發(fā)動(dòng)機(jī)原理課件8

第8章發(fā)動(dòng)機(jī)特性第一頁，共57頁。學(xué)習(xí)目的通過對(duì)本章節(jié)的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性、速度特性，萬有特性及及柴油機(jī)的調(diào)速特性的定義。理解各個(gè)特性曲線的變化趨勢(shì)及原因；各個(gè)曲線的形狀和位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有何影響；柴油機(jī)安裝調(diào)速器的原因。理解柴油機(jī)和汽油機(jī)特性曲線的異同點(diǎn)及形成原因；萬有特性的應(yīng)用；兩級(jí)式調(diào)速器和全程式調(diào)速器對(duì)柴油機(jī)性能的影響，及各自的特點(diǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能的測(cè)試方法及主要參數(shù)的測(cè)試方法。第二頁，共57頁。發(fā)動(dòng)機(jī)特性定義發(fā)動(dòng)機(jī)特性，即發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況和運(yùn)轉(zhuǎn)工況而變化的關(guān)系。表示其變化規(guī)律的曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系稱為調(diào)整特性。如汽油機(jī)的燃油調(diào)整特性、點(diǎn)火提早角調(diào)整特性、柴油機(jī)的噴油角提早角調(diào)整特性等。發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨運(yùn)轉(zhuǎn)工況變化而變化的關(guān)系有速度特性與負(fù)荷特性。在柴油機(jī)的調(diào)速器起作用時(shí)，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷而變化的關(guān)系，稱為調(diào)速特性。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線，可以很方便地評(píng)價(jià)不同發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，分析其影響因素，尋求改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)特性的途徑。第三頁，共57頁。8.1發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及根本特性發(fā)動(dòng)機(jī)所處的工作狀況〔簡(jiǎn)稱工況〕是由負(fù)荷和轉(zhuǎn)速兩個(gè)因素決定的。由功率和轉(zhuǎn)速的關(guān)系kW可知，Pe、Te、n三個(gè)參數(shù)中，只有兩個(gè)獨(dú)立變量。因此，可用Pe、n或Te、n來表示發(fā)動(dòng)機(jī)的工況。Pe或Te說明發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小，n表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上下。第四頁，共57頁。8.1發(fā)動(dòng)機(jī)的工況及根本特性發(fā)動(dòng)機(jī)的工況一般可分為三類。1、點(diǎn)工況2、線工況3、面工況發(fā)動(dòng)機(jī)的功率標(biāo)定〔P133〕〔1〕15分鐘功率〔2〕1小時(shí)功率〔3〕12小時(shí)功率〔4〕持續(xù)功率第五頁，共57頁。8.2發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性負(fù)荷特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)及其他參數(shù)隨負(fù)荷變化的關(guān)系，假設(shè)用曲線表示那么稱為負(fù)荷特性曲線。當(dāng)汽車以一定的車速沿著阻力變化的道路行駛時(shí)，就是這種情況。第六頁，共57頁。汽油機(jī)的負(fù)荷特性點(diǎn)火提早角最正確、燃油噴射系統(tǒng)及進(jìn)氣系統(tǒng)工作正常，或化油器調(diào)整完好的情況下，保持汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一定，每小時(shí)燃油消耗量Gt、有效燃油消耗率ge隨負(fù)荷Pe而變化的關(guān)系，稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。汽油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)方法稱為“量調(diào)節(jié)〞。即化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)通過改變節(jié)氣門開度，改變進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量來適應(yīng)負(fù)荷變化；汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)所形成的混合氣的混合比，按不同工況的空氣量來計(jì)量噴油量，而進(jìn)氣管中的空氣流量由節(jié)氣門來控制，仍屬于量調(diào)節(jié)。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)和柴油機(jī)噴射類似，屬于質(zhì)調(diào)節(jié)。第七頁，共57頁。汽油機(jī)的負(fù)荷特性汽油機(jī)ηi、ηm隨負(fù)荷的變化關(guān)系第八頁，共57頁。每小時(shí)燃油消耗量曲線汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，每小時(shí)燃油消耗量主要取決于節(jié)氣門開度和混合氣成份。由于汽油機(jī)的量調(diào)節(jié)方式，負(fù)荷變化時(shí)，節(jié)氣門開度改變，影響混合氣量的變化。汽油機(jī)除怠速工況外，從小負(fù)荷到中等負(fù)荷，隨節(jié)氣門開度變大，曲線呈線性變化，燃油消耗量逐漸增加；當(dāng)節(jié)氣門開至加濃裝置參加工作后，曲線變陡，燃油消耗量上升較快。第九頁，共57頁。有效燃油消耗率曲線燃油消耗率ge=k3/ηiηm〔ηi—指示熱效率；ηm—機(jī)械效率；k3—比例常數(shù)〕。由此可知ge取決于ηi和ηm。ηi、ηm隨負(fù)荷變化如下圖。轉(zhuǎn)速一定，隨負(fù)荷增加，節(jié)氣門開度加大，剩余廢氣相對(duì)減少，熱負(fù)荷增加，從而改善了燃油霧化、混合條件，使燃燒速度加快，散熱損失相對(duì)減少，ηi增加。負(fù)荷增至大負(fù)荷，加濃裝置工作，ηi下降。ηm隨負(fù)荷的增加而迅速增加。原因是轉(zhuǎn)速一定而負(fù)荷增加時(shí)，機(jī)械損失功率Pm變化不大，指示功率Pi成正比增加，使ηm=〔1—Pm/Pi〕增加。第十頁，共57頁。有效燃油消耗率曲線當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)〔Pe=0〕時(shí)，指示功率完全用于抑制機(jī)械損失，即Pi=Pm，那么ηm=0，所以耗油率為無窮大。隨負(fù)荷增大，由于ηiηm同時(shí)上升，使耗油率曲線迅速下降。當(dāng)ηiηm到達(dá)最大值時(shí)，出現(xiàn)最低油耗后，隨節(jié)氣門逐漸增至全開，化油器加濃裝置參加工作，供給最大功率混合氣，燃燒不完全現(xiàn)象增加ηi下降，使油耗率又有所增加。第十一頁，共57頁。柴油機(jī)負(fù)荷特性柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一定，每小時(shí)耗油量Gt、有效燃料消耗率ge隨負(fù)荷變化的關(guān)系稱為柴油機(jī)負(fù)荷特性。在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，進(jìn)入氣缸的空氣量不變，改變符合相應(yīng)改變的每循環(huán)供油量△q，使混合氣成分發(fā)生變化。因此，柴油機(jī)是通過改變混合氣的過量空氣系數(shù)來適應(yīng)負(fù)荷的變化。此方法稱為“質(zhì)調(diào)節(jié)〞。第十二頁，共57頁。1-油耗最低點(diǎn)2-冒煙界限點(diǎn)3-極限功率點(diǎn)柴油機(jī)負(fù)荷特性柴油機(jī)ηi、ηm隨負(fù)荷的變化關(guān)系第十三頁，共57頁。每小時(shí)燃油消耗曲線轉(zhuǎn)速一定時(shí)，柴油機(jī)的每小時(shí)耗油量mh取決于△q。負(fù)荷增加，△q增加，mh隨之增加。當(dāng)負(fù)荷接近冒煙界限點(diǎn)2后，由于燃燒惡化，mh上升得更快一些。第十四頁，共57頁。有效燃油消耗率曲線同汽油機(jī)一樣，柴油的有效燃油消耗變化也取決于ηi和ηm。其變化關(guān)系如下圖。與汽油機(jī)不同，隨負(fù)荷增加，每循環(huán)供油量△q增加，過量空氣系數(shù)α減小，燃燒不完全程度大，使ηi減小。大負(fù)荷時(shí)，混合氣過濃，燃燒惡化，不完全燃燒及補(bǔ)燃增多，使ηi下降快。ηm隨負(fù)荷增加而上升。第十五頁，共57頁。有效燃油消耗率曲線

當(dāng)Pe=0，ηm=0時(shí)，耗油率ge趨于無窮大。隨負(fù)荷增加，由于ηm迅速增加，且遠(yuǎn)大于ηi的減小，使ge下降很快。當(dāng)△q增加到1點(diǎn)位置時(shí)，ge最小。此后再增加負(fù)荷，由于ηi下降比ηm上升的多，使ge又有所增加。當(dāng)△q增加到2點(diǎn)位置時(shí)，不完全燃燒現(xiàn)象顯著增加，煙度急劇增大，到達(dá)規(guī)定限值。2點(diǎn)稱為冒煙界限。當(dāng)循環(huán)供油量超過2點(diǎn)時(shí)，不僅燃油消耗量增大，排放污染嚴(yán)重，甚至影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。所以，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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。第十六頁，共57頁。結(jié)論負(fù)荷特性是內(nèi)燃機(jī)的根本性質(zhì)。常用它評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)需要可以測(cè)定內(nèi)燃機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。轉(zhuǎn)速變化時(shí)，各條負(fù)荷特性曲線的變化趨勢(shì)一樣，各條曲線所代表的轉(zhuǎn)速不同。每條曲線的最右端點(diǎn)表示全負(fù)荷轉(zhuǎn)速下的功率及燃油消耗率。由負(fù)荷特性可以看出，低負(fù)荷時(shí)，有效燃油消耗率很高，經(jīng)濟(jì)性差。因此，應(yīng)注意進(jìn)步內(nèi)燃機(jī)的功率利用率。同一轉(zhuǎn)速下，最低有效燃油消耗率越小，其曲線變化越均勻，經(jīng)濟(jì)性越好。相比之下，柴油機(jī)的最低燃油消耗率比汽油機(jī)的低10%~30%；柴油機(jī)部分負(fù)荷的低油耗區(qū)比汽油大，因此柴油機(jī)比汽油機(jī)省油。第十七頁，共57頁。8.3發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為速度特性。假設(shè)駕駛員將加速踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行駛速度也會(huì)改變，上坡時(shí)汽車速度逐漸降低，下坡時(shí)速度增加，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)即沿速度特性工作。第十八頁，共57頁。汽油機(jī)的速度特性汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動(dòng)，其有效功率Pe、轉(zhuǎn)矩Te、耗油率ge、每小時(shí)耗油量mh等隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系稱為汽油機(jī)速度特性。實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)整測(cè)功器，如逐漸改變水利測(cè)功器水量來改變汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速。測(cè)取前，應(yīng)將點(diǎn)火提早角、化油器調(diào)整完好；測(cè)取時(shí)，應(yīng)按規(guī)定保持冷卻水溫度、光滑油溫度在最正確狀態(tài)。節(jié)氣門保持全開，所測(cè)得的速度特性稱為外特性。節(jié)氣門部分開啟時(shí)所測(cè)得的速度特性稱為部分速度特性。由于節(jié)氣門的開啟可以無限變化，所以部分速度特性曲線有無數(shù)條，而外特性曲線只有一條。第十九頁，共57頁。汽油機(jī)ηi、ηm、ηv隨轉(zhuǎn)速n的變化趨勢(shì)車用汽油機(jī)外特性第二十頁，共57頁。外特性曲線轉(zhuǎn)矩Te曲線Te=k2(ηv/α)ηmηi在節(jié)氣門開度一定時(shí)，α值根本不隨轉(zhuǎn)速而變化，汽油機(jī)Te大小主要決定于ηvηmηi隨n的變化。ηv是在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)最大，這時(shí)因?yàn)樵诖宿D(zhuǎn)速下能最好地利用慣性進(jìn)氣，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于或高于此轉(zhuǎn)速時(shí)。ηv都將降低。第二十一頁，共57頁。ηi的變化是在某一中間轉(zhuǎn)速略為凸起。在較低轉(zhuǎn)速下，因缸內(nèi)氣流擾動(dòng)減弱，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p低，散熱及漏氣損失增加，使ηi降低；轉(zhuǎn)速高時(shí)，燃燒所占的曲軸轉(zhuǎn)角大，燃燒效率低，也使ηi降低。不過它的變化比較平坦，對(duì)Te影響較小。轉(zhuǎn)速增加，消耗于機(jī)械損失的功增加，因此ηm隨轉(zhuǎn)速上升而下降。綜合而言，當(dāng)轉(zhuǎn)速由低速開場(chǎng)上升時(shí)，由于ηv、ηi上升，Te有所增加，對(duì)應(yīng)于某一轉(zhuǎn)速時(shí)，Te達(dá)最大值。轉(zhuǎn)速繼續(xù)進(jìn)步，由于ηv、ηm同時(shí)下降，因此Te隨轉(zhuǎn)速升高而較快地下降，即Te曲線變化變陡。第二十二頁，共57頁。功率Pe曲線當(dāng)轉(zhuǎn)速?gòu)暮艿椭翟黾訒r(shí)，由于Te和轉(zhuǎn)速同時(shí)增加，P=Ten/9550迅速上升；直至轉(zhuǎn)矩到達(dá)最高點(diǎn)后，再繼續(xù)進(jìn)步轉(zhuǎn)速，那么Pe上升逐漸緩慢；至某一轉(zhuǎn)速Ten到達(dá)最大值時(shí)，Pe亦不能再增加；假設(shè)轉(zhuǎn)速再上升，由于Te的降低已超過了轉(zhuǎn)速上升的影響，所以功率Pe反而下降。第二十三頁，共57頁。有效燃油消耗ge曲線綜合ηi、ηm的變化，ge在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)最低；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速時(shí)，那么因ηi、ηm同時(shí)下降而ge上升。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速，因ηi上升彌補(bǔ)了ηm的下降，ge亦增加。由于進(jìn)氣管動(dòng)態(tài)效應(yīng)影響到ηv隨n的變化規(guī)律，因此Te、ge等隨n變化的曲線也常呈某些波動(dòng)現(xiàn)象。第二十四頁，共57頁。汽油機(jī)的外特性是在節(jié)氣門全開時(shí)測(cè)得的，曲線上每一點(diǎn)表示它在此轉(zhuǎn)速下的最大功率及轉(zhuǎn)矩，所以代表發(fā)動(dòng)機(jī)最高動(dòng)力性能，所有發(fā)動(dòng)機(jī)都需要做外特性曲線。外特性曲線實(shí)驗(yàn)條件分為如下兩種：1〕發(fā)動(dòng)機(jī)僅帶維持運(yùn)轉(zhuǎn)所需的附件運(yùn)轉(zhuǎn)〔不裝風(fēng)扇、氣泵或空氣濾清器以及消聲器等附件〕，這時(shí)輸出的校正有效功率稱為總功率。我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)據(jù)為這一種情況。2〕發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)帶上全套附件，此時(shí)輸出的校正有效功率稱凈功率或使用外特性。顯然，第2種情況下的功率低，而油耗高。制造廠商根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用處規(guī)定的額定轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的功率稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率。第二十五頁，共57頁。部分速度特性汽車大部分時(shí)間是在部分負(fù)荷下工作的，隨著節(jié)氣門關(guān)小，節(jié)流損失增大，進(jìn)氣終了的壓力pa下降，從而引起ηv下降；隨著轉(zhuǎn)速進(jìn)步，ηv下降的速度更快。因此，節(jié)氣門開度愈小，轉(zhuǎn)矩Te隨轉(zhuǎn)速增加而下降得愈快，最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)及最大功率點(diǎn)均向低轉(zhuǎn)速方向挪動(dòng)。第二十六頁，共57頁。柴油機(jī)的速度特性噴油泵的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置固定不動(dòng)，柴油機(jī)性能指標(biāo)〔Pe、Te、mh、ge〕隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系稱為柴油機(jī)速度特性。測(cè)取時(shí)，應(yīng)將供油提早角、冷卻水溫、光滑油溫度等調(diào)整在最正確狀態(tài)。當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定〔或稱額定〕功率循環(huán)供油量位置時(shí)，測(cè)得的速度特性為標(biāo)定功率速度特性，習(xí)慣上亦稱外特性。第二十七頁，共57頁。柴油機(jī)的速度特性部分速度特性標(biāo)定功率定義為使用中允許的最大功率，它是根據(jù)用處、使用負(fù)荷情況而定的，對(duì)任何一款詳細(xì)的柴油機(jī)標(biāo)定的功率速度特性曲線只有一條，它代表該機(jī)在使用中允許到達(dá)的最大性能，所有柴油機(jī)必須作標(biāo)定功率速度特性。第二十八頁，共57頁。柴油機(jī)外特性柴油機(jī)中ηm、ηi、△q隨n的變化趨勢(shì)第二十九頁，共57頁。外特性曲線轉(zhuǎn)矩Te曲線柴油機(jī)中，各種轉(zhuǎn)速下終究能發(fā)出多大轉(zhuǎn)矩，主要取決于每循環(huán)供油量△q的多少。因此，柴油機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線的變化趨勢(shì)，取決于△q隨轉(zhuǎn)速變化的情況。柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩可定性為T=K2ηiηm△q，而其中ηi、ηm、△q的變化趨勢(shì)如下圖。第三十頁，共57頁。分析在常用的柱塞式噴油泵中，當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置一定而改變轉(zhuǎn)速時(shí)，每循環(huán)供油量△q由油泵速度特性決定，它將隨轉(zhuǎn)速的進(jìn)步而增加。ηi的變化是在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)稍有凸起。因?yàn)樵谳^高轉(zhuǎn)速下常由于ηi下降和△q上升，使過量空氣系數(shù)α下降，加上燃燒過程經(jīng)歷的時(shí)間縮短，混合氣形成條件惡化，不完全燃燒現(xiàn)象增加，致使ηi有些下降。轉(zhuǎn)速過低，也會(huì)由于空氣渦流減弱，燃燒不良及傳熱漏氣損失增加，使ηi降低。但ηi曲線的變化趨勢(shì)比較平坦。ηm隨轉(zhuǎn)速的上升而下降?！鱭隨轉(zhuǎn)速增加的上升抵消了ηi和ηm下降的影響，因此隨著轉(zhuǎn)速的上升，柴油機(jī)的Te下降不明顯，曲線變化甚至是一直微微上傾的。第三十一頁，共57頁。功率Pe曲線由于Te變化平坦，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)、功率Pe幾乎與轉(zhuǎn)速成正比增加。第三十二頁，共57頁。有效燃油消耗率ge曲線綜合ηi、ηm的變化，ge是在某一中間轉(zhuǎn)速時(shí)最低，但整個(gè)曲線變化并不很大。第三十三頁，共57頁。部分速度特性隨著油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定位置的減小，循環(huán)供油量減小，但△q隨n的變化趨勢(shì)根本相似，亦是隨n的增加而上升，所以柴油部分特性Te的變化根本與外特性上Te平行，即Te隨轉(zhuǎn)速變化不大。對(duì)于經(jīng)常在部分負(fù)荷下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，還應(yīng)該作90%，75%，50%和25%的部分負(fù)荷速度特性或作萬有特性。第三十四頁，共57頁。8.4柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)上裝調(diào)速器的必要性：1〕由柴油機(jī)的速度特性，其有效轉(zhuǎn)矩曲線隨轉(zhuǎn)速變化平緩，因此，柴油機(jī)外界阻力矩的少量變化，就會(huì)引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的較大變化。又由噴油泵速度特性，轉(zhuǎn)速升高，循環(huán)供油量增加。汽車的行駛阻力時(shí)經(jīng)常變化的，偶爾也會(huì)有較大幅度的變化。例如突然卸去負(fù)荷，轉(zhuǎn)速將會(huì)有較大的升高，循環(huán)供油量將隨之增加，反過來又促使轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高。因此柴油機(jī)將猛然加速，轉(zhuǎn)速大幅度上升，甚至超過允許限度而出現(xiàn)飛車事故。而且柴油機(jī)的運(yùn)動(dòng)零件較為笨重，超速時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力，嚴(yán)重時(shí)可能引起零件損壞。因此，柴油機(jī)上必須有防止超速的裝置。第三十五頁，共57頁。柴油機(jī)上裝調(diào)速器的必要性2〕汽車發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常會(huì)在怠速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，例如短暫停車、起動(dòng)暖車等。假如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，容易熄火，會(huì)給駕駛員帶來很大費(fèi)事。怠速時(shí)混合氣燃燒放出的能量全部用于抑制發(fā)動(dòng)機(jī)自身運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械損失。故怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性決定于平均指示壓力pi與平均機(jī)械損失壓力pm的關(guān)系。一般來說，轉(zhuǎn)速增加時(shí)pi、pm都略有增加。由噴油泵速度特性所決定，在轉(zhuǎn)速增加時(shí)，噴油泵即使在最小的供油位置，循環(huán)供油量也略有增加，使pi也隨之略有增加。因此，當(dāng)pi或pm略有變化，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速很大的波動(dòng)，使柴油機(jī)怠速極不穩(wěn)定?？梢姡裼蜋C(jī)必須有保證怠速穩(wěn)定的裝置。第三十六頁，共57頁。〔1〕由柴油機(jī)的速度特性，其有效轉(zhuǎn)矩曲線隨轉(zhuǎn)速變化平緩。因此，柴油機(jī)外界阻力矩的少量變化，就會(huì)引起柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的較大變化。又由噴油泵速度特性，轉(zhuǎn)速升高，循環(huán)供油量增加。〔2〕發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速附近運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，假如突然卸去負(fù)荷會(huì)造成轉(zhuǎn)速大幅上升，循環(huán)供油量也迅速增加，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步快速上升，甚至超過允許限度而出現(xiàn)飛車事故。因此，柴油機(jī)上必須有防止超速的裝置。〔3〕汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載突然增加，怠速將會(huì)下降，循環(huán)供油量也下降，轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降，最終導(dǎo)致怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，甚至熄火。因此柴油機(jī)必須有保證怠速穩(wěn)定的裝置?？偨Y(jié)——為何柴油機(jī)上要裝調(diào)速器？第三十七頁，共57頁。調(diào)速器與調(diào)速特性在調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)的主要性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的關(guān)系，稱為柴油機(jī)的調(diào)速特性。根據(jù)需要可分為兩極式調(diào)速器和全程調(diào)速器。第三十八頁，共57頁。兩極調(diào)速器車用柴油機(jī)一般采用兩極調(diào)速器。調(diào)速器在怠速和標(biāo)定轉(zhuǎn)速附近起作用，以穩(wěn)定怠速和防止高速飛車。中間轉(zhuǎn)速調(diào)速器不起作用，由駕駛員通過加速踏板控制供油量。第三十九頁，共57頁。兩極調(diào)速器工作原理圖1-油量調(diào)節(jié)齒條2-油門踏板

3-調(diào)節(jié)軸

4-支承架5-飛球

6-調(diào)節(jié)推桿

7-拉桿

8-調(diào)節(jié)杠桿

9-彈簧座10-怠速?gòu)椈?/p>

11-高速?gòu)椈?2-滑塊第四十頁，共57頁。全程調(diào)速器柴油機(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，這樣的調(diào)速器我們稱為全程式調(diào)速器。工程機(jī)械、礦山機(jī)械等用柴油機(jī)一般都為全程式調(diào)速器。第四十一頁，共57頁。8.5發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性負(fù)荷特性和速度特性只能表示某一轉(zhuǎn)速或某一齒條位置〔或節(jié)氣門開度〕時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)間的變化規(guī)律，而汽車、拖拉機(jī)的工況變化范圍很廣，要分析各種工況下的性能就需要許多張負(fù)荷特性或速度特性圖，這樣做極不方便，也不清楚。為了能在一張圖上較為全面地表示發(fā)動(dòng)機(jī)性能，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)的特性曲線稱為萬有特性。通過萬有特性可以方便查出內(nèi)燃機(jī)各種工況下的性能指標(biāo)。以轉(zhuǎn)速n為橫坐標(biāo)，以轉(zhuǎn)矩Te或平均有效壓力Pme為縱坐標(biāo)，在圖上畫出許多等燃油消耗曲線和等功率曲線，構(gòu)成萬有特性。第四十二頁，共57頁。汽油機(jī)與柴油機(jī)萬有特性的比較最低油耗偏高，經(jīng)濟(jì)區(qū)偏?。坏热加拖木€在低速區(qū)向大負(fù)荷收斂，說明汽油機(jī)低速、低負(fù)荷工作時(shí)，燃油消耗率較高；等功率曲線隨轉(zhuǎn)速升高而斜穿等燃油消耗線，故當(dāng)Pe一定時(shí)，轉(zhuǎn)速愈高愈費(fèi)油；汽油機(jī)〔n一定〕的△ge/△Te或△ge/△Pme比柴油機(jī)大，說明變工況工作時(shí)平均油耗偏高。柴油機(jī)萬有特性與汽油機(jī)相比：最低燃油消耗偏低，經(jīng)濟(jì)區(qū)較寬；等耗油率線在上下速均不收斂，變化比較平坦；等功率線向高速延伸時(shí)，耗油率變化不大。第四十三頁，共57頁。

CA6102汽油機(jī)萬有特性EQD6102—1型柴油機(jī)萬有特性第四十四頁，共57頁。萬有特性的應(yīng)用可以方便地查到內(nèi)燃機(jī)在任何點(diǎn)〔Te,n〕工作時(shí)的Pe、ge、Pme以及發(fā)動(dòng)機(jī)最經(jīng)濟(jì)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。等燃油消耗率曲線的形狀及分布情況，對(duì)內(nèi)燃機(jī)使用經(jīng)濟(jì)性有很大影響。等燃油消耗率曲線內(nèi)層為最經(jīng)濟(jì)區(qū)，曲線愈向外，經(jīng)濟(jì)性愈差。假如等燃油消耗率曲線橫向較長(zhǎng)，表示內(nèi)燃機(jī)在負(fù)荷變化不大而轉(zhuǎn)速變化較大的情況下油耗較小。假如等燃油消耗率曲線縱向較長(zhǎng)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化較大而轉(zhuǎn)速變化較小情況下的燃油消耗較小。對(duì)于常用于中等負(fù)荷、中等轉(zhuǎn)速工況的車用內(nèi)燃機(jī)，希望其最經(jīng)濟(jì)區(qū)處于萬有特性中部，等燃油消耗率曲線橫向較長(zhǎng)。對(duì)于轉(zhuǎn)速變化范圍較小而負(fù)荷變化范圍較大的工程機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)，希望最經(jīng)濟(jì)區(qū)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速附近，等燃油消耗率曲線縱向較長(zhǎng)些。第四十五頁，共57頁。萬有特性的應(yīng)用某些改進(jìn)與研究性試驗(yàn)時(shí)，為保證內(nèi)燃機(jī)與傳動(dòng)系的匹配，將常用排檔下常用阻力曲線〔折算成Pme值〕繪于萬有特性上?？梢砸荒苛巳坏乜闯銎嚨某Ｓ霉ぷ鲄^(qū)，是否與發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)接近，以判斷改進(jìn)效果?？捎萌f有特性評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)排放污染情況。將內(nèi)燃機(jī)有害排放物隨負(fù)荷和轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系畫在萬有特性上，從而反映內(nèi)燃機(jī)在某一工況下的燃燒與混合氣形成情況?？梢越Y(jié)合傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)繪制整車萬有特性。由此可以確定各排擋、各種坡度、不同車速下的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。第四十六頁，共57頁。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)按其目的分為性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)。主要性能的試驗(yàn)：功率試驗(yàn)負(fù)荷特性試驗(yàn)萬有特性試驗(yàn)柴油機(jī)調(diào)速特性試驗(yàn)柴油機(jī)怠速試驗(yàn)汽油機(jī)怠速試驗(yàn)第四十七頁，共57頁。功率試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷下的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。測(cè)定工程分總功率測(cè)定和凈功率測(cè)定兩種。測(cè)定總功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)僅帶維持運(yùn)轉(zhuǎn)所必要的附件。測(cè)定凈功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)帶全套附件。試驗(yàn)方法：節(jié)氣門全開，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，順序地改變轉(zhuǎn)速進(jìn)展測(cè)量。適當(dāng)分布8個(gè)以上的測(cè)量點(diǎn)。通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。根據(jù)記錄進(jìn)展計(jì)算，并繪制總〔凈〕功率曲線。第四十八頁，共57頁。負(fù)荷特性試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)定在規(guī)定轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性。試驗(yàn)方法：在50%~80%的額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)展，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，從小負(fù)荷開場(chǎng)，逐漸增大節(jié)氣門，進(jìn)展測(cè)量，直到節(jié)氣門全開，適當(dāng)分布8個(gè)以上的測(cè)量點(diǎn)。第四十九頁，共57頁。萬有特性試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模涸u(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的經(jīng)濟(jì)性，為選用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供根據(jù)。試驗(yàn)方法：以下兩種方法可任選其一。負(fù)荷特性法在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻地選擇8種以上的轉(zhuǎn)速，按負(fù)荷特性的試驗(yàn)方法，在選定的各種轉(zhuǎn)速下進(jìn)展負(fù)荷特性試驗(yàn)。速度特性法根據(jù)額定功率的百分?jǐn)?shù)，適當(dāng)?shù)剡x擇8種以上的節(jié)氣門開度，在一種節(jié)氣門開度下，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，順序地改變轉(zhuǎn)速進(jìn)展測(cè)量，適當(dāng)?shù)胤植?個(gè)以上的測(cè)量點(diǎn)。然后再進(jìn)展其他節(jié)氣門開度的速度特性試驗(yàn)。根據(jù)所得到的負(fù)荷或速度特性曲線，繪制萬有特性曲線。第五十頁，共57頁。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中的測(cè)試工程與試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)臺(tái)架油耗計(jì)測(cè)功機(jī)第五十一頁，共57頁。試驗(yàn)臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有較大的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)力矩，所以試驗(yàn)臺(tái)要有比較鞏固的根底。在根底下面有一層墊層，使用油氈、木材或橡膠等材料以吸收振動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出端通過萬向聯(lián)節(jié)與測(cè)功機(jī)連接。通過測(cè)功器和轉(zhuǎn)速表所測(cè)讀數(shù)，可以計(jì)算出被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。燃料的供給由專用的燃油箱通過油耗計(jì)供至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系。為了測(cè)量進(jìn)氣溫度，冷卻水進(jìn)水溫度，冷卻水出水溫度，排氣溫度等，備有安裝各種測(cè)量?jī)x器的專用位置。第五十二頁，共57頁。油