第十章內燃機的運行特性

1、2022-4-111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2022-4-112 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，同時，還可以優(yōu)化整個動力裝置的性能。2022-4-113101 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。2022-4-114一、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、固定式工況

2、2、螺旋槳工況3、車用工況2022-4-1151、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。2022-4-1162、螺旋槳工況 內燃機的功率與轉速接近于冪函數關系。2022-4-1173、車用工況 內燃機的功率與轉速之間沒有一定的函數關系，且功率與轉速都獨立的在很大的范圍內變化。2022-4-118二、內燃機工況的標定 工況的標定，是指制造企業(yè)根據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。2022-4-119 根據國家標準GB110587內燃機臺架性能試驗方法的規(guī)定，我國內燃機

3、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2022-4-1110102 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2022-4-1111一、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。2022-4-11121、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mieb12022-4-1113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。3）排氣溫度隨負荷增加而

4、上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢。2022-4-11142、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mieb12022-4-1115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。2022-4-11163、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比汽油機低1030，而且燃油消耗率曲線

5、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。2022-4-1117二、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。2022-4-11181、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mitactqKT32022-4-1119柴油機各參數隨轉速的增減而變化趨勢：2022-4-11202、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mitactqKT32022-4-1121汽油機各參數隨轉速的增減而變化趨勢：20

6、22-4-1122三、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。2022-4-11231、轉矩儲備系數tq 轉矩儲備系數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。 2022-4-11242、轉矩適應性系數Km和轉速適應性系數Kn 轉矩適應性系數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標定工況時的轉矩，Nm。 2022-4-1125 轉

7、速適應性系數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。2022-4-11263、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。 2022-4-1127四、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形式：一是，速度特性形式的調速特性；二是，負荷特性形式的調速特性。 2022-4-11281、速

8、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。2022-4-11292、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。2022-4-11303、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。 2022-4-1131五、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。 2022-4-1132返回1，返回22022-4-1133萬有特性的應用 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)域應在標定