发动机原理发动机特性

研究方法：性能指标随发动机工况变化特性来研究 一、发动机工况 ➢ 指发动机运行状态，常用转速n和负荷表示。 • 转速：表征发动机的工作频率挡位&车速； • 负荷：表征发动机对外做功能力加速踏板：Ttqpme ➢ 发动机输出功率：Pe Ttq n ➢功率相同，工况不同燃烧过程不同性能不同
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定义：发动机的实际运转情况。
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根据内燃机产品的使用特点，在内燃机的铭 牌上一般应标明上述四种功率的一或两种功 率及其对应的转速。同时，内燃机的最大供 油量限定在标定功率的位置上。对于同一种 发动机，用于不同场合时，可以有不同的标 定功率值，其中，15min功率最高，持续功率 最低。
车用 — 常用15分钟, 1小时或12小时功率中的 两种作为铭牌功率。
Pe
Hale Waihona Puke Baidu
inPmeVs
30
nTe 9550
实际上，发动机工况就是研究不同运转情况下，其功率、
转矩和转速三者间的变化关系。
1、发动机工况的分类
（1）第一类工况（负荷、转速基本不变）
（2）第二类工况（负荷变化但转速基本不变） （3）第三类工况（负荷、转速在宽广的范围内变化）
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发动机运行工况(operating condition)：负荷Ttq,pme(Pe) vs 转速n
如 汽车：
点工况排灌 P e Pe Kn3 3
1恒速
➢ n取决于车辆行驶速度；
➢ Pe取决于行驶阻力阻力和
道路情况 。
n
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1.发动机的工况分类
第—类工况，其特点是发 动机的功率变化时，转速 几乎保持不变。该工况又 被称为固定式内燃机工况。 线工况。点工况
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第二类工况，其特点是内燃 机的功率与转速接近于幂函 数关系，如图中的曲线2示的 三次幂函数( Pe n3)。当内燃 机作为船用主机驱动螺旋桨 时，内燃机所发出的功率必 须与螺旋桨吸收的功率相等， 而吸收功率又取决于螺旋桨 转速的高低，且与转速成幂 函数关系，这样，内燃机功 率就呈现一种十分有规律的 变化。该类工况常被称为螺 旋桨工况或推进工况，也属 于线工况。
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发动机的台架试验：测试发动机的主要性能指标
➢冷却系统
➢油耗仪： 测油耗
➢测功器： 测转矩
转速表
排放 分析仪
➢基础：振幅 ≯0.05~0.1mm
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(3) 面工况：汽车；拖拉机 a — 最大功率限制线 b — 最高转速限制线 c — 最低稳定转速限制线 d — 怠速线 e — 倒拖线
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2、车用发动机的工况范围 （1）上边界线a:
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第三类工况，其特点是功率 与转速都在很大范围内变化， 它们之间没有特定的关系。 汽车及其他陆地运输用内燃 机，都居于这种工况。此时， 内燃机的转速决定于行驶速 度、可以从最低稳定转速一 直变到最高转速；负荷取决 于行驶阻力，在同一转速下， 可以从零变到全负荷。内燃 机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域， 相应的上况区域称为面工况。
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(3)12h功率
这一功率为内燃机允许连续运转12h的最大有 效功率，适用于需要在12h内连续运转而又需 要充分发挥功率的拖拉机、移动式发电机组、 铁道牵引等用途的内燃机。
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(4)持续功率
这一功率为内燃机允许长期连续运转的最大 有效功率，适用于需要长期连续运转的固定 动力、排灌、电站、船舶等用途的内燃机。
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除持续功率外，其他几种功率均具有间歇 性工作的特点，故常被称为间歇功率。对 间歇功率而言，内燃机在实际按标定功率 运转时，超出上述限定的时间并不意味着 内燃机将被损坏，但无疑将使内燃机的寿 命与可靠性受到影响。
(1) 点工况：抽水机 ① (2) 线工况：发电机组② ；船 舶发动机 ③ (3) 面工况：汽车；拖拉机
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根据工作机械不同，发动机工况分类为三种：
1. 恒速工况：发动机转速始终保持不变；
功率随负荷变化。发电用发动机
2. 线工况：Pe=f(n)的工况，螺旋桨工况。
3. 面工况：Pe和n都相对独
立变化，无约束关系。
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*思考：人为规定就会存在可高可低的情况，那么汽 车用发动机与工程机械用发动机标定时应如何考虑？
我国四个等级的发动机功率标定：
1、15分钟功率 2、1小时功率 3、12小时功率 4、持续功率
汽车、快艇等 工程机械、船舶等 机车、移动发电机组等 农用机械、固定发电机组等
需要注意的是：实际使用过程中，发动机功率超出标 定功率或标定功率下超出规定的时间，并不意味着发动机 就会损坏。
第七章 发动机的特性
第一节 发动机的特性概述 第二节 发动机的负荷特性 第三节 发动机的速度特性 第四节 发动机的转矩适应性 第五节 车用柴油机的调速特性 第六节 发动机的万有特性
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第一节 发动机特性概述
研究发动机特性的目的： 评价发动机性能，为正确选用动力源提供依据； 为进一步改进发动机性能提供有效途径。
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(1)15min功率
这一功率为内燃机允许连续运转15min的 最大有效功率，适用于需要较大功率储备或 瞬时需要发出最大功率的轿车、中小型载货 汽车、军用车辆、快艇等用途的内燃机。
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(2)1h功率
这一功率为内燃机允许连续运转1h的最大有 效功率，适用于需要一定功率储备以克服突 增负荷的工程机械、船舶主机、大型载货汽 车和机车等用途的内燃机。
二、发动机功率的标定
标定功制率造：厂根据发动机的使用要求（用途、寿命、 可靠性、使用条件等），人为规定的该发动机在标况下 允许输出的最大功率。
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发动机功率标定
内燃机的功率标定，是指制造企业根据内燃 机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件 等要求，人为地规定该产品在标准大气条件 下所输出的有效功率以及所对应的转速，即 标定功率与标定转速。世界各国对标定方法 的规定有所不同。按照国家标准GBll05—— 87《内燃机台架性能试验方法》规定，我国 内燃机的功率可以分为四级：
最大油门位置时，不同转 速下发动机所能发出的最大功 率，是发动机功率的极限。
（2）右边界线b: 发动机所能承受的最高转速
极限。
（3）左边界线c: 发动机能稳定运转的最低转速。
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（4）水平边界d 不同油门位置的怠速特性，
即发动机指示功率与机械损失 功率相等（Pe=0）。 （5）下边界e
发动机停机后倒拖特性（下 坡时的制动能力）。