第六章-發(fā)動機特性匯總

第六章發(fā)動機特性§6-1發(fā)動機工況和性能指標(biāo)分析式一發(fā)動機工況在緒論中我們已經(jīng)介紹過工況的概念。有效功率Ne和轉(zhuǎn)速n決定了發(fā)動機的工作運行情況。工況—Ne，轉(zhuǎn)速n。發(fā)動機的工況分為點工況、線工況和面工況。二發(fā)動機性能指標(biāo)分析式12345§6-2發(fā)動機速度特性發(fā)動機節(jié)氣門開度（或油門開度）不變，發(fā)動機性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。如：汽車爬坡或阻力變化時,節(jié)氣門（或油門）開度不變,n隨外界負(fù)荷的變化而變化。外界負(fù)荷大,n,外界負(fù)荷小,n,這時發(fā)動機沿速度特性工作。一汽油機的速度特性（一）定義汽油機節(jié)氣門開度固定不變，汽油機性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。外特性（全負(fù)荷的速度特性）—節(jié)氣門全開（100%）,測得的速度特性。部分速度特性—節(jié)氣門固定在部分開啟位置,測得的速度特性。（二）外特性曲線1Me曲線ng（不多）（1）—n氣流慣性；n節(jié)流損失。（2）—n氣流運動混合氣形成改善；n燃燒時間，燃燒惡化。（3）—n。（4）Me—低速時:n使Me變化不大,略有；高速時:n使Me。置時,測得的速度特性。（二）標(biāo)定功率對于非增壓發(fā)動機來說,最大功率要受到平均有效壓力和轉(zhuǎn)速兩方面的限制。一臺發(fā)動機的功率究竟標(biāo)定多大才適合,這要根據(jù)發(fā)動機特性和具體用途、使用特點及壽命和可靠性要求而人為確定,根據(jù)我國情況,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了發(fā)動機標(biāo)定功率分為下列四級115分鐘功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)15分鐘的最大有效功率。21小時功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)1小時的最大有效功率。312小時功率—允許發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)12小時的最大有效功率。4持續(xù)功率—允許發(fā)動機長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大有效功率。每臺發(fā)動機都應(yīng)按用途在銘牌上標(biāo)明上述四種功率的兩種及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。車用—常用15分鐘,1小時或12小時功率中的兩種作為銘牌功率。作為特性實驗時,應(yīng)把兩種標(biāo)定功率的外特性全做出來。國家規(guī)定：車用柴油機,除作外特性外,還應(yīng)作標(biāo)定功率的90%,75%,50%,25%的部分速度特性實驗。一般柴油機只作外特性就可以了。時間越短,功率值應(yīng)越大。如：15分鐘功率比12小時功率大。（三）外特性曲線1Me曲線（1）—n；n。（2）g—ng（油泵速度特性）。（3）—ng，。（4）—n；n燃燒時間，。（5）—n。（6）Me—,不如快,使曲線平緩。2Ne曲線Me曲線平緩—Me基本是常數(shù)，則nNe—幾乎是成直線關(guān)系。3曲線低速時:n，ge（不大）；高速時:n，ge。有一個對應(yīng)的n,整個曲線變化不大。4GT曲線低速時:n，GT；高速時:n，GT。整個GT曲線較陡。（四）扭矩儲備系數(shù)和適應(yīng)性系數(shù)K,Kn時,Me快不換檔情況下,克服短期超載能力強?！?-3發(fā)動機負(fù)荷特性一汽油機的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速n不變，發(fā)動機的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系。如:在不換檔情況下，汽車上坡時加大油門，下坡時關(guān)小油門，而維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速n不變，這時發(fā)動機沿負(fù)荷特性工作。（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，汽油機的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷—節(jié)氣門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線1曲線負(fù)荷節(jié)氣門開度,—曲線陡。負(fù)荷為發(fā)出最大功率<1,燃燒不完全。2曲線負(fù)荷負(fù)荷，開度70～80%時化油器中省油器（或多腔分動化油器的副腔）開始起作用,使混合氣變濃,=0.8～0.9。二柴油機的負(fù)荷特性（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，柴油機的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷—油門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線1，曲線負(fù)荷g燃燒完全程度。負(fù)荷g,基本不變。2曲線負(fù)荷g，。負(fù)荷g燃燒惡化，。若負(fù)荷冒黑煙、積炭,發(fā)動機過熱,故障,壽命。3曲線上的特征點1點—。2點—排黑煙,冒煙界限點。標(biāo)定功率的選擇：車用柴油機—定在冒煙界限處，即2點。拖拉機柴油機—定在冒煙界限2點以內(nèi)。3點—點。過3點—，。選擇氣道、燃燒室結(jié)構(gòu),調(diào)整燃料供給系統(tǒng),常以負(fù)荷特性作為標(biāo)準(zhǔn)。三汽油機與柴油機負(fù)荷特性曲線分析1同一n下：（1）經(jīng)濟(jì)性好。（2）曲線平緩—負(fù)荷變化較廣時,能保持較好的經(jīng)濟(jì)性。柴油機比汽油機低,且曲線平緩。所以，柴油機的經(jīng)濟(jì)性比汽油機的好。2從負(fù)荷特性曲線可知,小負(fù)荷時,。所以，在功力性滿足的前提下,不宜裝功率過大的發(fā)動機,以求—避免大馬拉小車。3全面評價經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)作出不同n下的許多負(fù)荷特性曲線—萬有特性曲線?！?-4發(fā)動機萬有特性一特性曲線外特性曲線—A－B－C－D。A：調(diào)速手柄最大位置，外界阻力矩R=0，最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點。B：發(fā)動機標(biāo)定功率點，。C：最大或Me點,由此可得扭矩儲備系數(shù)和適應(yīng)性系數(shù)K。D：外特性上最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速點。最低空轉(zhuǎn)點—怠速點,圖中未標(biāo)出。二曲線的制?。ㄒ唬┑惹€—作圖法1在－n圖上畫出A－B－C－D外特性曲線—等曲線不能超出此范圍。2－n圖上的縱坐標(biāo)與－圖上的縱坐標(biāo)比例尺必須相同。3在－圖上做出數(shù)條負(fù)荷特性曲線，做直線—等曲線與這些負(fù)荷特性曲線相切、相交于一點或兩點。從相切、相交點引平行線至－n圖。從－n圖上的相應(yīng)n點引垂直線與平行線相交。用光滑曲線連接－n圖上的這些交點，即為萬有特性曲線的等曲線。（二）等曲線—解析法取一個Ne值,可以做出一條曲線—等Ne曲線，再取一個Ne值,又可以做出一條等Ne曲線…等Ne曲線為一組雙曲線。三分析1最內(nèi)層的等曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域。曲線越向外,越大。2若曲線沿橫向較長,則說明在負(fù)荷變化不大,而n變化較大的范圍內(nèi),變化較小。適于車用,其最經(jīng)濟(jì)區(qū)大約在萬有特性曲線的中間偏上位置。若曲線沿縱向較長,則說明在n變化不大,而負(fù)荷變化較大的范圍內(nèi),變化較小。適于拖拉機用,其最經(jīng)濟(jì)區(qū)大約在萬有特性曲線的上部。3若萬有特性不能滿足使用要求,則需調(diào)機或重新選機?！?-5發(fā)動機調(diào)速特性一裝調(diào)速器的必要性為防止高速飛車和低速熄火。二全程式調(diào)速器在整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)，調(diào)整扭矩特性。（一）工作原理調(diào)速飛球在推力盤上的導(dǎo)向槽中滾動,兩球始終相觸,右邊推力盤沒有左右向移動,只有轉(zhuǎn)動。共有12個飛球,一邊6個,一共3付。1當(dāng)發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速n下運行時,飛球受離心力作用,對推力盤有一正壓力,水平方向分力與彈簧力相平衡,油門拉桿固定在推力盤5上,轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這種狀態(tài)下。n小球受離心力作用加大,對推力盤的正壓力加大當(dāng)外界負(fù)荷使推力盤5帶動油門拉桿向左移動供油量g，轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這一新的狀態(tài)下。n供油量g。2調(diào)速手柄1調(diào)整彈簧2的預(yù)緊力彈簧力平衡點變化調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速值改變。一定的預(yù)緊力對應(yīng)于一定的轉(zhuǎn)速范圍。因此，在整個發(fā)動機工作范圍內(nèi)，均可調(diào)整扭矩特性。調(diào)速手柄受到怠速螺釘8和限速螺釘9的限制,也就限制了柴油機的最高和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。1.調(diào)速手柄2.調(diào)速彈簧3.固定螺母4.油量調(diào)節(jié)拉桿5.推力盤6.調(diào)速飛球7.油調(diào)節(jié)螺釘8.怠速螺釘9.限制螺釘（二）特性曲線—大,—小,—=0,、K調(diào)速較大,多用于拖拉機上。三兩極式調(diào)速器為防止高速飛車和低速熄火。（一）工作原理1控制怠速轉(zhuǎn)速,ng，不致過低而造成熄火。n受軟彈簧作用，W下行帶動1點下行2為支點，由杠桿原理3點左移4點左移，由4’點4點5為支點，6點右移由6’點6點gn回升,不致熄火。nW上行,當(dāng)W接觸到硬彈簧后,由于力大,使W停止上行,g不再,調(diào)速器失去作用,發(fā)動機按外特性穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。2限制飛車,ng，不致過高而造成飛車。n離心力大于和聯(lián)合預(yù)緊力，W帶動1點上行3點右行4點右行6點左行g(shù)n回降,不致飛車。5點的左右移動取決于發(fā)動機的負(fù)荷,負(fù)荷5點右移。（二）特性曲線Me曲線頭段和末段調(diào)速器起作用曲線的作用點取決于彈簧和的預(yù)緊力，調(diào)速器本身不用換檔。因此，中段曲線為柴油機的外特性曲線。四調(diào)速器的工作指標(biāo)（一）調(diào)速率1穩(wěn)定調(diào)速率—突變前發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—突變后發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—發(fā)動機的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。反應(yīng)Me曲線陡緩程度。小Me曲線陡轉(zhuǎn)速回復(fù)到穩(wěn)定點的能力強。規(guī)定：農(nóng)灌及工程機械要求：<8%汽車、拖拉機10%發(fā)電機<5%2瞬時調(diào)速率—外界阻力突變前發(fā)動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—外界阻力突變時發(fā)動機的最大或最小瞬時轉(zhuǎn)速；—發(fā)動機的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。表示n波動的大小大轉(zhuǎn)速波動大,易游車。一般10～12%；發(fā)電機<5%（二）不靈敏度—負(fù)荷時,調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；—負(fù)荷時,調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；n—平均轉(zhuǎn)速。E—推力盤上的推力；R—推力盤上的摩擦力。取決于摩擦力。轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差；調(diào)速器失靈,易飛車。n一般：1.2～2%；轉(zhuǎn)速低時,10～13%?！?-6大氣修正大氣溫度t大氣壓力p吸入氣缸內(nèi)干空氣量Ne,我國標(biāo)準(zhǔn)：t=25[℃]；p=100[kpa]；[kpa]。其中—該地飽和蒸汽壓力。換算方法：功率校正系數(shù)以是用來求得發(fā)動機在C5.2條規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率。式中——校正功率（即標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率）；a——校正系數(shù)； ——實測功率（試驗功率）。試驗大氣狀態(tài)：（1）溫度：點燃式發(fā)動機：288K≤T≤308K；柴油機：283K≤T≤313K

（2）氣壓：80kPa≤ρs≤110kPa一、自然吸氣式或增壓點燃式發(fā)動機校正系數(shù)式中：——試驗時干空氣壓；T——試驗時進(jìn)氣溫度，[K]。試驗室應(yīng)滿足的條件：若超過此限值，在試驗報告中應(yīng)給出所得到的校正系數(shù)值，并精確地說明試驗狀態(tài)（溫度和壓力）。二、柴油機的校正系數(shù)式中：——大氣因子；——每種發(fā)動機型式和調(diào)整的特性參數(shù)。（一）大氣因子此因子指出環(huán)境狀況（壓力、溫度和濕度）對發(fā)動機吸入空氣的影響。大氣因子公式隨發(fā)動機型式不同而