的經(jīng)濟(jì)性比汽油機(jī)量調(diào)節(jié)方式好；且較適應(yīng)負(fù)荷的變化?！?-3發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性速度特性：在正常工作條件下，（節(jié)流閥開(kāi)度）負(fù)荷一定，性能指標(biāo)隨n的變化規(guī)律。正常工作條件：冷卻水溫Tw、潤(rùn)滑條件正常，點(diǎn)火時(shí)期、a調(diào)節(jié)最佳。性能指標(biāo)動(dòng)力性：Pe、Ttq

n經(jīng)濟(jì)性：be

n

排放性：NOx，HC，COn速度特性分類(lèi)：根據(jù)不同負(fù)荷條件：分為外特性和部分速度特性一、汽油機(jī)的速度特性1、外特性：代表各轉(zhuǎn)速下的最大做功能力。節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)，性能隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律；只有一條線。(vim)max時(shí)TtqMax(vmax)TtqbePeTtqnMax時(shí)PeMax(im)max時(shí)beMin倒流n<n1n1流損n>n1n<n2額定分析式：負(fù)荷時(shí)，隨n，節(jié)流損失，v；Ttq(v)峰值隨負(fù)荷，向低速區(qū)移動(dòng)。小負(fù)荷時(shí)，Ttq隨n變化曲線越陡；Pemax/Ttqmax點(diǎn)向低速方向移動(dòng)。負(fù)荷時(shí)，r，i隨n變化陡；泵損，且Pmn，m，因此be隨n的變化曲線更陡，且，同時(shí)bemin點(diǎn)也向低速區(qū)移動(dòng)。2、部分速度特性：節(jié)氣門(mén)開(kāi)度固定在某一部分開(kāi)度時(shí)，性能隨n的變化規(guī)律。二、柴油機(jī)的速度特性柴油機(jī)進(jìn)入氣缸的是純空氣，輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要取決于每循環(huán)實(shí)際噴油量g。分析式：

1）全負(fù)荷速度特性（外特性）油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：由機(jī)械位置式數(shù)字化定義全負(fù)荷速度特性：在各n下已確定的最大噴油量條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)n變化特性。各n下的最大噴油量標(biāo)定：考慮各n下的最大轉(zhuǎn)矩,和允許的煙度排放限定值確定來(lái)確定。取小值電控化后，噴油量獨(dú)立設(shè)定，不受機(jī)械式噴油泵供油速度特性影響。因此，基于c特性，由目標(biāo)轉(zhuǎn)矩特性設(shè)定最大噴油量。Pe歷程：由PeTtqn，Pe隨n，開(kāi)始TtqnPe陡，后隨n，Ttq，Pe緩慢。be歷程：im=Max時(shí)，beMin但因i變化不大，所以be隨轉(zhuǎn)速變化平緩柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好的原因之一。c在高速區(qū)易增壓，但低速時(shí)增壓程度不夠?yàn)樘岣叩退俎D(zhuǎn)矩噴油量。外特性上循環(huán)噴油量變化特性如圖Ttq歷程Δg受限于c特性PebeTtq2）部分速度特性數(shù)字化控制后，部分負(fù)荷速度特性將噴油量固定在小于最大噴油量的任一值上時(shí)，性能隨n的變化規(guī)律。很多條曲線。負(fù)荷對(duì)c無(wú)影響，部分負(fù)荷，噴油量空燃比；過(guò)稀i

igm氣流n,促進(jìn)混合隨負(fù)荷，A/Fn過(guò)高，后燃，i三、汽油機(jī)/柴油機(jī)速度特性比較1）適應(yīng)系數(shù)轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)：只表示不換檔條件下爬坡能力、克服短期超載能力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的外特性曲線形狀tq相同，外特性曲線不同，克服外界阻力能力不同TtqmaxTtqn轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備系數(shù):額定轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)：

兼顧tq和n對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)克服外界阻力能力的影響因柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化特性平緩

2）最高轉(zhuǎn)速汽油機(jī)：c=f(n)變化陡高速區(qū)Ttq迅速降低，功率曲線陡所以限制最高轉(zhuǎn)速；柴油機(jī)：c=f(n)變化緩慢功率曲線緩慢最高轉(zhuǎn)速很高柴油機(jī)限速是很重要的問(wèn)題必設(shè)限速M(fèi)AP3）經(jīng)濟(jì)性：柴油機(jī)高，am>1.2i柴>i汽；質(zhì)調(diào)節(jié)無(wú)進(jìn)氣節(jié)流，c和i隨n變化平坦；柴油機(jī)使用轉(zhuǎn)速范圍比汽油機(jī)低be變化緩慢汽油機(jī)：負(fù)荷越小，n進(jìn)氣損失，be§3-4萬(wàn)有特性特點(diǎn)：在pme~n的平面坐標(biāo)上，同時(shí)表示多種性能1、經(jīng)典的制取方法：負(fù)荷特性法1）制取負(fù)荷特性2）萬(wàn)有特性坐標(biāo)3）將負(fù)荷特性上的等油耗線移到萬(wàn)有特性坐標(biāo)上。萬(wàn)有特性曲線（舉例）左側(cè)縱坐標(biāo)是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩；橫坐標(biāo)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；右側(cè)縱坐標(biāo)是發(fā)動(dòng)機(jī)做功汽缸平均有效