第六章發(fā)動機(jī)的特性講義

1、第六章第六章 發(fā)動機(jī)的特性發(fā)動機(jī)的特性 汽車行駛時(shí)，由于車速與行駛阻力不斷變汽車行駛時(shí)，由于車速與行駛阻力不斷變化，則發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷亦相應(yīng)變化，化，則發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷亦相應(yīng)變化，以適應(yīng)汽車的需要。以適應(yīng)汽車的需要。 隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的改變，發(fā)動機(jī)工作過程隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的改變，發(fā)動機(jī)工作過程也會發(fā)生變化。也會發(fā)生變化。 因此，發(fā)動機(jī)在不同使用條件下具有不同因此，發(fā)動機(jī)在不同使用條件下具有不同的動力性與經(jīng)濟(jì)性。的動力性與經(jīng)濟(jì)性。 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動機(jī)工況發(fā)動機(jī)工況 第第 二節(jié)二節(jié) 發(fā)動機(jī)的負(fù)荷特性發(fā)動機(jī)的負(fù)荷特性 第第 三節(jié)三節(jié) 發(fā)動機(jī)的速度特性發(fā)動機(jī)的速度特性 第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)

2、性發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性 第五節(jié)第五節(jié) 車用柴油機(jī)的調(diào)速特性車用柴油機(jī)的調(diào)速特性 第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)動機(jī)的萬有特性發(fā)動機(jī)的萬有特性 作業(yè)題作業(yè)題特性曲線分析6-1 發(fā)動機(jī)工況發(fā)動機(jī)工況一、發(fā)動機(jī)工況：發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況（簡稱工況）用功一、發(fā)動機(jī)工況：發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況（簡稱工況）用功率和轉(zhuǎn)速率和轉(zhuǎn)速n表示。表示。 此功率、轉(zhuǎn)速應(yīng)該與發(fā)動機(jī)所帶動的工作機(jī)械要求的此功率、轉(zhuǎn)速應(yīng)該與發(fā)動機(jī)所帶動的工作機(jī)械要求的功率、轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。只有當(dāng)功率、轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。只有當(dāng)發(fā)動機(jī)發(fā)出的扭矩發(fā)動機(jī)發(fā)出的扭矩= =工作工作機(jī)械消耗的扭矩機(jī)械消耗的扭矩時(shí)，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速下按一定功時(shí)，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速下按一定功率穩(wěn)定工作。率穩(wěn)

3、定工作。 大致可分為以下三類。（恒速、螺旋槳、路上運(yùn)輸）大致可分為以下三類。（恒速、螺旋槳、路上運(yùn)輸） 表征內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行工況的參數(shù)可由下式給出表征內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行工況的參數(shù)可由下式給出: 式中，式中，Pe-有效功率，有效功率，Ttq-轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩， n-工作轉(zhuǎn)速。工作轉(zhuǎn)速。nTPtqe1.恒速工作：恒速工作：第第類工況類工況:轉(zhuǎn)速不變，而功率轉(zhuǎn)速不變，而功率改變。例如，帶動發(fā)電機(jī)工作改變。例如，帶動發(fā)電機(jī)工作時(shí)，為保證頻率的穩(wěn)定性，要時(shí)，為保證頻率的穩(wěn)定性，要求發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，功率求發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，功率則隨電機(jī)負(fù)荷大小，可由零變則隨電機(jī)負(fù)荷大小，可由零變到最大到最大呈階躍式突變呈階躍式突變。并沒

4、有并沒有一定的規(guī)律、然而內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)一定的規(guī)律、然而內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上就是況圖上就是條垂直線條垂直線(圖圖81中的中的曲線曲線1)，稱為線工況。，稱為線工況。 2、螺旋槳工作：、螺旋槳工作： 3ne第二類工況第二類工況：功率與轉(zhuǎn)速：功率與轉(zhuǎn)速接近三次冪函數(shù)關(guān)系，接近三次冪函數(shù)關(guān)系， ，K為比例常數(shù)。為比例常數(shù)。帶動螺旋槳工作的船用機(jī)帶動螺旋槳工作的船用機(jī)即屬此類，故稱螺旋槳工即屬此類，故稱螺旋槳工況，如圖中曲線況，如圖中曲線2所示。所示。這樣，內(nèi)燃機(jī)功率就呈現(xiàn)一種十分有規(guī)律的變化。該類工況常被稱

5、為螺旋槳螺旋槳工況工況或推進(jìn)工況推進(jìn)工況，也屬于線工況線工況。 3ne3、陸上運(yùn)輸：、陸上運(yùn)輸：第三類工況，第三類工況，功率和轉(zhuǎn)速都獨(dú)立地在很大范圍內(nèi)變化。功率和轉(zhuǎn)速都獨(dú)立地在很大范圍內(nèi)變化。轉(zhuǎn)速決定車速，可以從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一直變到最高轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速決定車速，可以從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一直變到最高轉(zhuǎn)速；扭矩取決于行駛阻力，在同一轉(zhuǎn)速下，可由零變到全扭矩取決于行駛阻力，在同一轉(zhuǎn)速下，可由零變到全負(fù)荷；負(fù)荷；當(dāng)需要發(fā)動機(jī)制動時(shí)，如汽車下當(dāng)需要發(fā)動機(jī)制動時(shí)，如汽車下長坡，發(fā)動機(jī)是由底盤倒拖而做負(fù)長坡，發(fā)動機(jī)是由底盤倒拖而做負(fù)功。功。 陰影面的上限是發(fā)動機(jī)在各種陰影面的上限是發(fā)動機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率（

6、曲線轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率（曲線3），左面對應(yīng)于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，），左面對應(yīng)于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，右面對應(yīng)于最大額定轉(zhuǎn)速，下面是右面對應(yīng)于最大額定轉(zhuǎn)速，下面是制動時(shí)倒拖發(fā)動機(jī)所需功率。制動時(shí)倒拖發(fā)動機(jī)所需功率。 二、發(fā)動機(jī)特性二、發(fā)動機(jī)特性 發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整、運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整、運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)特性?；年P(guān)系稱為發(fā)動機(jī)特性。性能指標(biāo)性能指標(biāo)調(diào)整情況調(diào)整情況運(yùn)轉(zhuǎn)工況運(yùn)轉(zhuǎn)工況調(diào)整特性調(diào)整特性性能特性性能特性特性曲線特性曲線：特性用曲線表示稱為特性曲線，：特性用曲線表示稱為特性曲線，它是評價(jià)發(fā)動機(jī)性能的一種簡單、方便、它是評價(jià)發(fā)動機(jī)性能的一種簡單、方便、必不可少的形式。必不

7、可少的形式。 三、發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)與工作過程的關(guān)系三、發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)與工作過程的關(guān)系 發(fā)動機(jī)輸出的有效指標(biāo)通常用平均有效壓力發(fā)動機(jī)輸出的有效指標(biāo)通常用平均有效壓力pme、有效扭矩、有效扭矩Ttq、有效功率、有效功率Pe、有效燃油消耗、有效燃油消耗率率be、每小時(shí)耗油量、每小時(shí)耗油量B表示。這些指標(biāo)與發(fā)動機(jī)表示。這些指標(biāo)與發(fā)動機(jī)工作過程參數(shù)的關(guān)系可以推導(dǎo)如下。工作過程參數(shù)的關(guān)系可以推導(dǎo)如下。 每循環(huán)加熱量每循環(huán)加熱量Q（kJ）為：）為： 式中式中 v充量系數(shù)；充量系數(shù)； o大氣狀態(tài)下空氣密度（大氣狀態(tài)下空氣密度（kg/m3） Vs氣缸工作容積（氣缸工作容積（m3）；）； 過量空氣系數(shù)；過量空氣系數(shù)

8、； hu燃料低熱值（燃料低熱值（kJ/kg）；）； Lo理論空氣量（理論空氣量（kg/kg）。）。00LhVQusv 其中：其中： 為混合氣熱值（為混合氣熱值（KJ/Kmol）, 0LhQmixvmivmisesemeKhLVQVWp00ueieimiehPBPPb66106 . 3106 . 3:注nKPmive1功率功率mivtqKT2扭矩（汽油機(jī)）扭矩（汽油機(jī)）mieKb13燃油消耗率燃油消耗率nKBv4小時(shí)耗油量小時(shí)耗油量扭矩（柴油機(jī)）扭矩（柴油機(jī)）bKTmitq2其中：其中：K1、K2、K3、K4為比例常數(shù)。為比例常數(shù)。6-2 發(fā)動機(jī)的負(fù)荷待性發(fā)動機(jī)的負(fù)荷待性 負(fù)荷特性：評價(jià)發(fā)動機(jī)的

9、經(jīng)濟(jì)性負(fù)荷特性：評價(jià)發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性 負(fù)荷特性：轉(zhuǎn)速不變，其負(fù)荷特性：轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷（可負(fù)荷（可用功率用功率Pe、扭矩、扭矩Ttq或平均有效壓力或平均有效壓力Pme表示）的表示）的變化關(guān)系。以曲線表示，則稱為負(fù)荷特性曲線。變化關(guān)系。以曲線表示，則稱為負(fù)荷特性曲線。 如：當(dāng)汽車以一定的速度沿阻力變化的道路行駛?cè)纾寒?dāng)汽車以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時(shí)，就是這種情況。此時(shí)必須改變發(fā)動機(jī)油門來時(shí)，就是這種情況。此時(shí)必須改變發(fā)動機(jī)油門來調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，以保調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，以保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變。持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變。ePfB eePfb

10、一、汽油機(jī)負(fù)荷特性一、汽油機(jī)負(fù)荷特性1、制取條件：將供油系、點(diǎn)火提前角調(diào)整好；水、制取條件：將供油系、點(diǎn)火提前角調(diào)整好；水溫、油溫最佳（溫、油溫最佳（855）。）。2、制取方法：、制取方法：當(dāng)汽油機(jī)保持某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，逐漸改變節(jié)氣當(dāng)汽油機(jī)保持某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，逐漸改變節(jié)氣門開度（由小到大），測量功率、小時(shí)耗油量門開度（由小到大），測量功率、小時(shí)耗油量B，排氣溫度等參數(shù)。排氣溫度等參數(shù)。加大節(jié)氣門開度，同時(shí)調(diào)節(jié)測功機(jī)負(fù)荷保持轉(zhuǎn)加大節(jié)氣門開度，同時(shí)調(diào)節(jié)測功機(jī)負(fù)荷保持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的功率小時(shí)耗油量速不變，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的功率小時(shí)耗油量B，排氣溫度等參數(shù)。排氣溫度等參數(shù)。如此依次一直作到節(jié)

11、氣門全開，一般不少于如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點(diǎn)。點(diǎn)。 把測量數(shù)據(jù)畫在以為把測量數(shù)據(jù)畫在以為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、并橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、并連成曲線即得汽油機(jī)負(fù)連成曲線即得汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線。在測取汽荷特性曲線。在測取汽油機(jī)的負(fù)荷特性時(shí)，油油機(jī)的負(fù)荷特性時(shí)，油量是通過改變節(jié)氣門的量是通過改變節(jié)氣門的開度來調(diào)整的，這樣相開度來調(diào)整的，這樣相應(yīng)地改變了進(jìn)入氣缸的應(yīng)地改變了進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量，而混合氣混合氣數(shù)量，而混合氣的濃度變化不大，故稱的濃度變化不大，故稱為為“量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)”。3、be曲線歷程分析曲線歷程分析燃油消耗率燃油消耗率b 曲線曲線 由公式由公式: be=k3/im 可知，可知，

12、燃油消耗率燃油消耗率be的變化的變化取決于取決于i、m的變的變化?；?。i、m隨負(fù)荷的變化隨負(fù)荷的變化如圖所示。如圖所示。關(guān)于i的變化： Pe接近全開時(shí)，為了保證最大功率，供給=0.80.9的濃混合氣，燃燒不完全i。關(guān)于m 的變化： （空轉(zhuǎn)時(shí)）, 當(dāng)n恒定時(shí)，Pm基本不變， eP燃燒完全； UT燃燒及時(shí)性iii0,0iemeP)1 (immimie 因此：怠速（空轉(zhuǎn)時(shí)），因此：怠速（空轉(zhuǎn)時(shí)）， 隨著負(fù)荷增加隨著負(fù)荷增加i、m同時(shí)增加同時(shí)增加be急劇下降。當(dāng)急劇下降。當(dāng) 時(shí)時(shí)be最小。當(dāng)負(fù)荷再最小。當(dāng)負(fù)荷再 曲線上翹。曲線上翹。B曲線曲線,由公式由公式: 當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，Pe節(jié)氣節(jié)氣門開度

13、門開度 B，直，直至混合氣成分變濃后，至混合氣成分變濃后，B上升上升更快一些。更快一些。 eiemebP, 0, 0eibmax)(mieebB0L二、柴油機(jī)的負(fù)荷特性二、柴油機(jī)的負(fù)荷特性1、制取條件：將供油提前角調(diào)整完好；水溫、油、制取條件：將供油提前角調(diào)整完好；水溫、油溫度最佳（溫度最佳（855）。）。2、制取方法：、制取方法：將柴油機(jī)調(diào)到給定轉(zhuǎn)速（由小到大）穩(wěn)定后，測將柴油機(jī)調(diào)到給定轉(zhuǎn)速（由小到大）穩(wěn)定后，測量量Ttq 、B等參數(shù)。等參數(shù)。增加供油量，同時(shí)調(diào)節(jié)測功機(jī)保持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)增加供油量，同時(shí)調(diào)節(jié)測功機(jī)保持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的功率小時(shí)耗油量定后測量第二點(diǎn)的功率小時(shí)耗油量B，排

14、氣溫度，排氣溫度和排氣煙度等參數(shù)。和排氣煙度等參數(shù)。如此依次一直作到全負(fù)荷，一般不少于如此依次一直作到全負(fù)荷，一般不少于8點(diǎn)。點(diǎn)。把記錄的數(shù)據(jù)通過計(jì)算，畫在以為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)把記錄的數(shù)據(jù)通過計(jì)算，畫在以為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、并連成曲線即得柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線。系內(nèi)、并連成曲線即得柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線。3、be曲線歷程分析曲線歷程分析燃油消耗率曲線燃油消耗率曲線 由公式由公式: be=k3/im 可知，可知，燃油消耗率燃油消耗率be的的變化取決于變化取決于i、m的變化。的變化。i、m隨負(fù)荷的變化隨負(fù)荷的變化如圖所示。如圖所示。i關(guān)于i的變化： 當(dāng)n恒定時(shí)，Pm基本不變， 關(guān)于m 的變化： （空轉(zhuǎn)時(shí)）,

15、n恒定時(shí)，v基本不變， i燃燒不完全燃燒持續(xù)期i0,0iemePibeeimie)1(imiem 當(dāng)Pe=0，m=0時(shí)，be趨于無窮大。隨負(fù)荷增加，m迅速增加，且遠(yuǎn)大于i的減少，使be下降很快。當(dāng)b增加到1點(diǎn)位置時(shí)，be最小。此后再增加負(fù)荷，由于i下降較m上升的多，使be又有所增加。當(dāng)b增加到2點(diǎn)時(shí)，排氣冒黑煙，達(dá)到國標(biāo)規(guī)定限值。 當(dāng)b超過2點(diǎn)時(shí)，燃料消耗量增大，排放污染嚴(yán)重，影響發(fā)動機(jī)壽命，所以，柴油機(jī)的最大循環(huán)供油量應(yīng)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下調(diào)整，使煙度不超過允許值。 如，拖拉機(jī)、工程機(jī)械經(jīng)常在大負(fù)荷或超負(fù)荷工作，如，拖拉機(jī)、工程機(jī)械經(jīng)常在大負(fù)荷或超負(fù)荷工作， 一般油量可調(diào)整在最低油耗點(diǎn)一般油量可調(diào)整

16、在最低油耗點(diǎn)1。 汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)常在汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)常在中小負(fù)荷工作，偶中小負(fù)荷工作，偶爾全負(fù)荷，油量可爾全負(fù)荷，油量可調(diào)整在冒煙點(diǎn)，也調(diào)整在冒煙點(diǎn)，也可采用切線法確定可采用切線法確定全負(fù)荷油量，從坐全負(fù)荷油量，從坐標(biāo)原點(diǎn)作標(biāo)原點(diǎn)作be曲線的曲線的切線，切點(diǎn)油量可切線，切點(diǎn)油量可作為該轉(zhuǎn)速下全負(fù)作為該轉(zhuǎn)速下全負(fù)荷油量。這時(shí)是功荷油量。這時(shí)是功率和油耗的最低折率和油耗的最低折中。中。 每小時(shí)耗油量每小時(shí)耗油量B曲線曲線 轉(zhuǎn)速一定時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，柴油機(jī)的每小時(shí)耗油量的每小時(shí)耗油量B主要主要決定于決定于b。隨負(fù)荷增。隨負(fù)荷增加，每循環(huán)供油量加，每循環(huán)供油量b增加，增加，B隨之增加。當(dāng)隨之增加。當(dāng)負(fù)荷

17、接近冒煙界限后，負(fù)荷接近冒煙界限后，由于燃燒惡化，由于燃燒惡化，B上升上升得更快一些。得更快一些。小結(jié)：負(fù)荷特性主要用于評價(jià)發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性小結(jié)：負(fù)荷特性主要用于評價(jià)發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性同一轉(zhuǎn)速下的最低耗油率愈小，曲線愈平坦，經(jīng)濟(jì)性愈同一轉(zhuǎn)速下的最低耗油率愈小，曲線愈平坦，經(jīng)濟(jì)性愈好。好。比較柴油機(jī)和汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線可知，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性比較柴油機(jī)和汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線可知，柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好好 、最低耗油率比汽油機(jī)低、最低耗油率比汽油機(jī)低20-30% ； （柴油機(jī)（柴油機(jī)v,v,大）大） 、柴油機(jī)耗油率曲線比汽油機(jī)曲線平坦；、柴油機(jī)耗油率曲線比汽油機(jī)曲線平坦； （因（因i i的變化趨勢相反）的變化趨勢相反）

18、 、汽油機(jī)、汽油機(jī)B曲線彎曲度較大，柴油機(jī)曲線彎曲度較大，柴油機(jī)B曲線在中小曲線在中小 負(fù)荷接近直線。負(fù)荷接近直線。在低負(fù)荷區(qū)耗油率高。因此，選用發(fā)動機(jī)時(shí)，再滿足動在低負(fù)荷區(qū)耗油率高。因此，選用發(fā)動機(jī)時(shí)，再滿足動力性要求前提下，不宜裝功率過大的發(fā)動機(jī)以提高功率力性要求前提下，不宜裝功率過大的發(fā)動機(jī)以提高功率利用率和使用經(jīng)濟(jì)性。利用率和使用經(jīng)濟(jì)性。6-3 發(fā)動機(jī)的速度特性發(fā)動機(jī)的速度特性 1.速度特性：發(fā)動機(jī)速度特性：發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)性能指標(biāo)隨隨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。發(fā)動機(jī)的速度特性，是指發(fā)動機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)的速度特性，是指發(fā)動機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(油量調(diào)節(jié)齒條、拉桿或節(jié)氣門開度油量調(diào)

19、節(jié)齒條、拉桿或節(jié)氣門開度)保持不變的情保持不變的情況下，主要性能指標(biāo)況下，主要性能指標(biāo)(轉(zhuǎn)矩、油耗、功率、排溫、轉(zhuǎn)矩、油耗、功率、排溫、煙度煙度等等)隨發(fā)動機(jī)隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。 ； ； ；若駕駛員將油門踏板位置保持一定，由于道路阻力若駕駛員將油門踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行駛速度也會改變，上坡時(shí)汽車速度逐不同，汽車行駛速度也會改變，上坡時(shí)汽車速度逐漸降低，下坡時(shí)速度增加，這稱部分速度特性。漸降低，下坡時(shí)速度增加，這稱部分速度特性。 nfe nfTTq nfbel當(dāng)油量控制機(jī)構(gòu)在最大位置時(shí)，測得的特性為當(dāng)油量控制機(jī)構(gòu)在最大位置時(shí)，測得的特性為(簡稱簡稱)；（；

20、（只有一條只有一條）l油量低于最大位置時(shí)的速度特性，稱為油量低于最大位置時(shí)的速度特性，稱為無數(shù)條無數(shù)條l由于外特性上反映了內(nèi)燃機(jī)所能達(dá)到的最高性能，由于外特性上反映了內(nèi)燃機(jī)所能達(dá)到的最高性能，確定了最大功率、最大轉(zhuǎn)矩以及對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因而確定了最大功率、最大轉(zhuǎn)矩以及對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因而是十分重要的，所有發(fā)動機(jī)出廠時(shí)都必須提供該特是十分重要的，所有發(fā)動機(jī)出廠時(shí)都必須提供該特性。性。 一、汽油機(jī)的速度特性汽油機(jī)的速度特性A A 定義：定義： 汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動，汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動，汽油機(jī)性能指汽油機(jī)性能指標(biāo)標(biāo)( (如如: :有效功率有效功率Pe、扭矩、扭矩Ttq、燃油消耗率、燃油消耗率be、

21、每小時(shí)消耗油量每小時(shí)消耗油量B等等) )隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。B B 種類種類: : 外特性外特性（全負(fù)荷的速度特性）（全負(fù)荷的速度特性） 節(jié)氣門全開時(shí)節(jié)氣門全開時(shí)的的速度特性。速度特性。 部分負(fù)荷速度特性部分負(fù)荷速度特性 節(jié)氣門部分打開時(shí)的速度特性。節(jié)氣門部分打開時(shí)的速度特性。一、汽油機(jī)的外特性一、汽油機(jī)的外特性 1、制取條件：將供油系、點(diǎn)火提前角調(diào)整好；、制取條件：將供油系、點(diǎn)火提前角調(diào)整好；水溫、油溫最佳（水溫、油溫最佳（85）。）。 2、制取方法：、制取方法： 汽油機(jī)節(jié)氣門固定在全開位置，調(diào)整測功機(jī)汽油機(jī)節(jié)氣門固定在全開位置，調(diào)整測功機(jī)負(fù)荷使其穩(wěn)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速，測量負(fù)荷使

22、其穩(wěn)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速，測量Ttq、B，排，排氣溫度等參數(shù)。氣溫度等參數(shù)。 節(jié)氣門開度不變，加大測功機(jī)負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度不變，加大測功機(jī)負(fù)荷，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的轉(zhuǎn)速降低，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的Ttq、B、排、排氣溫度等參數(shù)。氣溫度等參數(shù)。 如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點(diǎn)。點(diǎn)。把測量數(shù)據(jù)畫在以把測量數(shù)據(jù)畫在以n為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、并連成曲線即得汽油機(jī)的外特性曲線。并連成曲線即得汽油機(jī)的外特性曲線。3、曲線歷程分析、曲線歷程分析（1） Ttq曲線歷程分析曲線歷程分析 由公式：由公式： 可知可知:外外特性油門不變特性

23、油門不變?yōu)闉槌?shù)，所以常數(shù)，所以Ttq主要取決于主要取決于vv、ii、mm、的變化。、的變化。 miVtqK2關(guān)于關(guān)于vv隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速的變化：的變化： 某一中間轉(zhuǎn)速某一中間轉(zhuǎn)速vv最大最大. n進(jìn)氣倒流進(jìn)氣倒流 v v n再再進(jìn)氣阻力進(jìn)氣阻力 關(guān)于關(guān)于i i隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速的變化：的變化： 也是中間高兩頭低也是中間高兩頭低 n渦流弱渦流弱、UT、傳熱、漏氣損失、傳熱、漏氣損失 n燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角燃燒速率燃燒速率ii 關(guān)于關(guān)于mm隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速的變化：的變化： nPm而而Pi變化不大變化不大, )1(imiemiTtq隨轉(zhuǎn)速的變化隨轉(zhuǎn)速的變化高速時(shí)高速時(shí):Ttq:曲線呈上凸形狀曲線呈上

24、凸形狀imn使Ttq。vmin使使Ttq變化不大變化不大, 略有略有 ；v低速時(shí)低速時(shí): 綜合作用的結(jié)果是；綜合作用的結(jié)果是；當(dāng)轉(zhuǎn)速由低開始上升時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速由低開始上升時(shí)，v，i同時(shí)增加的影響同時(shí)增加的影響大于大于m下降的影響，使下降的影響，使Ttq增加，對應(yīng)于某一增加，對應(yīng)于某一轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速時(shí)，Ttq達(dá)到最大達(dá)到最大值。轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，由值。轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，由于于v、i、m均下降，均下降，因此因此Ttq隨轉(zhuǎn)速升高而隨轉(zhuǎn)速升高而較快的下降，即較快的下降，即Ttq曲曲線變化較陡。線變化較陡。（2）Pe曲線：由公式曲線：由公式 （n+Ttq）e，當(dāng)，當(dāng)Ttq達(dá)到最大后達(dá)到最大后,n Ttq e較緩；直到

25、較緩；直到Pemax 后后nKTtqeetqnTn燃油消耗率曲線變化趨勢燃油消耗率曲線變化趨勢根據(jù)公式根據(jù)公式:vmikbe3mibe1be在某一中間轉(zhuǎn)速當(dāng)在某一中間轉(zhuǎn)速當(dāng)im達(dá)到最達(dá)到最大值時(shí)出現(xiàn)最低值。大值時(shí)出現(xiàn)最低值。當(dāng)轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速低時(shí)，由于當(dāng)轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速低時(shí)，由于m上上升彌補(bǔ)不了升彌補(bǔ)不了i的下降，使的下降，使be增加。增加。轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速高時(shí)轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速高時(shí)i、m均較低，均較低，be也增加。也增加。viv 二、柴油機(jī)的速度特性二、柴油機(jī)的速度特性 定義：定義： 噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置固定不動，柴油機(jī)性能噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置固定不動，柴油機(jī)性能指標(biāo)（主要是功率指標(biāo)（主要是功率Pe、轉(zhuǎn)矩

26、、轉(zhuǎn)矩Ttq、燃油消耗率、燃油消耗率be、耗、耗油量油量B等）隨轉(zhuǎn)速等）隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。變化的關(guān)系。 外特性（外特性（ 全負(fù)荷的速度特性全負(fù)荷的速度特性 ） 油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定循環(huán)供油量位置時(shí)速度油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定循環(huán)供油量位置時(shí)速度特性稱為柴油機(jī)標(biāo)定功率速度特性。特性稱為柴油機(jī)標(biāo)定功率速度特性。 部分負(fù)荷速度特性部分負(fù)荷速度特性 當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在小于標(biāo)定循環(huán)供油量各個(gè)當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在小于標(biāo)定循環(huán)供油量各個(gè)位置時(shí)，所測得的速度特性稱為柴油機(jī)。位置時(shí)，所測得的速度特性稱為柴油機(jī)。 nfe nfTTq nfB nfbe外特性曲線變化趨勢外特性曲線變化趨勢 1扭矩曲線變化趨扭矩曲

27、線變化趨勢勢 柴油機(jī)的扭矩曲柴油機(jī)的扭矩曲線比汽油機(jī)平坦。線比汽油機(jī)平坦。 柴油機(jī)扭矩曲線柴油機(jī)扭矩曲線的變化趨勢，很大程的變化趨勢，很大程度上決定于每循環(huán)供度上決定于每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速變化的情油量隨轉(zhuǎn)速變化的情況。況。 扭矩表達(dá)式可定性地寫成扭矩表達(dá)式可定性地寫成: 由式可見，柴油機(jī)扭由式可見，柴油機(jī)扭距隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢決定距隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢決定于于i、m、b隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n變變化的趨勢?；内厔荨KTmitq2bbbvmivv （1）b隨轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速n的提高，每循環(huán)供油的提高，每循環(huán)供油量量b增加。增加。 （2）v v也是在某也是在某一中間轉(zhuǎn)速一中間轉(zhuǎn)速n出現(xiàn)最高出現(xiàn)最高值。值。 bvmiv

28、bbv（3 3）i i指示熱效率指示熱效率i i某一中間某一中間n n稍高稍高i轉(zhuǎn)速低空氣渦流減弱，燃燒不良及散熱漏氣損失增加i轉(zhuǎn)速高v 、b ，使，不完全燃燒嚴(yán)重燃燒占曲軸轉(zhuǎn)角 ，燃燒容積bvbvmivb2功率曲線功率曲線 由于扭矩由于扭矩Ttq曲線變化平曲線變化平坦，在一定坦，在一定n范范圍內(nèi)，功率圍內(nèi)，功率Pe幾乎與轉(zhuǎn)速幾乎與轉(zhuǎn)速n成成正比增加。正比增加。 3燃油消耗率曲線燃油消耗率曲線 由于柴油機(jī)壓縮比高，由于柴油機(jī)壓縮比高，i較高，曲線比汽油較高，曲線比汽油機(jī)的平坦，最低耗油率值比汽油機(jī)相應(yīng)值低。當(dāng)機(jī)的平坦，最低耗油率值比汽油機(jī)相應(yīng)值低。當(dāng)i、m達(dá)到最大值時(shí)，出現(xiàn)達(dá)到最大值時(shí)，出現(xiàn)b

29、emin值。值。bbbvmivv 三三、發(fā)動機(jī)扭矩特性發(fā)動機(jī)扭矩特性 如當(dāng)汽車上坡時(shí)，若油量調(diào)節(jié)拉桿已達(dá)如當(dāng)汽車上坡時(shí)，若油量調(diào)節(jié)拉桿已達(dá)最大位置，但所發(fā)出的扭矩仍感不足，車速最大位置，但所發(fā)出的扭矩仍感不足，車速就要降低，此時(shí)需要發(fā)動機(jī)隨車速降低而發(fā)就要降低，此時(shí)需要發(fā)動機(jī)隨車速降低而發(fā)出更大扭矩，以克服爬坡阻力。出更大扭矩，以克服爬坡阻力。 要求發(fā)動機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增加。要求發(fā)動機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增加。 因此，為表明發(fā)動機(jī)的性能，引入扭距儲因此，為表明發(fā)動機(jī)的性能，引入扭距儲備系數(shù)和轉(zhuǎn)速儲備系數(shù)的概念。備系數(shù)和轉(zhuǎn)速儲備系數(shù)的概念。 衡量內(nèi)燃機(jī)工作穩(wěn)定性能的指標(biāo)是轉(zhuǎn)矩適衡量內(nèi)燃機(jī)工

30、作穩(wěn)定性能的指標(biāo)是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)應(yīng)性系數(shù)KT和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn。（一）（一）.扭距儲備系數(shù)扭距儲備系數(shù) 充分說明發(fā)動機(jī)的動力性能，除給出標(biāo)定充分說明發(fā)動機(jī)的動力性能，除給出標(biāo)定功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速外，還要同時(shí)考慮發(fā)動機(jī)功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速外，還要同時(shí)考慮發(fā)動機(jī)的扭矩特性，從而引入扭距儲備系數(shù)的扭矩特性，從而引入扭距儲備系數(shù)和適應(yīng)和適應(yīng)性系數(shù)性系數(shù)K的概念。的概念。 扭矩儲備系數(shù)：扭矩儲備系數(shù)： 適應(yīng)性系數(shù)適應(yīng)性系數(shù) : 式中式中: Ttqmax外特性曲線上的最大扭矩（外特性曲線上的最大扭矩（Nm）；）； Ttq標(biāo)定工況下的扭矩標(biāo)定工況下的扭矩(Nm)。%100maxtqtqtqt

31、qtqKmax 或或K值大，表明兩扭矩之差（值大，表明兩扭矩之差（Ttqmax - Ttq）值大，即隨著轉(zhuǎn)速的降低，扭矩值大，即隨著轉(zhuǎn)速的降低，扭矩Ttq增加較增加較快，從而在不換檔的情況下，爬坡能力、快，從而在不換檔的情況下，爬坡能力、克服短期超載能力強(qiáng)?？朔唐诔d能力強(qiáng)。 汽油機(jī)汽油機(jī)= =1030，Kl.21.4可以滿可以滿足汽車的使用要求。足汽車的使用要求。 柴油機(jī)扭矩曲線平坦，若不予以校正，則柴油機(jī)扭矩曲線平坦，若不予以校正，則值在值在510范圍，范圍，K值只有值只有1.05左右，左右，難以滿足汽車拖拉機(jī)的工作需要。難以滿足汽車拖拉機(jī)的工作需要。（二）轉(zhuǎn)速存儲設(shè)備系數(shù)（二）轉(zhuǎn)速存儲

32、設(shè)備系數(shù)n 轉(zhuǎn)速存儲設(shè)備系數(shù)是標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)速與最大扭距轉(zhuǎn)速存儲設(shè)備系數(shù)是標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)速與最大扭距轉(zhuǎn)速的比值。轉(zhuǎn)速的比值。 式中式中 nB標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速；標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速； ntq最大扭矩轉(zhuǎn)速最大扭矩轉(zhuǎn)速. 最大扭矩轉(zhuǎn)速最大扭矩轉(zhuǎn)速ntq越低，越低，n越大，車輛在不換擋的越大，車輛在不換擋的情況下，發(fā)動機(jī)克服阻力增加的潛力越強(qiáng)。情況下，發(fā)動機(jī)克服阻力增加的潛力越強(qiáng)。 一般，汽油機(jī)一般，汽油機(jī)n=1.152.0 ，柴油機(jī)，柴油機(jī)n=1.52.0 。tqBnnn汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，特別適合車用的需要，也就是說，自動適應(yīng)道路阻力變化的能力較強(qiáng)，行駛速度比較穩(wěn)定。對此，可以用圖710來解釋。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩與外界

33、阻力矩在a點(diǎn)是平衡的，內(nèi)燃機(jī)將在a點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速na下穩(wěn)定工作。如遇上坡等阻力增加的情況，內(nèi)燃機(jī)從工況a過渡到工況1、沿速度特性1工作的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)矩增大了Ttq1，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低了n1。這說明駕駛員不用操作，發(fā)動機(jī)自動進(jìn)行了調(diào)整，轉(zhuǎn)速降低而轉(zhuǎn)矩增大，以克服外界阻力的變化。對于柴油機(jī)，其速度特性如圖中曲線，由于其轉(zhuǎn)矩曲線較平坦，則從工況a過渡到工況2時(shí)，轉(zhuǎn)速降低較多(n2n1)而轉(zhuǎn)矩增大的幅度并不大(Ttq2Ttq1)。這一結(jié)果說明，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線越陡，運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和操縱性能就越好。因此，汽油機(jī)一般不需要配備調(diào)速裝置，即使當(dāng)阻力矩突變到零時(shí)，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速也不會超速或飛車。柴油機(jī)的調(diào)節(jié)過程與裝置則與

34、汽油機(jī)有明顯的不同，需要采用專門設(shè)計(jì)的調(diào)速器。當(dāng)柴油機(jī)用于汽車動力時(shí)，駕駛員可以按照路面的情況，隨時(shí)改變油門踏板的位置或者行車擋位，改變發(fā)動機(jī)克服阻力的能力，以調(diào)整車速。然而，當(dāng)用于拖拉機(jī)及工程機(jī)械時(shí)，發(fā)動機(jī)所要克服的阻力矩變化很大，經(jīng)常會遇到過載的情況。由于柴油機(jī)的適應(yīng)性系數(shù)小，加上這類機(jī)械行走速度低，無動能儲備，以致在遇到阻力矩突然增大時(shí)，轉(zhuǎn)速下降很快，往往駕駛員來不及換擋發(fā)動機(jī)就可能熄火。對于這類用途的柴油機(jī)，要求有較大的轉(zhuǎn)矩儲備，以克服短期過載。 （三）柴油機(jī)扭矩特性的改善（三）柴油機(jī)扭矩特性的改善 柴油機(jī)扭矩儲備系數(shù)小的根本原因是由柴油機(jī)扭矩儲備系數(shù)小的根本原因是由噴油泵速度特性決定

35、的。因此，柴油機(jī)中都噴油泵速度特性決定的。因此，柴油機(jī)中都采用采用油量校正裝置油量校正裝置來改造外特性扭矩曲線。來改造外特性扭矩曲線。 油量校正裝置的作用是：當(dāng)發(fā)動機(jī)在標(biāo)油量校正裝置的作用是：當(dāng)發(fā)動機(jī)在標(biāo)定工況下工作時(shí)，如果轉(zhuǎn)速因外界阻力矩不定工況下工作時(shí)，如果轉(zhuǎn)速因外界阻力矩不斷增加而下降，則斷增加而下降，則噴油泵能自動增加循環(huán)供噴油泵能自動增加循環(huán)供油量，以增大低速時(shí)的扭矩，提高扭矩儲備油量，以增大低速時(shí)的扭矩，提高扭矩儲備系數(shù)。系數(shù)。調(diào)速器控制原理調(diào)速器控制原理轉(zhuǎn)速n離心力調(diào)速彈簧彈力調(diào)速拉桿各分泵柱塞角度供油量控制手柄駕駛員柱塞泵供油特性供油量Q Q轉(zhuǎn)速n反饋反饋調(diào)速器構(gòu)造原理調(diào)速器構(gòu)

36、造原理離心推力彈簧彈力額定工況調(diào)速器工作原理額定工況調(diào)速器工作原理高速擋釘?shù)退贀踽斦{(diào)速手柄供油拉桿分泵柱塞離心飛球推力盤調(diào)速手柄調(diào)速彈簧調(diào)速彈簧離心飛球推力盤驅(qū)動板驅(qū)動板供油拉桿分泵柱塞供油量轉(zhuǎn)速起動工況調(diào)速器工作原理起動工況調(diào)速器工作原理起動彈簧校正彈簧拉桿移動總量超負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理超負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理校正彈簧受壓縮 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過低，飛球離心力過小，使校正彈簧受壓縮，供油量增加。小負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理小負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理 額定工況下，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力過小，使轉(zhuǎn)速增加，彈簧受壓縮，減小供油量。供油減小量調(diào)速器各工況的工作原理調(diào)速器各工況的工作原理部分負(fù)荷工況全負(fù)荷工況超負(fù)荷工況起

37、動工況校正彈簧起動彈簧離心飛球怠速彈簧油門調(diào)節(jié)臂分泵柱塞 校正方法：校正方法：（1）出油閥式校正機(jī)構(gòu)。）出油閥式校正機(jī)構(gòu)。（2）附加在調(diào)速器上的彈簧校正機(jī)構(gòu)。）附加在調(diào)速器上的彈簧校正機(jī)構(gòu)。 （放在本章第六節(jié)中）。（放在本章第六節(jié)中）。 6-4 柴油機(jī)調(diào)速特性柴油機(jī)調(diào)速特性 噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性、提高工作穩(wěn)定性 發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工作的條件發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界阻力是其發(fā)出的扭矩與外界阻力

38、矩相等，如圖矩相等，如圖626中的中的A點(diǎn)。如果發(fā)動機(jī)扭矩曲線能點(diǎn)。如果發(fā)動機(jī)扭矩曲線能隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則當(dāng)外界阻力矩有暫時(shí)變化時(shí)，當(dāng)外界阻力矩有暫時(shí)變化時(shí)，這種曲線便具有自動保持穩(wěn)這種曲線便具有自動保持穩(wěn)定工作的能力，定工作的能力， 6-4 柴油機(jī)調(diào)速特性柴油機(jī)調(diào)速特性 噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性、提高工作穩(wěn)定性 發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工作的條件發(fā)動機(jī)穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界

39、阻力是其發(fā)出的扭矩與外界阻力矩相等，如圖矩相等，如圖626中的中的A點(diǎn)。如果發(fā)動機(jī)扭矩曲線能點(diǎn)。如果發(fā)動機(jī)扭矩曲線能隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則隨轉(zhuǎn)速增加而迅速下降，則當(dāng)外界阻力矩有暫時(shí)變化時(shí)，當(dāng)外界阻力矩有暫時(shí)變化時(shí)，這種曲線便具有自動保持穩(wěn)這種曲線便具有自動保持穩(wěn)定工作的能力，定工作的能力， 如果扭矩曲線變化平緩，如果扭矩曲線變化平緩，甚至微微上傾，則在阻力變化甚至微微上傾，則在阻力變化急劇時(shí)，理論上雖可恢復(fù)穩(wěn)定急劇時(shí)，理論上雖可恢復(fù)穩(wěn)定工作，實(shí)際上轉(zhuǎn)速變化很大，工作，實(shí)際上轉(zhuǎn)速變化很大，恢復(fù)穩(wěn)定也慢，難以滿足正?；謴?fù)穩(wěn)定也慢，難以滿足正常工作的需要。這樣曲線實(shí)際上工作的需要。這樣曲線實(shí)際上不

40、具備自動保持穩(wěn)定工作的能不具備自動保持穩(wěn)定工作的能力，如圖力，如圖6-26b所示。由速度特所示。由速度特性曲線可知，汽油機(jī)工作穩(wěn)定性曲線可知，汽油機(jī)工作穩(wěn)定性好，而柴油機(jī)較差。性好，而柴油機(jī)較差。 6-4 柴油機(jī)調(diào)速特性柴油機(jī)調(diào)速特性 噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能噴油泵調(diào)速手柄固定，在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性一、柴油機(jī)裝置調(diào)速器的必要性1、提高工作穩(wěn)定性、提高工作穩(wěn)定性 總之，為了怠速穩(wěn)定和總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴油機(jī)上必高速不飛車，在柴油機(jī)上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以須裝置調(diào)速器。調(diào)

41、速器可以根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自動根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在極小的變化范機(jī)轉(zhuǎn)速保持在極小的變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。圍內(nèi)穩(wěn)定工作。2、防止發(fā)動機(jī)超速、防止發(fā)動機(jī)超速 負(fù)荷突變，例如拖拉機(jī)所帶農(nóng)具突然卸去負(fù)荷，就負(fù)荷突變，例如拖拉機(jī)所帶農(nóng)具突然卸去負(fù)荷，就可能引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很快上升，甚至超過允許的限可能引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很快上升，甚至超過允許的限度，即所謂飛車。度，即所謂飛車。 排氣冒黑煙排氣冒黑煙; 柴油機(jī)：超速柴油機(jī)：超速n 零件過熱零件過熱; 由于運(yùn)動件較重慣性由于運(yùn)動件較重慣性 引起零件損壞。引起零件損壞。 汽油機(jī)：轉(zhuǎn)速升高時(shí)汽油機(jī)：轉(zhuǎn)速升高

42、時(shí)vvTtqTtq超速不會超速不會 過高；超速時(shí)混合氣成分變化不大，對工作過程影過高；超速時(shí)混合氣成分變化不大，對工作過程影響較??；運(yùn)動零件輕巧，所以短時(shí)間超速的危害不響較?。贿\(yùn)動零件輕巧，所以短時(shí)間超速的危害不大，常允許超速大，常允許超速10。 3、保證怠速穩(wěn)定、保證怠速穩(wěn)定柴油機(jī)：怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性主要取決于發(fā)動機(jī)柴油機(jī)：怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性主要取決于發(fā)動機(jī)機(jī)械損失與氣缸內(nèi)發(fā)出指示功之間的相互配合機(jī)械損失與氣缸內(nèi)發(fā)出指示功之間的相互配合關(guān)系。關(guān)系。汽油機(jī)：怠速工作時(shí)，由于節(jié)氣門開度很小，汽油機(jī)：怠速工作時(shí)，由于節(jié)氣門開度很小，造成強(qiáng)烈節(jié)流，使平均指示壓力隨轉(zhuǎn)速升高而造成強(qiáng)烈節(jié)流，使平均指示壓力隨

43、轉(zhuǎn)速升高而迅速下降。這時(shí)，如果平均機(jī)械損失壓力稍有迅速下降。這時(shí)，如果平均機(jī)械損失壓力稍有變化變化,引起轉(zhuǎn)速變化是不大的，可以認(rèn)為是穩(wěn)定引起轉(zhuǎn)速變化是不大的，可以認(rèn)為是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)。 3、保證怠速穩(wěn)定、保證怠速穩(wěn)定汽油機(jī)怠速汽油機(jī)怠速柴油機(jī)怠速柴油機(jī)怠速3、保證怠速穩(wěn)定、保證怠速穩(wěn)定總之，為了怠速穩(wěn)定總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴和高速不飛車，在柴油機(jī)上必須裝置調(diào)速油機(jī)上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以根據(jù)器。調(diào)速器可以根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自外界負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，動調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持在極小的變化范圍內(nèi)穩(wěn)極小的變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。定工作。二、全

44、程式調(diào)速器及調(diào)速特性二、全程式調(diào)速器及調(diào)速特性 柴油機(jī)由最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的寬廣范圍內(nèi)，調(diào)柴油機(jī)由最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速的寬廣范圍內(nèi)，調(diào)速器都起作用，這種調(diào)速器即全程式調(diào)速器。速器都起作用，這種調(diào)速器即全程式調(diào)速器。（一）調(diào)速器工作原理（一）調(diào)速器工作原理 各組成件的作用可概括如下。各組成件的作用可概括如下。 （1）轉(zhuǎn)速給定元件）轉(zhuǎn)速給定元件 駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)動調(diào)速手駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)動調(diào)速手柄柄1（實(shí)際即油門）可將調(diào)速彈簧（實(shí)際即油門）可將調(diào)速彈簧2壓縮到不同位置，以調(diào)整彈簧壓縮到不同位置，以調(diào)整彈簧預(yù)緊力，在彈簧作用下，托板預(yù)緊力，在彈簧作用下，托板6向右移動。向右移動。 （

45、2）轉(zhuǎn)速變化的感受元件）轉(zhuǎn)速變化的感受元件 根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化，由噴油泵凸輪根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化，由噴油泵凸輪軸帶動的旋轉(zhuǎn)飛球就產(chǎn)生不同的離心力，離心力軸向分力抵抗彈軸帶動的旋轉(zhuǎn)飛球就產(chǎn)生不同的離心力，離心力軸向分力抵抗彈簧彈力而作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)上?；蓮椓Χ饔糜趫?zhí)行機(jī)構(gòu)上。 （3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 它是用來執(zhí)行感受元件所發(fā)生的變化，從而它是用來執(zhí)行感受元件所發(fā)生的變化，從而加油或減油。圖中的推力盤加油或減油。圖中的推力盤5在離心力的作用下，要向左移動，在離心力的作用下，要向左移動，而其移動又受到彈簧預(yù)緊力的抵制，因此推力盤的位置決定于彈而其移動又受到彈簧預(yù)緊力的抵制，因此推力盤的位置決定于彈簧彈力與離

46、心力的平衡。推力盤簧彈力與離心力的平衡。推力盤5與油量調(diào)節(jié)拉桿與油量調(diào)節(jié)拉桿4連在一起，所連在一起，所以盤以盤5的位置也決定了油量調(diào)節(jié)拉桿的位置，從而控制油量。的位置也決定了油量調(diào)節(jié)拉桿的位置，從而控制油量。（二）調(diào)速特性（二）調(diào)速特性 三、兩級式調(diào)速器及調(diào)速特性三、兩級式調(diào)速器及調(diào)速特性 兩級式調(diào)速器是在最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速時(shí)起作用，以防兩級式調(diào)速器是在最低轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速時(shí)起作用，以防止發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)和高速飛車，調(diào)速器在中間轉(zhuǎn)速不起作用，止發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)和高速飛車，調(diào)速器在中間轉(zhuǎn)速不起作用，由駕駛員通過油門控制供油量。車用柴油機(jī)一般采用兩級式調(diào)由駕駛員通過油門控制供油量。車用柴油機(jī)一般采用兩級

47、式調(diào)速器。速器。 （一）調(diào)速器工作原理（一）調(diào)速器工作原理 （二）調(diào)速特性（二）調(diào)速特性 對于一般汽車來說，對于一般汽車來說，行駛阻力變化幅度較小而行駛阻力變化幅度較小而且緩慢，但車速卻需不斷且緩慢，但車速卻需不斷變化，加上車身的振動，變化，加上車身的振動，油門踏板不可能穩(wěn)定在一油門踏板不可能穩(wěn)定在一個(gè)確定位置，汽車慣量又個(gè)確定位置，汽車慣量又大，所以由駕駛員不斷調(diào)大，所以由駕駛員不斷調(diào)節(jié)油門踏板壓下的程度直節(jié)油門踏板壓下的程度直接操縱油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可接操縱油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以保持汽車相當(dāng)穩(wěn)定地行以保持汽車相當(dāng)穩(wěn)定地行駛。駛。四、四、1.調(diào)速率調(diào)速率瞬時(shí)調(diào)速率瞬時(shí)調(diào)速率 :轉(zhuǎn)速波動相對于全負(fù)荷轉(zhuǎn)

48、速的變化范圍。轉(zhuǎn)速波動相對于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速的變化范圍。 穩(wěn)定調(diào)速率穩(wěn)定調(diào)速率 :表示過渡過程中轉(zhuǎn)速波動的瞬時(shí)增長百分比。表示過渡過程中轉(zhuǎn)速波動的瞬時(shí)增長百分比。 式中式中: n1突變負(fù)荷前柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速（突變負(fù)荷前柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速（rpm）；）； n2突變負(fù)荷時(shí)柴油機(jī)的最大（或最?。┧矔r(shí)轉(zhuǎn)速（突變負(fù)荷時(shí)柴油機(jī)的最大（或最?。┧矔r(shí)轉(zhuǎn)速（rpm）；）； n3突變負(fù)荷后柴油機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（突變負(fù)荷后柴油機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（rpm）；）； n標(biāo)定標(biāo)定柴油機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速（柴油機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速（rpm）。）。標(biāo)定nnn132標(biāo)定nnn12112瞬時(shí)調(diào)速率：是評定調(diào)速器過渡過程的指標(biāo)。圖瞬時(shí)調(diào)速率：是評定調(diào)速器過渡過程的指標(biāo)。圖6

49、37為突卸負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)速變化的情況。為突卸負(fù)荷時(shí)，轉(zhuǎn)速變化的情況。 一般一般1112，對發(fā)電用的柴油機(jī)，要求，對發(fā)電用的柴油機(jī)，要求11 8。 過渡過程不好時(shí)，調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速不能穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)過渡過程不好時(shí)，調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速不能穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速下，有較大的波動，嚴(yán)重時(shí)還會發(fā)出轉(zhuǎn)速忽高速下，有較大的波動，嚴(yán)重時(shí)還會發(fā)出轉(zhuǎn)速忽高忽低的響聲，這種現(xiàn)象常稱忽低的響聲，這種現(xiàn)象常稱“游車游車”。調(diào)速器一。調(diào)速器一旦發(fā)生旦發(fā)生“游車游車”，工作就會失靈，必須設(shè)法消除。，工作就會失靈，必須設(shè)法消除。 如果穩(wěn)定調(diào)速率如果穩(wěn)定調(diào)速率2 2太大，不僅對工作機(jī)械的穩(wěn)太大，不僅對工作機(jī)械的穩(wěn)定工作不利，而且對于空轉(zhuǎn)時(shí)柴油機(jī)零件的磨損

50、定工作不利，而且對于空轉(zhuǎn)時(shí)柴油機(jī)零件的磨損也是有害的。一般規(guī)定，對于農(nóng)業(yè)排灌及工程機(jī)也是有害的。一般規(guī)定，對于農(nóng)業(yè)排灌及工程機(jī)械用的柴油機(jī)，要求械用的柴油機(jī)，要求2 2；對于汽車、拖拉；對于汽車、拖拉機(jī)柴油機(jī)，機(jī)柴油機(jī)，2 2 10；對于交流發(fā)電機(jī)組用柴；對于交流發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)則要求高一些，希望油機(jī)則要求高一些，希望2 2 5。 標(biāo)定nnn132 2.不靈敏度：兩個(gè)起作用的極限轉(zhuǎn)速之差與平均轉(zhuǎn)速之比。不靈敏度：兩個(gè)起作用的極限轉(zhuǎn)速之差與平均轉(zhuǎn)速之比。 式中式中: n2/ 當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，調(diào)速器開始作用時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷減小時(shí)，調(diào)速器開始作用時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速rpm； n1/ 當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷

51、增大時(shí)，調(diào)速器開始作用時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速（當(dāng)柴油機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，調(diào)速器開始作用時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速（rpm）；）； n柴油機(jī)的平均轉(zhuǎn)速（柴油機(jī)的平均轉(zhuǎn)速（rpm）；）； FE調(diào)速器起作用時(shí)，作用在推力盤上的推動力；調(diào)速器起作用時(shí)，作用在推力盤上的推動力； FR調(diào)速器推力盤移動時(shí)所受的摩擦力。調(diào)速器推力盤移動時(shí)所受的摩擦力。 不靈敏度過大時(shí)，會引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，在極端的情況下，甚至?xí)?dǎo)不靈敏度過大時(shí)，會引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，在極端的情況下，甚至?xí)?dǎo)致調(diào)速器失去作用，有使柴油機(jī)產(chǎn)生飛車的危險(xiǎn)。低速時(shí)調(diào)速器的推動力小，致調(diào)速器失去作用，有使柴油機(jī)產(chǎn)生飛車的危險(xiǎn)。低速時(shí)調(diào)速器的推動力小，噴油泵調(diào)節(jié)桿移動時(shí)的摩擦力增大，結(jié)果調(diào)速器不靈敏度。顯著地增加。一噴油泵調(diào)節(jié)桿移動時(shí)的摩擦力增大，結(jié)果調(diào)速器不靈敏度。顯著地增加。一般規(guī)定般規(guī)定在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)不超過在標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)不超過1.22，最低轉(zhuǎn)速時(shí)不超過，最低轉(zhuǎn)速時(shí)不超過1013。ERFFnnn1/2/6-5 萬有特性萬有特性 負(fù)荷特性和速度特性