第八章 发动机的特性汇总
第8章 发动机的特性
第8章 发动机的特性1.什么是发动机的工况?工况—以发动机的功率和转速表示的发动机的运行情况的简称.2.什么是发动机的特性？发动机的特性—发动机的性能指标随调整情况和运转工况变化而变化的关系。
特性用曲线表示，成为特性曲线。
调整特性—随调整情况而变化的关系。
（供油提前角调整特性、点火提前角调整特性、化油器调整特性等）性能特性—性能指标随发动机工况而变化的关系。
（负荷特性、速度特性、万有特性、空转特性等，速度特性又包括外特性和部分速度3.发动机的性能指标有哪些，它们分别与工作过程参数有怎样的关系？平均有效压力：有效功率：有效转矩：有效燃油消耗率:：每小时耗油量：4.什么是发动机的负荷特性？在发动机转速不变时，经济性指标随负荷而变化的关系。
以曲线表示，则称为负荷特性曲线。
当汽车以一定的速度沿阻力变化的道路行驶时，就是这种情况。
此时必须改变发动机油门来调整有效转矩，以适应外界阻力矩的变化，保持发动机转速不变；当转速不变时，有效功率Pe 与有效转矩Ttq 、平均有效压力pme 互为正比，因此负荷特性横坐标——负荷可用Pe 、 Ttq 或pme 表示；纵坐标主要是每小时燃料消耗量B 或燃料消耗率be 。
5.什么是汽油机的负荷特性，如何测取？汽油机的转速保持不变，逐渐改变节气门开度（同时调节测功器负荷以保持转速不变），每小时耗油量B 和耗油率be 随功率Pe （或转矩Ttq 、平均有效压力pme ）变化而变化的关系。
（汽油机的负荷调节是“量调节”） c m it me k p φηφη⋅⋅⋅=a n k P m it c e ⋅⋅⋅⋅=ηηφφa 1m it ctq k T ηηφφ⋅⋅⋅=a 2mit e k b ηη⋅⋅=13n k B c ⋅⋅=a4φφ测取方法：测取前应将混合气浓度、点火提前角调整好；测取时应按规定保持冷却水温、润滑油温度在最佳状态；调节测功器负荷，改变节气门开度，维持转速一定；测量各稳定工况下的燃料消耗率、耗油量、及烟度、排气稳温度等参数值。
第八章 柴油机特性
第八章柴油机特性2022柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.而工况D.应急柴油机工况2022柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况2022柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为A.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急发电机工况2023*固定喷油泵油量调整机构，用转变负荷的方法来转变柴油机转速，这样，测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律称为oA.调速特性B.速度特性C.推动特性D.负荷特性2024*在转速保持不变的状况下，柴油机的各项主要性能指标和工作参数随负荷而变化的规律，称为。
A.速度特性B.推动特性C.负荷特性D.限制特性2025*柴油机依据螺旋桨特性工作时，各主要性能指标和工作参数随转速而变化的规律，称为OA.速度特性B.推动特性C.负荷特性D.限制特性2026*直接带动螺旋桨的柴油机，其运转特性为oA.推动特性B.负荷特性C.速度特性D.调速特性2027柴油机的负荷特性是在下述条件下测试的。
A.转速不变，转变柴油机的负荷B.功率不变，转变柴油机的转速C.油门不变，转变外负荷D.扭矩不变，转变油门2028柴油机的速度特性是在下述条件下测试的。
A.转速不变，转变柴油机的负荷B.功率不变，转变柴油机的转速C.油门不变，转变外负荷D.扭矩不变，转变油门2029用于驱动应急空压机的柴油机工况为oA.发电机工况B.螺旋桨工况C.面工况D.应急柴油机工况2030在船舶上按面工况工作的柴油机有o①主机；②发电柴油机；③驱动应急空压机的柴油机；④应急发电机；⑤救生艇柴油机。
A.①+②+③B.①+③+⑤C.①+③+④+⑤D.①+②+③+④+⑤2031喷油泵油量调整机构固定在标定工况下供油位置上，用转变负荷的方法来转变转速，这样测得主要性能指标和工作参数随转速的变化规律，称为。
《发动机的特性》课件
从根本上解决发动机的排放问题。
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燃油消耗率
表示发动机每千瓦时消耗的燃油量， 单位为克每千瓦时（g/kW·h）。燃油 消耗率越低，发动机的经济性越好， 车辆的油耗越低。
排放性能
机油消耗率
表示发动机每千瓦时消耗的机油量， 单位为毫升每千瓦时（ml/kW·h）。 机油消耗率越低，发动机的润滑效果 越好，磨损越小。
表示发动机排放废气的质量，单位为 克每千瓦时（g/kW·h）。排放性能越 低，发动机对环境的影响越小。
通过精确控制燃油喷射和点火时刻，降低燃油消耗和减少有害物质 生成。
发动机燃烧优化技术
通过优化发动机的燃烧过程，提高燃油利用率，减少有害物质生成 。
排放法规与标准
欧共体法规
对汽车尾气排放设定了严 格的限制，要求汽车制造 商必须遵守。
美国环保局标准
对在美国销售的汽车尾气 排放设定了限制，要求汽 车制造商必须遵守。
02 发动机的工作原理
四冲程内燃机工作原理
吸气冲程
进气门打开，活塞向下 移动，吸入空气和燃料
混合物。
压缩冲程
进气门和排气门关闭， 活塞向上移动，压缩空
气和燃料混合物。做Fra bibliotek冲程火花塞点燃压缩混合物 ，产生高温高压气体，
推动活塞向下移动。
排气冲程
排气门打开，活塞向上 移动，排除燃烧后的废
气。
外燃机工作原理
燃油经济性
在一定转速和功率下，发动机每单位功率的 燃油消耗量。
燃油消耗率曲线形状
反映了发动机在不同转速和功率下的燃油经 济性表现。
最低燃油消耗率转速
对应于燃油消耗率曲线的最低点，是发动机 最省油的转速。
扭矩曲线
发动机原理发动机特性课件
发动机的运行情况，是以其发出的功率Ne和转速n来表 示。常见的发动机工况有面工况、点工况、线工况等。
发动机原理发动机特性课件
发动机特性：
发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的 关系。 其中随调整情况而变化的关系称为调整特性 如：柴油机供油提前角调整特性
汽油机点火提前角调整特性
随运转情况而变化的关系称性能特性(或使用特性) 发动机主要特性包括：负荷特性、速度特性、调
发动机原理发动机特性课件
2、找出提高汽车经济性的途径
提高汽车的负荷率。
在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的 负荷率，选用功率较小的发动机。
3、柴油机功率标定
对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限 点2；
对工程机械用柴油机，其功率标定在最低 油耗点1。
发动机原理发动机特性课件
第二节 速度特性
定义：
柴油机排放万有特性
发动机原理发动机特性课件
发动机原理发动机特性课件
图6-17 燃油的喷射过程
发动机原理发动机特性课件
性 能 指 标
发动机原理发动机特性课件
（二）曲线特性：
（1）主要工作参数的变化
发动机原理发动机特性课件
（2）ge=f（Ne)曲线的变化
怠速时:
m=0, ge=;
(m=1-Nm/Ni)
负荷↑：
↓，燃速↑-ηi↑ 机械损失相对↓-ηm↑ →ge↓直至gemin。
负荷再增加, α↓-ηi↓ ge又上升。
3、做法：柴油机通常通过负荷特性法做出万有特 性图，而汽油机通常用速度特性法做出万有特性 图。
发动机原理发动机特性课件
4、意义：
（1）根据万有特性图，可以看出发动机在各 种工况下的经济性。最内层的等油耗曲线相 当于最经济的区域，曲线越向外，经济性越 差。
发动机的特性
（一）外特性曲线变化趋势
1．扭矩曲线变化趋势 柴油机的转矩曲线比汽油机 平坦。其变化趋势，很大程 度上决定于每循环供油量随 转速变化的情况。 柴油机的有效转矩Me主要 取决于每循环供油量Δge (Δ b)、指示热效率ηi，和机械 效率ηm
= Ttq K 2ηitηm ∆b
柴油机的外特性曲线
每循环供油量Δge随柴油机转 速变化的情况由喷油泵的速度 特性决定，在没有油量校正装 置时, Δge随n的提高而逐渐增 加。 指示热效率ηi和机械效率ηm随 转速的变化规律与汽油机基本 相同，只是ηi变化较平坦。
第三类工况：面工况 （车用工况），图中 阴影面；
应用于汽车 车速取决于发动机转 速, 转速可以从最低稳 定转速到最高转速之 间变化； 发动机功率取决于运 行中遇到的行驶阻力， 如质量、速度和路面 情况等。
倒拖功率
汽车下坡发动机制动，发动机 由汽车传动装置倒拖而做负功
发动机的功率标定
（一）外特性曲线
1．扭矩曲线变化趋势 随着转速n的增加，转矩 Ttq(或者Me)逐渐增大，出现 最大转矩Ttqmax后逐渐下降， 且下降程度越来越大。曲线 呈上凸形状。
汽油机的外特性曲线
一汽大众迈腾1.8TSI发动机
发动机特性曲线
一汽大众迈腾1.8TSI发动机主要技术参数
发动机代码 排放标准 排量(升） 功率 扭矩 缸径 冲程 压缩比 每缸气门数 燃油 喷射控制单元 爆震控制 空燃比控制 三元催化器 可变进气相位 二次空气系统 电子节气门 增压 点火顺序 总重 BYJ EURO IV 1.798 118KW（160）/5000~6200RPM 250NM/1500~4200RPM 82.5 84.2 9.6:1 4 RON 95、91 MED17.5 有 1 有 有 无 有 有 1－3－4－2 144KG
发动机的特性
’ u a 2 Wu a C D Au a δ du fconα sinα 3600ηt 21.15W g dt
ua
三、内燃机与汽车的经济性匹配
汽车的经济性能是以汽车每行 驶百公里所消耗的燃油量（又 称使用油耗）g100(kg/100km)表 示，与发动机的经济性之间的 关系为
全程式调速器
两极式调速器
二、调速器的工作指标 1、调速率
(1)瞬时调速率
δ 1=（ 2- 1）/ b
n n n n
n n
(2)稳定调速率
δ 2=（ 3- 1）/ b
2、 不灵敏度 Ε =（n2-n1）/n
第六节 发动机的万有特性
万有特性的制取 万有特性图发动机与车辆的匹配
当油量控制机构在标定位置时， 测得的特性为全负荷速度特性 （简称外特性） 油量低于标定位置时的速度特 性，称为部分负荷速度特性
柴油机
汽油机
汽油机的速度特性与柴油机相 比，有如下差别 1)扭矩
汽油机的速度特性中主要参数 （有效转矩与燃油消耗率）的变 化趋势作如下分析
柴油机的各种负荷的转矩速度 特性曲线都比较平坦，在中、 低负荷区，转矩甚至随转速升 高而增大 汽油机速度特性转矩曲线总趋 势是随转速升高而降低，节气 门开度越小，这种降低的斜率 越大，并导致功率曲线呈上凸 形，随着节气门开度减小，相 应的最大功率和对应的转速降 低 柴油机的各种负荷的燃油消耗 率速度特性曲线都比较平坦， 仅在两端略有翘起，最经济区 的转速范围很宽 汽油机油耗曲线的翘曲度随节 气门开度减小而剧烈增大，相 应最经济区的转速范围越来越 窄
g 100
发动机特性
第9章发动机特性内容提要1 .发动机特性与特性曲线的含义、分类与意义2 .发动机调整特性的含义、分类与曲线3 .发动机负荷特性4 .发动机速度特性5 .发动机方有特性6 .发动机调速特性7 .发动机性能指标的校正9.1基本概念全面了解发动机在全部工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与修理发动机，都有很强的适用价值。
10.LI发动机特性与特性曲线1 .发动机特性发动机性能指标随调整状况及运转状况而变化的关系称为发动机特性。
发动机性能指标主要有功率、转矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等；调整状况主要指柴油机的供油提前角、汽油机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对发动机性能的影响；运转状况一般指发动机转速和负荷等。
2 .特性曲线为了直观显示发动机的特性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲i线。
图97为AUdi(奥迪)2.4L四缸5气式门汽油机的外特性曲线。
3 .发动机特性分类发动机特性分调整特性和性能特性两大类。
(1)调整特性指发动机的性能指标随调整状况而变化的关系。
如柴油机的供油提前角调整特性、汽油机的点火提前角调整特图9T发动机特性曲线性、汽油机的燃料调整特性等。
(Audi2.4L5气门V6汽油机外特性)(2)性能特性指内燃机的性能指标随运行工况而变化的关系。
如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。
9.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在特地的试验台（俗称发动机台架）上进行，图9-2显示了带水力测功器的试验台的基本组成。
它可以模拟发动机的实际工况，使其在要求的转速和负荷下工作，并可以同步测量发动机在各种工况下的功率、燃料消耗、废气排放、气缸压力等性能参数。
发动机特性试验，我国已有标准，需按有关标准，在规定的条件下进行。
9-水温传感器Io-油压传感器11-排温传感器12-气缸压力传感器13-油压传感器14-针阀升程仪15-电 荷放大器16-电荷放大器17-霍尔针阀传感器18-示 波器19-水力测功器20-转角信号发生器21-电荷放 大器22-A/D 转换板23-微机24-打印机25-显示器它是指在发动机转速肯定和油量掌握机构条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供油提前角变化而变化的关系。
发动机特性
发动机特性
一、概念：发动机的性能指标随着调整情况和使用工况而 变化的关系。特性用曲线表示称为特性曲线。 通过特性曲线可以分析在不同使用工况下，发动机特性 变化的规律及影响因素，评价发动机的性能，从而提出 改善发动机性能的途径。 1、发动机的性能指标： 1）动力性指标 有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩， 用Te表示。 有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率。用Pe表示。 Pe=Te*2πn/60 转速：n 2）经济性指标：燃油消耗率ge（发动机每发出1kw的功率， 在1h内所消耗的燃油质量）
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9
四、汽油机点火提前角的调整特性
• 节气门保持在全开位置，转速保持不变， 燃料供给系调整适当时，发动机的有效 功率和有效燃油消耗率随点火提前角变 化的关系，称为点火提前角调整特性。
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4
• 1、发动机外特性
• 当节气门保持开度最大时，所测得的速度特性，，称为发动 机的外特性。外特性代表了发动机所能达到的最高动力性和 经济性。一般发动机铭牌上标注的Pe，Me及相应的n都是以 外特性为依据。 有效转矩主要取决于指示热效率 ηi,，充气效率ηv，机械效率ηm， 随着n增大，热效率在某一中间 转速时最大，充气效率也在在某 一中间转速时最大，机械效率随 着n增大而明显下降。 所以，M曲线随着n增大，到达 一个中等转速时达到最大，然后 再减小。
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(2)线工况 当发动机发出的功率与曲轴转速之间有一定的函 数关系时，属于线工况发动机。 例如当发动机作为船用主机驱动螺旋桨时，发动机所发出的 功率必须与螺旋桨消耗的功率相等。电用的发动机，其负 荷变化没有一定的规律，然而发动机的转速必须保持稳定 ，以保证输出电压和频率的恒定，反映在工况图上就是一 条垂直线 • (3)面工况 当发动机作为汽车及其他陆地运输和作业机 械的动力时，它的转速取决于车辆的行驶速度，而它的功 率则取决于车辆的行驶阻力，而行驶阻力不仅与车辆的行 驶速度有关，更主要地取决于道路的情况或土壤的条件等， 功率都独立地在很大的范围内变化。这时，发动机的可能 工作范围就是它的实际工作范围。这种发动机称为面工况 发动机
汽车发动机的特性
μ或K值大，表明两扭矩之差 （Ttqmax - Ttq）值大，即随转速的降低， 扭矩Ttq增大越快，从而在不换档的情况 下，爬坡能力、克服短期超负荷的能力越 强。
汽油机：μ值在10%~30%范围，K值 在1.2~1.4。
柴油机：若不予以校正，则μ值只有
5%~10%范围，K值只有1.05左右，难以满 足车辆使用要求。
（2）测取：发动机台架试验。测取 前，应将点火提前角及化油器调整完好； 测取时，应按规定保持冷却水温度、润滑
油温度在最佳状态。
节气门全开时速度特 性称为外特性。节气门部分 打开时的速度特性称为部分 负荷速度特性。由于节气门 的开启可以无限变化，所以 部分负荷速度特性曲线有无 数条，而外特性曲线只能有 一条。
每循环放热量Q（kJ）为
Q vvs vh Lo
式中 ηv——充量系数； ρo——大气状态下空气密度（kg/m3）；
Vs——气缸工作容积（m3）； α ——过量空气系数； hu——燃料低热值（kJ/kg）； Lo——理论空气量（kg/kg）。
根据平均有效压力pme（kPa）的定义
pme
We vs
耗油率曲线的变化趋势 基本同外特性。当负荷为75% 左右时，曲线位置最低。
三、发动机扭矩特性 要求发动机的扭矩随转速的降低而增 加。 如当汽车上坡时，若油量调节拉杆已
达最大位置，但所发出的扭矩仍感不足， 车速就要降低，此时需要发动机随车速降 低而发出更大扭矩，以克服爬坡阻力。因 此，为表明发动机的性能，引入扭距储备 系数和转速储备系数的概念。
固定不动，柴油机性能指标（主要是功率 Pe、扭距Ttq、燃油消耗率b、每小时耗油 量B）随转速n变化的关系。
外特性：油量调节机构固定在标定循
环供油量位置时速度特性称为柴油机标定 功率速度特性。
发动机特性
课程内容概述
第一章 发动机原理基础知识 第二章 发动机的换气过程 第三章 汽油机的燃料与燃烧 第四章 柴油机的燃料与燃烧 第五章 燃气发动机的燃料与燃烧 第六章 发动机的特性 第七章 汽车的动力性 第八章 汽车的制动性 第九章 汽车的使用经济性 第十章 汽车的操纵稳定性 第十一章 汽车的舒适性 第十二章 汽车的通过性 第十三章 汽车性能的合理使用
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点火提前角调整特性
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不同转速点火提前角的调整特性
最佳点火提前角 随转速增加而增大
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不同转速点火提前角的调整特性
最佳点火提前角 随负荷增加而减小
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二、柴油机喷油提前角调整特性
定义:转速和油量调节机构位置
保持不变时，有效功率和有效燃 油消耗率随喷油提前角的变化规 律，称喷油提前角调整特性。 最佳喷油提前角 对应每一个工况，都有一最佳喷 油提前角。 在负荷一定时，喷油提前角应随 转速提高而增大。
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汽油机与柴油机负荷特性比较
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第四节
发动机的调整特性
一、汽油机点火提前角调整特性 二、柴油机喷油提前角调整特性 三、柴油机的调速特性
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一、汽油机点火提前角调整特性
定义：节气门保持全开、转速不变、燃料供给系为最佳时，
有效功率和有效燃油消耗率随点火提前角的变化规律，称点 火提前角调整特性。 最佳点火提前角： 对应每一个工况都有一个最佳点火提前角，在转速和负荷 变化时，最佳点火提前角相应改变。
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两极式调速特性
只在最低转速和最高转速时 起作用，防止怠速时熄火和 高速时飞车，而中间转速由 驾驶员来控制。 调速特性分析：
第八章发动机特性了解：柴油机调速器的原理。理解：发动机特性曲线
第八章发动机特性了解：柴油机调速器的原理。
理解：发动机特性曲线变化的原因。
掌握：汽、柴油机特性曲线的意义，实验方法。
发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系称为发动机特性。
随调整情况而变化的关系称为调整特性，如点火调整特性、燃料调整特性、喷油调整特性。
随运转情况而变化的称为使用特性，如速度特性、负荷特性。
第一节发动机的速度特性进气门开度一定或油量调节机构位置一定，发动机的性能指标（Me 、Ne、ge）随转速而变化的关系称为发动机的速度特性。
节气门开度最大或油量调节机构位置最大时，发动机的速度特性称为全负荷速度特性，或外特性，其它称为部分负荷速度特性。
因为外特性代表发动机最高性能，以研究外特性为最重要。
一、汽油机的外特性1、Me曲线Me∝p e∝k1.ηv/α .ηi.ηm汽油机在节气门开度不变而转速变化时，α基本不变.1）从低速到中速①进气滞后角逐渐相当，ηv↑。
②涡流↑燃速↑；散热与漏气损失↓，ηi↑。
③机械损失略有↑，ηm略有↓。
所以，Me↑到最大。
2）中速到高速①进气滞后角太大，惯性未利用，ηv↓。
汽油机的外特性曲线②燃烧所占曲轴转角增大，ηi↓。
③机械损失↑很多，ηm↓很大。
所以，Me开始↓。
2、Ne曲线Ne ∝Me 、n1）低速到中速n ↑ Me↑所以Ne↑迅速。
2）中速到高速n ↑ Me缓慢↓所以Ne↑到最大。
3）高速后n↑少 Me↓很多，所以Ne↓。
3、ge曲线ge∝1/ηiηm中速，ηi最大ηm最大，所以ge最小。
二、柴油机的外特性当油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的速度特性。
1、Me曲线Me∝∆g∙ηi∙ηm∆g：n↑喷油泵速度特性∆g↑中速较大ηi：中速最大ηm：中速较大所以，中速Me最大。
Me曲线较平坦：n↑↑∆g↑部分抵消ηi↓与ηm↓的影响。
2、Ne曲线Ne∝Menn↑ Me平坦，在一定的转速范围内，功率几乎与转速成正比增加，Ne↑。
3、ge曲线ge∝1/ηiηm中速，ηi最大ηm最大，所以ge最小。
发动机原理第八章发动机特性
柴油机经济性比汽油机好， gemin大约 低20-30%。
2、找出提高汽车经济性的途径
提高汽车的负荷率。 在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的 负荷率，选用功率较小的发动机。
3、柴油机功率标定
? ↓，燃速↑-ηi↑ 机械损失相对 ↓-ηm↑ →ge↓ 直至 gemin。 负荷再增加 , α↓-ηi↓ ge又上升。
负荷↑↑混合气量↑ α↓ 所以Gf↑
二、柴油机的负荷特性
（一）定义： 当柴油机保持转速不变，
改变循环供油量 ? g时，ge随 负荷而变化的关系。
性
ge
?
k1'
?
?i
1
?? m
汽油机点火提前角调整特性
随运转情况而变化的关系称性能特性(或使用特性 ) 发动机主要特性包括： 负荷特性、速度特性、调
速特性、万有特性、烟度特性、排放特性等。
第一节 负荷特性
定义：
转速不变时，其经济性指标随负荷而变化 的关系。
用曲线表示→负荷特性曲线。 负荷率：发动机发出的扭矩与在该转速下 最大扭矩之比，用百分数表示。
第三节 柴油机的调速特性
一、柴油机上安装调速性的必要性
1、怠速转速不稳； 2、怠速易熄火； 3、高速易飞车
造成上述问题的根本原因是Δg随转速的增加 而增加，所以调速器工作时，Δg应随转速的增 加而减少。
二、全程式调速器
1、定义：
从最低 转速到 最高转 速都起 作用的 调速器。
调速弹簧 加速
推力盘
一、汽油机的速度特性
（一）外特性
1 节气门开 、 度一定， 主 α基本不随 要 n而变化 工
发动机特性
Ttq:曲线呈上凸形状 曲线呈上凸形状
Pe: n↑ → Pe↑ Pe max ↑
be: 在某一中间转速时 出现最低值
部分负荷速度特性曲线 节气门开度愈小， 节气门开度愈小， 转矩随转速增加下 降愈快， 降愈快，最大转矩 点和最大功率点均 向低转速方向移动。 向低转速方向移动。
• 作 用：
由于负荷特性可以直观地显示发动机在不 同负荷下运转的经济性以及排温等参数， 同负荷下运转的经济性以及排温等参数，且 比较容易测定，因而在发动机的调试过程中， 比较容易测定，因而在发动机的调试过程中， 经常用来作为性能比较的依据。由于每一条 经常用来作为性能比较的依据。 负荷特性仅对应发动机的一种转速， 负荷特性仅对应发动机的一种转速，为了满 足实际应用的要求， 足实际应用的要求，需要测出不同转速下的 多个负荷特性曲线。根据这些特性曲线， 多个负荷特性曲线。根据这些特性曲线，可 以得到发动机的万有特性。 以得到发动机的万有特性。 万有特性
车用 — 常用15分钟 1小时或 小时功率中 常用 分钟, 小时或12小时功率中 分钟 小时或 的两种作为铭牌功率。作特性实验时, 的两种作为铭牌功率。作特性实验时 应把两 种标定功率的外特性全做出来。 种标定功率的外特性全做出来。 国家规定： 国家规定： 一般柴油机只作外特性即可。 一般柴油机只作外特性即可。 车用柴油机除外特性外, 车用柴油机除外特性外 还应作标定功率的 90%, 75%, 50%, 25%的部分速度特性实验。 的部分速度特性实验。 的部分速度特性实验
发动机的特性
汽车行驶时， 汽车行驶时，由于行驶速度与道路 阻力不断变化， 阻力不断变化，发动机的转速和负荷亦 相应变化，以适应汽车的需要。 相应变化，以适应汽车的需要。随着转 速和负荷的改变， 速和负荷的改变，发动机工作过程也会 发生变化。因此， 发生变化。因此，发动机在不同使用条 件下具有不同的动力性与经济性。 件下具有不同的动力性与经济性。
第八章发动机的特性
8.3 发动机的速度特性
四、外特性
当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大 供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性。 它表示发动机所能得到的最大动力性能。从外特性曲 线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩 以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书 上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率 和扭矩曲线。
发动机原理
第8章 发动机的特性
8.1 发动机的特性概述 8.2 发动机的负荷特性 8.3 发动机的速度特性 8.4 发动机的转矩适应性 8.5 车用柴油机的调速特性 8.6 发动机的万有特性
1
8.1 发动机的特性概述
汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。在许 多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输 出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映 发动机的上述指标。那么，这些发动机指标是怎样测出 来呢？ 当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基 本性能指标都会随着负荷的变化而变化。这些变化遵循 一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了 反映发动机特性的曲线图。根据发动机的各种特性曲线， 可以全面地判断发动机的动力性和经济性。反映发动机 运行状况常用速度特性曲线。
Pe ∝ T
tq
小 全负荷 中 小 全负荷 中
n
n
17
8.3 发动机的速度特性
二、汽油机的速度特性
汽油机速度特性的定义：节气门开度一定条件下的性能 指标与转速的变化关系。 1 汽油机速度特性曲线分析:
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8.3 发动机的速度特性
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二、发动机特性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动 力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、 经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反 映工作过程进行的完善程度指标(如指示热效 率、充量系数以及机械效率)等，就必须研究 内燃机的特性。
有关定义
所谓发动机的特性，就是指上述性能参数随 参数调整情况或运转工况变化的规律。
第八章
第一节 第二节 第三节 第四节
发动机的特性
发动机工况、性能指标与工作过程参数的关系 发动机的负荷特性 发动机的速度特性 柴油机的调速特性
第五节
第六节 第七节
发动机的万有特性
发动机有效功率和燃油消耗率的大气修正 发动机与动力装置的匹配
第一节
发动机工况、性能指标与工作过程参数的关系
一、发动机的工况 发动机实际运行的工作状况，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：
(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。
性能指标随调整情况变化的特性称为调整特 性，如点火提前角调整特性、供油提前角调 整特性等； 性能指标随运行工况变化的特性称为性能特 性，如负荷特性、速度特性和调速特性等。 用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价内燃机的一种简单、直观、方便的形式。
用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是
评价发动机性能的一种简单、方便、必不可少
的形式。
通过特性曲线可以分析在不同适用工况下 ，
发动机特性变化的规律及影响因素,评价发动机
性能，从而提出改善发动机性能的途径．
三、发动机性能指标与工作过程参数的关系 发动机输出的有效指标通常用平均有效
压力 pme、有效扭矩 Ttq 、有效功率 Pe、有效燃 油消耗率be、每小时耗油量B表示。这些指标 与发动机工作过程参数的关系。 发动机性能指标分析式
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。
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
有效功率 c Pe K1 itm n a
有效输出转矩
c Ttq K 2 itm a
燃油消耗率
be K 3 1
itm
小时耗油量
c B K4 n a
四、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
图8-1 发动机各种工况
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。例如，发电用内燃机， 其负荷呈阶跃式突变，并没有一 定的规律、然而内燃机的转速必 须保持稳定，以保证输送电压和 频率的恒定，反映在工况图上就 是—条垂直线(图8—1中的曲线 1)，称为线工况。灌溉用内燃机， 除了起动和过渡工况外，在运行 过程中负荷与转速均保持不变， 称为点工况(图8—1中的A点)。
(1)恒速工况 n=常数，如发电机组中的发动机，其转速基本保 持不变，功率Pｅ随负荷而变化，称为线工况。 (2)螺旋桨工况 作为船舶主机的柴油机按推进特性工作，柴油 机功率与转速的立方成正比Ｐｅ＝ｋｎ３，ｋ为比例常数，见图 8-1中的曲线2。 (3)面工况 汽车在运输作业时，发动机的功率Ｐｅ和转速ｎ都 在很大的范围内变化。 (4)点工况 内燃机的转速ｎ及功率Ｐｅ均近似不变，如内燃机 作为排灌动力。
(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。
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
命与可靠性受到影响。
第二节 发动机的负荷特性
负荷特性：转速不变，其经济性指标随负 荷（可用功率 Pe 、扭矩 Ttq 或平均有效压力 Pme 表示）的变化关系。 如 ：当汽车以一定的速度沿阻力变化的 道路行驶时，就是这种情况。此时必须改变发 动机油门来调整有效扭矩，以适应外界阻力矩 的变化，以保持发动机转速不变。
(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。
(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。
表征内燃机运行工况的参数可由下式给出
Pe Ttq n
式中，Pe为有效功率，Ttq为转矩，
n为工作转速。
有效功率Pe和转速n 决定了发动机的 工作运行情况。工况以功率Pe和转速n来 表示，此功率、转速应该与发动机所带动 的工作机械要求的功率、转速相适应。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械 消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速 下按一定功率稳定工作。
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。
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8—1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。