第六章發(fā)動(dòng)機(jī)的特性講義

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工況第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性第五節(jié)車用柴油機(jī)的調(diào)速特性第六節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性作業(yè)題特性曲線分析當(dāng)前1頁，總共80頁?！?-1發(fā)動(dòng)機(jī)工況一、發(fā)動(dòng)機(jī)工況：發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況（簡稱工況）用功率和轉(zhuǎn)速n表示。此功率、轉(zhuǎn)速應(yīng)該與發(fā)動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的工作機(jī)械要求的功率、轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的扭矩=工作機(jī)械消耗的扭矩時(shí)，兩者才能在一定轉(zhuǎn)速下按一定功率穩(wěn)定工作。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:式中，Pe-有效功率，Ttq-轉(zhuǎn)矩，n-工作轉(zhuǎn)速。當(dāng)前2頁，總共80頁。1.恒速工作：第—類工況:轉(zhuǎn)速不變，而功率改變。例如，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，為保證頻率的穩(wěn)定性，要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，功率則隨電機(jī)負(fù)荷大小，可由零變到最大呈階躍式突變。并沒有一定的規(guī)律、然而內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速必須保持穩(wěn)定，以保證輸送電壓和頻率的恒定，反映在工況圖上就是—條垂直線(圖8—1中的曲線1)，稱為線工況。當(dāng)前3頁，總共80頁。

2、螺旋槳工作：

第二類工況：功率與轉(zhuǎn)速接近三次冪函數(shù)關(guān)系，，K為比例常數(shù)。帶動(dòng)螺旋槳工作的船用機(jī)即屬此類，故稱螺旋槳工況，如圖中曲線2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。該類工況常被稱為螺旋槳工況或推進(jìn)工況，也屬于線工況。

當(dāng)前4頁，總共80頁。3、陸上運(yùn)輸：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。①轉(zhuǎn)速?zèng)Q定車速，可以從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速一直變到最高轉(zhuǎn)速；②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；③當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，如汽車下長坡，發(fā)動(dòng)機(jī)是由底盤倒拖而做負(fù)功。陰影面的上限是發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(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，右面對應(yīng)于最大額定轉(zhuǎn)速，下面是制動(dòng)時(shí)倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)所需功率。當(dāng)前5頁，總共80頁。

二、發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)特性。性能指標(biāo)調(diào)整情況運(yùn)轉(zhuǎn)工況調(diào)整特性性能特性特性曲線：特性用曲線表示稱為特性曲線，它是評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的一種簡單、方便、必不可少的形式。

當(dāng)前6頁，總共80頁。三、發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)與工作過程的關(guān)系

發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的有效指標(biāo)通常用平均有效壓力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃油消耗率be、每小時(shí)耗油量B表示。這些指標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)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Q（kJ）為：式中ηv——充量系數(shù)；ρo——大氣狀態(tài)下空氣密度（kg/m3）Vs——?dú)飧坠ぷ魅莘e（m3）；α——過量空氣系數(shù)；hu——燃料低熱值（kJ/kg）；Lo——理論空氣量（kg/kg）。當(dāng)前7頁，總共80頁。其中：為混合氣熱值（KJ/Kmol）,當(dāng)前8頁，總共80頁。功率扭矩（汽油機(jī)）燃油消耗率小時(shí)耗油量扭矩（柴油機(jī)）其中：K1、K2、K3、K4為比例常數(shù)。當(dāng)前9頁，總共80頁?！?-2發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷待性

負(fù)荷特性：評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性

負(fù)荷特性：轉(zhuǎn)速不變，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效壓力Pme表示）的變化關(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時(shí)，就是這種情況。此時(shí)必須改變發(fā)動(dòng)機(jī)油門來調(diào)整有效扭矩，以適應(yīng)外界阻力矩的變化，以保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變。當(dāng)前10頁，總共80頁。

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；水溫、油溫最佳（85±5℃）。2、制取方法：①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B，排氣溫度等參數(shù)。②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B，排氣溫度等參數(shù)。③如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點(diǎn)。當(dāng)前11頁，總共80頁。④把測量數(shù)據(jù)畫在以為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)系內(nèi)、并連成曲線即得汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線。在測取汽油機(jī)的負(fù)荷特性時(shí)，油量是通過改變節(jié)氣門的開度來調(diào)整的，這樣相應(yīng)地改變了進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量，而混合氣的濃度變化不大，故稱為“量調(diào)節(jié)”。當(dāng)前12頁，總共80頁。3、be曲線歷程分析①燃油消耗率b曲線由公式:be=k3/ηiηm可知，燃油消耗率be的變化取決于ηi、ηm的變化。ηi、ηm隨負(fù)荷的變化如圖所示。當(dāng)前13頁，總共80頁?！耜P(guān)于ηi的變化：①②Pe接近全開時(shí)，為了保證最大功率，供給α=0.8～0.9的濃混合氣，燃燒不完全→ηi↓。●關(guān)于ηm的變化：①（空轉(zhuǎn)時(shí)）,②當(dāng)n恒定時(shí)，Pm基本不變，

燃燒完全；UT↑→燃燒及時(shí)性當(dāng)前14頁，總共80頁。因此：怠速（空轉(zhuǎn)時(shí)），隨著負(fù)荷增加ηi、ηm同時(shí)增加be急劇下降。當(dāng)時(shí)be最小。當(dāng)負(fù)荷再曲線上翹。②B曲線,由公式:當(dāng)轉(zhuǎn)速一定，Pe↑→節(jié)氣門開度↑

→B↑，直至混合氣成分變濃后，B上升更快一些。當(dāng)前15頁，總共80頁。當(dāng)前16頁，總共80頁。當(dāng)前17頁，總共80頁。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、油溫度最佳（85±5℃）。2、制取方法：①將柴油機(jī)調(diào)到給定轉(zhuǎn)速（由小到大）穩(wěn)定后，測量Ttq

、B等參數(shù)。②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B，排氣溫度和排氣煙度等參數(shù)。③如此依次一直作到全負(fù)荷，一般不少于8點(diǎn)。④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。當(dāng)前18頁，總共80頁。3、be曲線歷程分析⑴燃油消耗率曲線由公式:be=k3/ηiηm可知，燃油消耗率be的變化取決于ηi、ηm的變化。ηi、ηm隨負(fù)荷的變化如圖所示。當(dāng)前19頁，總共80頁。●關(guān)于ηi的變化：當(dāng)n恒定時(shí)，Pm基本不變，

●關(guān)于ηm的變化：①（空轉(zhuǎn)時(shí)）,②n恒定時(shí)，ηv基本不變，

燃燒不完全燃燒持續(xù)期↑當(dāng)前20頁，總共80頁。當(dāng)Pe=0，ηm=0時(shí)，be趨于無窮大。隨負(fù)荷增加，ηm迅速增加，且遠(yuǎn)大于ηi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ηi下降較ηm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(dòng)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。當(dāng)前21頁，總共80頁。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)1。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在中小負(fù)荷工作，偶爾全負(fù)荷，油量可調(diào)整在冒煙點(diǎn)，也可采用切線法確定全負(fù)荷油量，從坐標(biāo)原點(diǎn)作be曲線的切線，切點(diǎn)油量可作為該轉(zhuǎn)速下全負(fù)荷油量。這時(shí)是功率和油耗的最低折中。當(dāng)前22頁，總共80頁。⑵每小時(shí)耗油量B曲線轉(zhuǎn)速一定時(shí)，柴油機(jī)的每小時(shí)耗油量B主要決定于△b。隨負(fù)荷增加，每循環(huán)供油量△b增加，B隨之增加。當(dāng)負(fù)荷接近冒煙界限后，由于燃燒惡化，B上升得更快一些。當(dāng)前23頁，總共80頁。三、柴油機(jī)與汽油機(jī)負(fù)荷特性的區(qū)別1)汽油機(jī)的燃油消耗率普遍較高，且在從空負(fù)荷向中、小負(fù)荷段過渡時(shí)，燃油消耗率下降緩慢，仍維持在較高水平，燃油經(jīng)濟(jì)性明顯較差。2)汽油機(jī)排溫普遍較高，且與負(fù)荷關(guān)系較小。3)汽油機(jī)的燃油消耗量曲線彎曲度較大，而柴油機(jī)的燃油消耗量曲線在中、小負(fù)荷段的線性較好。當(dāng)前24頁，總共80頁。小結(jié)：負(fù)荷特性主要用于評價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性①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。②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ⅰ、最低耗油率比汽油機(jī)低20-30%；（柴油機(jī)ηv,α,ε大）ⅱ、柴油機(jī)耗油率曲線比汽油機(jī)曲線平坦；（因ηi的變化趨勢相反）ⅲ、汽油機(jī)B曲線彎曲度較大，柴油機(jī)B曲線在中小負(fù)荷接近直線。③在低負(fù)荷區(qū)耗油率高。因此，選用發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，再滿足動(dòng)力性要求前提下，不宜裝功率過大的發(fā)動(dòng)機(jī)以提高功率利用率和使用經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前25頁，總共80頁。§6-3發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性1.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。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性，是指發(fā)動(dòng)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)保持不變的情況下，主要性能指標(biāo)(轉(zhuǎn)矩、油耗、功率、排溫、煙度等)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(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，這稱部分速度特性。當(dāng)前26頁，總共80頁。種類：部分速度特性與外特性當(dāng)油量控制機(jī)構(gòu)在最大位置時(shí)，測得的特性為全負(fù)荷速度特性(簡稱外特性)；（只有一條）油量低于最大位置時(shí)的速度特性，稱為部分負(fù)荷速度特性。（無數(shù)條）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，因而是十分重要的，所有發(fā)動(dòng)機(jī)出廠時(shí)都必須提供該特性。

當(dāng)前27頁，總共80頁。一、汽油機(jī)的速度特性A定義：汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不動(dòng)，汽油機(jī)性能指標(biāo)(如:有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃油消耗率be、每小時(shí)消耗油量B等)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。B種類:外特性（全負(fù)荷的速度特性）

—節(jié)氣門全開時(shí)的速度特性。部分負(fù)荷速度特性—節(jié)氣門部分打開時(shí)的速度特性。當(dāng)前28頁，總共80頁。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；水溫、油溫最佳（85℃）。2、制取方法：①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Ttq、B，排氣溫度等參數(shù)。

②節(jié)氣門開度不變，加大測功機(jī)負(fù)荷，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，穩(wěn)定后測量第二點(diǎn)的Ttq、B、排氣溫度等參數(shù)。③如此依次一直作到節(jié)氣門全開，一般不少于8點(diǎn)。當(dāng)前29頁，總共80頁。④把測量數(shù)據(jù)畫在以n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。3、曲線歷程分析（1）Ttq曲線歷程分析由公式：可知:外特性油門不變?chǔ)翞槌?shù)，所以Ttq主要取決于ηv、ηi、ηm、的變化。

當(dāng)前30頁，總共80頁。①關(guān)于ηv隨轉(zhuǎn)速的變化：某一中間轉(zhuǎn)速ηv最大.n↓→進(jìn)氣倒流－－→

ηv

↓

n再↑→進(jìn)氣阻力↑→

②關(guān)于ηi隨轉(zhuǎn)速的變化：也是中間高兩頭低n↓→渦流弱↓、UT↓、傳熱、漏氣損失↑n↑→燃燒所占曲軸轉(zhuǎn)角↑→燃燒速率↓當(dāng)前31頁，總共80頁。

③關(guān)于ηm隨轉(zhuǎn)速的變化：n↑→Pm↑而Pi變化不大,∴當(dāng)前32頁，總共80頁。Ttq—隨轉(zhuǎn)速的變化高速時(shí):Ttq:曲線呈上凸形狀ηin使Ttq。ηin使Ttq變化不大,略有；低速時(shí):當(dāng)前33頁，總共80頁。綜合作用的結(jié)果是；當(dāng)轉(zhuǎn)速由低開始上升時(shí)，ηv，ηi同時(shí)增加的影響大于ηm下降的影響，使Ttq增加，對應(yīng)于某一轉(zhuǎn)速時(shí)，Ttq達(dá)到最大值。轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，由于ηv、ηi、ηm均下降，因此Ttq隨轉(zhuǎn)速升高而較快的下降，即Ttq曲線變化較陡。當(dāng)前34頁，總共80頁。（2）Pe曲線：由公式（n+Ttq）↑→Ρe↑↑，當(dāng)Ttq達(dá)到最大后,n↑→Ttq→Ρe↑較緩；直到Pemax后當(dāng)前35頁，總共80頁。⑶．燃油消耗率曲線變化趨勢根據(jù)公式:be在某一中間轉(zhuǎn)速當(dāng)ηiηm達(dá)到最大值時(shí)出現(xiàn)最低值。當(dāng)轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速低時(shí)，由于ηm上升彌補(bǔ)不了ηi的下降，使be增加。轉(zhuǎn)速較此轉(zhuǎn)速高時(shí)ηi、ηm均較低，be也增加。當(dāng)前36頁，總共80頁。當(dāng)前37頁，總共80頁。當(dāng)前38頁，總共80頁。

二、柴油機(jī)的速度特性定義：噴油泵油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置固定不動(dòng)，柴油機(jī)性能指標(biāo)（主要是功率Pe、轉(zhuǎn)矩Ttq、燃油消耗率be、耗油量B等）隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。

外特性（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)。當(dāng)前39頁，總共80頁。外特性曲線變化趨勢

1．扭矩曲線變化趨勢柴油機(jī)的扭矩曲線比汽油機(jī)平坦。柴油機(jī)扭矩曲線的變化趨勢，很大程度上決定于每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速變化的情況。

當(dāng)前40頁，總共80頁。扭矩表達(dá)式可定性地寫成:

由式可見，柴油機(jī)扭距隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢決定于ηi、ηm、△b隨轉(zhuǎn)速n變化的趨勢。當(dāng)前41頁，總共80頁。

（1）△b—隨轉(zhuǎn)速n的提高，每循環(huán)供油量△b增加。（2）ηv也是在某一中間轉(zhuǎn)速n出現(xiàn)最高值。

當(dāng)前42頁，總共80頁。（3）ηi—指示熱效率ηi某一中間n稍高ηi轉(zhuǎn)速低空氣渦流減弱，燃燒不良及散熱漏氣損失增加ηi轉(zhuǎn)速高ηv、△b，使α，不完全燃燒嚴(yán)重燃燒占曲軸轉(zhuǎn)角，燃燒容積當(dāng)前43頁，總共80頁。2．功率曲線由于扭矩Ttq曲線變化平坦，在一定n范圍內(nèi)，功率Pe幾乎與轉(zhuǎn)速n成正比增加。

當(dāng)前44頁，總共80頁。

3．燃油消耗率曲線由于柴油機(jī)壓縮比高，ηi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)ηi、ηm達(dá)到最大值時(shí)，出現(xiàn)bemin值。當(dāng)前45頁，總共80頁。當(dāng)前46頁，總共80頁。

三、發(fā)動(dòng)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)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(dòng)機(jī)隨車速降低而發(fā)出更大扭矩，以克服爬坡阻力。要求發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩隨轉(zhuǎn)速的降低而增加。因此，為表明發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，引入扭距儲(chǔ)備系數(shù)和轉(zhuǎn)速儲(chǔ)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)矩適應(yīng)性系數(shù)KT和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn。當(dāng)前47頁，總共80頁。（一）.扭距儲(chǔ)備系數(shù)充分說明發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(dòng)機(jī)的扭矩特性，從而引入扭距儲(chǔ)備系數(shù)μ和適應(yīng)性系數(shù)K的概念。扭矩儲(chǔ)備系數(shù)：

適應(yīng)性系數(shù):

式中:Ttqmax—外特性曲線上的最大扭矩（N?m）；Ttq—標(biāo)定工況下的扭矩(N?m)。當(dāng)前48頁，總共80頁。μ或K值大，表明兩扭矩之差（Ttqmax-Ttq）值大，即隨著轉(zhuǎn)速的降低，扭矩Ttq增加較快，從而在不換檔的情況下，爬坡能力、克服短期超載能力強(qiáng)。汽油機(jī)μ=10％～30％，K＝l.2～1.4可以滿足汽車的使用要求。柴油機(jī)扭矩曲線平坦，若不予以校正，則μ值在5％～10％范圍，K值只有1.05左右，難以滿足汽車拖拉機(jī)的工作需要。當(dāng)前49頁，總共80頁。（二）轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)設(shè)備系數(shù)φn轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)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。

式中nB——標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速；ntq——最大扭矩轉(zhuǎn)速.最大扭矩轉(zhuǎn)速ntq越低，φn越大，車輛在不換擋的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻力增加的潛力越強(qiáng)。一般，汽油機(jī)φn=1.15~2.0，柴油機(jī)φn=1.5~2.0。當(dāng)前50頁，總共80頁。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(dòng)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7—10來解釋。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩與外界阻力矩在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(dòng)轉(zhuǎn)矩增大了ΔTtq1，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低了Δn1。這說明駕駛員不用操作，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)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。當(dāng)前51頁，總共80頁。對于柴油機(jī)，其速度特性如圖中曲線Ⅱ，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(Δn2＞Δn1)而轉(zhuǎn)矩增大的幅度并不大(ΔTtq2＜ΔTtq1)。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(huì)超速或飛車。柴油機(jī)的調(diào)節(jié)過程與裝置則與汽油機(jī)有明顯的不同，需要采用專門設(shè)計(jì)的調(diào)速器。當(dāng)前52頁，總共80頁。當(dāng)柴油機(jī)用于汽車動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)所要克服的阻力矩變化很大，經(jīng)常會(huì)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(dòng)能儲(chǔ)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(dòng)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(chǔ)備，以克服短期過載。當(dāng)前53頁，總共80頁。

（三）柴油機(jī)扭矩特性的改善柴油機(jī)扭矩儲(chǔ)備系數(shù)小的根本原因是由噴油泵速度特性決定的。因此，柴油機(jī)中都采用油量校正裝置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(dòng)機(jī)在標(biāo)定工況下工作時(shí)，如果轉(zhuǎn)速因外界阻力矩不斷增加而下降，則噴油泵能自動(dòng)增加循環(huán)供油量，以增大低速時(shí)的扭矩，提高扭矩儲(chǔ)備系數(shù)。當(dāng)前54頁，總共80頁。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轉(zhuǎn)速n反饋當(dāng)前55頁，總共80頁。調(diào)速器構(gòu)造原理離心推力彈簧彈力當(dāng)前56頁，總共80頁。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(dòng)板驅(qū)動(dòng)板供油拉桿分泵柱塞供油量轉(zhuǎn)速當(dāng)前57頁，總共80頁。起動(dòng)工況調(diào)速器工作原理起動(dòng)彈簧校正彈簧拉桿移動(dòng)總量當(dāng)前58頁，總共80頁。超負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理校正彈簧受壓縮

發(fā)動(dòng)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。當(dāng)前59頁，總共80頁。小負(fù)荷工況調(diào)速器工作原理

額定工況下，發(fā)動(dòng)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。供油減小量當(dāng)前60頁，總共80頁。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)荷工況起動(dòng)工況校正彈簧起動(dòng)彈簧離心飛球怠速彈簧油門調(diào)節(jié)臂分泵柱塞當(dāng)前61頁，總共80頁。

校正方法：（1）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)。

（放在本章第六節(jié)中）。當(dāng)前62頁，總共80頁?！?-4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1、提高工作穩(wěn)定性發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界阻力矩相等，如圖6－26中的A點(diǎn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線能隨轉(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)，這種曲線便具有自動(dòng)保持穩(wěn)定工作的能力，當(dāng)前63頁，總共80頁。§6-4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1、提高工作穩(wěn)定性發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作的條件是其發(fā)出的扭矩與外界阻力矩相等，如圖6－26中的A點(diǎn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線能隨轉(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)，這種曲線便具有自動(dòng)保持穩(wěn)定工作的能力，

如果扭矩曲線變化平緩，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，難以滿足正常工作的需要。這樣曲線實(shí)際上不具備自動(dòng)保持穩(wěn)定工作的能力，如圖6-26b所示。由速度特性曲線可知，汽油機(jī)工作穩(wěn)定性好，而柴油機(jī)較差。當(dāng)前64頁，總共80頁?！?-4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1、提高工作穩(wěn)定性總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴油機(jī)上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自動(dòng)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圍內(nèi)穩(wěn)定工作。當(dāng)前65頁，總共80頁。2、防止發(fā)動(dòng)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，就可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很快上升，甚至超過允許的限度，即所謂飛車。

①排氣冒黑煙;柴油機(jī)：超速n↑↑→α↓↓

②零件過熱;③由于運(yùn)動(dòng)件較重慣性↑↑→

引起零件損壞。汽油機(jī)：轉(zhuǎn)速升高時(shí)ηv↓↓→Ttq↓↓→超速不會(huì)過高；超速時(shí)混合氣成分變化不大，對工作過程影響較?。贿\(yùn)動(dòng)零件輕巧，所以短時(shí)間超速的危害不大，常允許超速10％。當(dāng)前66頁，總共80頁。

3、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(dòng)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關(guān)系。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)速升高而迅速下降。這時(shí)，如果平均機(jī)械損失壓力稍有變化,引起轉(zhuǎn)速變化是不大的，可以認(rèn)為是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)前67頁，總共80頁。3、保證怠速穩(wěn)定汽油機(jī)怠速柴油機(jī)怠速當(dāng)前68頁，總共80頁。3、保證怠速穩(wěn)定總之，為了怠速穩(wěn)定和高速不飛車，在柴油機(jī)上必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可以根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自動(dòng)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圍內(nèi)穩(wěn)定工作。當(dāng)前69頁，總共80頁。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)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

當(dāng)前70頁，總共80頁。各組成件的作用可概括如下。（1）轉(zhuǎn)速給定元件駕駛員根據(jù)所需轉(zhuǎn)速，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速手柄1（實(shí)際即油門）可將調(diào)速彈簧2壓縮到不同位置，以調(diào)整彈簧預(yù)緊力，在彈簧作用下，托板6向右移動(dòng)。（2）轉(zhuǎn)速變化的感受元件根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化，由噴油泵凸輪軸帶動(dòng)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。（3）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(dòng)，而其移動(dòng)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心力的平衡。推力盤5與油量調(diào)節(jié)拉桿4連在一起，所以盤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。當(dāng)前71頁，總共80頁。（二）調(diào)速特性當(dāng)前72頁，總共80頁。

三、兩級(jí)式調(diào)速器及調(diào)速特性

兩級(jí)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(dòng)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(jí)式調(diào)速器。（一）調(diào)速器工作原理

當(dāng)前73頁，總共80頁。（二）調(diào)速特性對于一般汽車來說，行駛阻力變化幅度較小而且緩慢，但車速卻需不斷變化，加上車身的振動(dòng)，油門踏板不可能穩(wěn)定在一個(gè)確定位置，汽車慣量又大，所以由駕駛員不斷調(diào)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)，可以保持汽車相當(dāng)穩(wěn)定地行駛。當(dāng)前74頁，總共80頁。四、調(diào)速器的工作指標(biāo)：1.調(diào)速率①瞬時(shí)調(diào)速率:轉(zhuǎn)速波動(dòng)相對于全負(fù)荷轉(zhuǎn)速的變化范圍。②穩(wěn)定調(diào)速率:表示過渡過程中轉(zhuǎn)速波動(dòng)的瞬時(shí)增長百分比。

式中:

n1——突變負(fù)