全负荷速度特性
发动机速度特性试验
实验二:发动机速度特性试验（车2、）一、实验仪器设备1．测功机：长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产的电涡流测功机：型号：GW160；额定吸收功率：160kw；最高转速：1,0000r/mim启东市联通测功器有限公司生产的电涡流测功机：型号： DW400；额定吸收功率：400kw；最高转速：5000r/mim2．实验用发动机型号：YC6L-280-30型柴油发动机：最大功率：206/2200 (kw/rpm)；排量：8.4L3．发动机自动测控系统4．数字智能油耗仪二、实验步骤速度特性是油门开度保持在某一位置时测取的，油门开度处于最大位置时的速度特性称为全负荷速度特性，亦称为外特性，其余位置时的速度特性称为部分速度特性。
外特性只有一条，而部分速度特性则有多条。
1 .起动测功器，再起动发动机，调节测功器负荷和油门大小，使发动机暖机，在热状态稳定时准备进行测量。
2 逐步开大油门同时增加测功器负荷，到油门开度达到最大位置后固定，在转速达到标定转速并稳定运转后，由组长发出指令，测量记录发动机转速、测功器读数、耗油量、耗油经历时间、冷却水进出水温、机油温度、机油压力等数据。
在第一点数据测量完毕后，油门开度不变，继续增加测功器负荷，使转速降低，每隔200r/min为一个测量点，直到45％标定转速为止，依次重复上述过程。
要求测点不少于8点，且包括最大转矩转速。
3 外特性实验结束后，减小油门开度，测取部分速度特性，油门开度可按标定功率的百分比或油门开度的百分比来确定，其方法同上所述三、车一A组数据及图表：车一B组数据及图表：车二A组数据及图表：车二B组数据及图表：总结：①扭矩随着发动机转速上升而降低②燃油消耗率随着发动机转速上升而上升③有效功率随着发动机转速上升而上升。
第九章柴油机的特性
4.最低转速限制
柴油机转速过↓→燃油雾化和混 合质量↓各种正时不合适→工作 不正常，不稳定。 最低稳定转速限制线如曲线9所 示。 当柴油机按推进特性（曲线11） 工作时，∵Pe＝cn3，转速↓→ 负荷迅速↓，在转速降低到某一 数值以后负荷将减小到最小负荷 速度特性所限制的数值以下，→ 柴油机运转不稳定。 柴油机在各种负荷下持续运转允 许的最低转速为曲线10所限制。
二、柴油机特性及其分类
柴油机的功率Pe Pe＝Cpen i，在柴油机一定时Pe＝C1pen ， 柴油机特性分为三类： 1.速度特性： 平均有效压力不变，有效功率Pe随转速n的变化规律； 2.负荷特性： 柴油机转速不变，有效功率Pe随平均有效压力pe （负荷） 的变化规律；——带发电机的副机按此规律工作。 3.推进特性： 柴油机有效功率随pe和n变化的规律；推进特性为其中典 型的规律。
螺旋桨特性曲线
在船舶稳定航行时（装载、气候、海面状况等都稳 定）， λp 基本不变为常数，根据 FP=K1ρnP2 D4 ， MP= K2 ρnP2D5 ， 则 推 力 和 扭 矩 可 表 达 为 ： FP=C1nP2 ，MP= C2 nP2。此时桨所需的功率，根据 p20公式可写成： PP= MP n / 9550，故：PP= CnP3 KW。 （桨吸收的功率与转速的3次方成正比，扭矩与转速 的平方成正比。）
3.部分负荷速度特性
当油量调节机构固定在比 标定位置小的位置时，所 测得的柴油机特性称为部 分负荷速度特性（亦称部 分特性）。如图中的曲线4、 5、6所示。
第三节 负荷特性
测取负荷特性时，在改变外负荷的同时改 变每循环供油量，使n保持不变。从公式 Pe=Cpeni可看出这时有效功率Pe与平均有效 压力pe成正比（Pe=Bpe）。
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）_工学_高等教育_教育专区
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）一、实验目的1、了解发动机测试台架及其装置的构造和工作原理，并掌握其使用方法2、了解发动机速度特性曲线的意义3、掌握发动机速度特性的测定方法4、掌握试验数据处理与速度特性曲线拟合的方法二、实验原理及方法1、发动机速度特性曲线的概念内燃机的速度特性，是指内燃机在油量调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门)保持不变的情况下，主要性能指标(转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等)随内燃机转速的变化关系。
当油量调节机构固定在标定位置时，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，测得的特性称为部分特性。
由于外特性反映了内燃机所能达到的最高动力性能，确定了最大功率、最大转矩以及对应的转速，因此在速度特性中最为重要。
内燃机在出厂时必须提供此特性。
2、发动机测试台架的工作原理和系统框图发动机测试台架是发动机性能试验的一种主要设备。
发动机测试台架需要完成动力性、经济性相关特性的测试；也需要为被测发动机提供一个标准的测试条件。
台架由各种传感器和测试仪器组成。
测功机控制电路基本原理是将测功机的转速实际值与可调的设定值进行比较，比较后的差值经过PID放大器放大，用于调节涡流制动器的励磁电流，从而改变发动机的转速，使其等于设定值。
3、发动机速度特性测试方法在发动机试验台架上，运行发动机，使发动机油温、水温和油压等参数达正常值。
保持节气门或油门开度固定不变，调整测功机负荷, 使转速达到预定值, 测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，在特性曲线图上标出该点。
再调节测功机负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，并在特性曲线图上标出该点… 将所有点用一条光滑曲线连接。
4、数据处理方法运用最小二乘法对实验数据进行拟合（取5~8个点），按拟合结果绘制光滑的特性曲线。
三、实验仪器和设备1、电涡流测功机电涡流测功机的主机是一台电涡流制动器,主要由转子部分,摆动部分和固定部分组成, 如图。
内燃机特性
扭矩测试仪器 台架上都采用吸收式测功器，常用的有 水力测功器、电力测功器、电涡流测功器。 1）水力测功器 水力测功器是一种典型的吸收型测功器， 它将发动机的输出功率转变为热量消耗掉， 同时在此过程中完成转矩测量。
水力测功器主要有转子和定子（外壳）两部分组成。 它的基本工作原理是利用转子在充满水的定子中旋 转所产生的磨擦阻力来吸收发动机功率，同时通过
测试方法
速度特性也是在内燃机试验台架上测出 的。 测量时，将油量调节机构位置固定不动， 调整测功器的负荷，内燃机的转速相应发生 改变，然后记录有关数据并整理绘制出曲线， 一般是以发动机转速作为横坐标。
部分速度特性与外特性
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。 由于外特性上反映了内燃机所能达到的 最高性能，确定了最大功率、最大转矩以及 对应的转速，因而是十分重要的，所有发动 机出厂时都必须提供该特性。
左侧边界线为内燃机最低稳定 工作转速nmin限制线，低于此转 速时，由于曲轴飞轮等运动部 件储存能量较小，导致转速波 动大，内燃机无法稳定工作
发动机的工作区域及限制
1) a曲线是各转速时最大功率 (转矩)的限制线， 到标定点A为止。 2) b曲线是各负荷条件下的最高转速限制线。 3) c曲线是发动机最低稳定工作转速限制线 4) d曲线是各个踏板位置下的空转怠速线。 5) 输出功率为负值的 e 曲线是发动机灭火，外 力倒拖时的工况线。
Ne.
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， 相应的工况区域称为面工况。
发动机的工况
Me曲线
根据Me =k2ηiηmηv/φat分析。 Ⅰ. φat可视为常数： Ⅱ. ηi ： Ⅲ.ηm ： Ⅳ. ηv ： 结论： 在低转速时，Me随n提高而增加； 某一转速Me达到最大值；在高转 速时，Me随n的提高而迅速下降。
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根据Pe = Me n /9550分析： 结论：
旋桨所吸收的功率（Pe=kn3）相
等，也属于线工况（如曲线2）。
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面工况
特点：功率和转速变化范围很大， 如车用发动机。这种工况用曲线 3下面的阴影面积表示。
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第二节 发动机的速度特性
一、汽油机的速度特性： 二、柴油机的速度特性： 三、发动机的工作范围: 四、扭矩储备系数: 五、发动机的标定工况:
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第一节 发动机的工况
发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。
根据Pe Men，当任意两个参数固定，就可以求出第三
个参数。比较常用Pe与n或Me与n两组参数表征发动机稳 定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻 力矩大小，有时也用pe表示负荷的高低。
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发动机工况的分类
根据发动机的用途，其工况可分三类： 固定式工况： 螺旋浆工况： 面工况：
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Pe曲线
由 于 Me 曲 线 变 化 平 坦 ， 在 一 定 转 速 范 围 内 ， 功 率 Pe 几 乎与转速n成正比增加。 柴油机的最高转速由调速器 控制。当转速超过某一值时， 热效率急剧下降；有效功率 下降，并冒黑烟。车用柴油 机的标定功率受冒烟界限的 限制。
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ge曲线
与汽油机类似，也是一 凹形曲线，曲线比较平 坦，最低油耗率比汽油 机低20%~30% 。
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船舶柴油机推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题
第七章柴油机的特性91题第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题考点1：船舶柴油机的运转工况5题1发电机工况电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。
在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。
它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。
因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。
2螺旋桨工况用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。
在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。
螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略轴系的传递损失情况）。
在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。
螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例（P p＝cn m）。
通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。
相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe＝cn３。
我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。
3其他工况柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。
柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决定。
比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。
A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）。
A．发电机工况B．螺旋桨工况C．面工况D．应急柴油机工况B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。
A．发电机工况B．螺旋桨工况C．面工况D．应急柴油机工况C3. 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（）。
柴油机特点
1.柴油机特点：（1）优点：经济性好，功率范围广，尺寸小重量轻，机动性好，可靠性高，寿命长，维修方便。
（2）缺点：存在机身振动、轴系扭转振动和噪声，某些部件的工作条件恶劣，承受高温高压并具有冲击性负荷。
2.发展趋势：（1）提高经济性（2）电子控制技术（3）降低排放（4）提高可靠性。
3.柴油机：使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料，采用内部混合法形成可燃混合气体，靠缸内空气压缩形成高温自行发火。
4.柴油机的类型：（1）四冲程和二冲程（2）增压和非增压（3）低速、中速和高速（4）筒形活塞和十字头式（5）直列式和V型（6）右旋和左旋（7）可逆转和不可逆转。
5.理论与实际循环的差异：（1）工质的影响：理论循环工质为理想气体，实际循环工质是空气和燃烧产物，使实际循环热效率和做功能力下降。
（2）气缸壁的传热损失。
（3）燃烧损失：后燃和不完全燃烧。
（4）漏泄损失：活塞环处的漏泄。
（5）其他损失。
6.气阀重叠角意义：（1）依靠废气的流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内的废气扫出气缸，实现燃烧室扫气，提高换气质量。
（2）利用进气冷却燃烧室有关部件。
7.直流扫气特点：（1）换气质量好。
（2）结构复杂，维修较困难。
8.上下止点：活塞在气缸中运动的最上下端的位置，也是活塞离曲轴中心线最远近的位置。
9.气缸工作容积Vs：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。
10.平均指示压力：假定一个数值不变的压力作用在活塞上，在一个膨胀行程内所作的功与一个工作循环的指示功Wi相等，这个假象的压力就称为平均指示压力。
也就是一个工作循环中单位气缸工作容积的指示功。
11.柴油机的基本组成：（1）主要固定件：机架、机座、气缸和气缸盖。
（2）主要运动件：活塞、连杆组件、曲轴。
（3）配气机构及换气系统。
（4）燃油系统。
（5）润滑系统。
（6）冷却系统。
（7）起动和控制系统。
12.机械负荷：（1）定义：柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。
发动机外特性曲线汇总
发动机外特性曲线汇总1、CY4100ZLQ适用范围：是经济型载货车、小客车、工程机械及发电设备的理想动力。
主要技术特点：CY4100ZLQ型增压柴油机是在我公司CY4100柴油机的基础上，采用增压中冷技术，通过对进排气系统、燃油供给系统、燃烧系统、冷却系统及润滑系统的改进设计开发研制而成。
采用新型喷油泵与进气系统、更高的润滑冷却性能，燃烧室优化匹配组合,提高柴油机的动力性和经济性，有效降低排放增加了预热塞装置，确保发动机在-20 C状态下能够顺利起动重新设计活塞环，第一气环采用镀铬桶面环，第二气环采用扭曲环，油环采用加弹簧衬圈结构。
排量大、动力储备充足，起步、提速、爬坡，性能优越。
根据用户需求可配置空调、排气制动、转向助力泵、电熄火等辅助装置。
CY4100ZLQ 主要技术参数型号：CY4100ZLQ增压中冷型形式：立式直列、水冷、四冲程、增压中冷气缸数：4—100X118工作容积： 3.707燃烧室形式：直喷四角型燃烧室压缩比：17.5:1共轨（FIE ）:喷射压力（最大没轨压力）bar喷射正时装置（ECU）:额定功率/转速：70/3200 75/3000 81/2900最大扭矩/转速：235/1600 265/1800-2000 320/1500全负荷最低燃油消耗率：<220最高空载转速：3680怠速稳定转速：700-750机油燃油消耗百分比% : <0.6工作顺序：1-3-4-2噪声限制：114烟度：<2.0排放标准：欧n整机净质量：340外形参考尺寸：791 >694X755外型连接尺寸速度特性曲线发动机所配车型全负荷速度特性曲线2、勇士之心-CYQD32Ti适用范围：该产品适用于各种轻型卡车、越野车、皮卡车、轻型客车、多功能车（MPV）等。
主要技术特点：•尼桑技术、国际先进水平，有自然吸气、废气再循环（EGR）、增压、增压中冷四种产品•振动小、噪声低、动力强劲，舒适性好。
柴油机的特性
柴油机的特性一．柴油机工况的变化柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：1．带动发电机的柴油机：其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。
在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。
因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。
转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。
运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。
柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。
如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。
如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。
由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。
柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
柴油机的特性
柴油机的特性一．柴油机工况的变化柴油机由于用途和使用条件不同，它在实际运转中的工作状况的变化可以分成以下三类：1．带动发电机的柴油机：其工作特点是要求转速恒定，以保持供电电压和频率稳定。
在这个恒定的转速下，功率可在零到最大值之间变化，其大小取决于用电情况。
2．带动螺旋桨的柴油机：柴油机转速与螺旋桨转速一致（或是倍乘关系），稳定运转时，柴油机发出功率与螺旋桨吸收功率相等。
因此，柴油机的工况变化规律取决于螺旋桨特性。
3．车用柴油机：柴油机的转速和扭矩之间没有一定的关系。
转速取决于车速，扭矩取决于装载量、路面阻力。
二．柴油机特性的分类我们已知表征柴油机性能的主要指标有：平均有效压力、有效扭矩、有效功率、有效耗油率、平均指示压力等。
运转中的这些柴油机性能指标是随着柴油机运转工况的不同而变化的。
柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度、最高爆发压力、增压压力等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。
如果把这种变化规律在坐标轴上用曲线的形式表示出来，这种曲线即称为柴油机的特性曲线。
有了特性曲线，掌握了柴油机的特性，就可以合理利用柴油机的一系列特性，知道我们在使用柴油机时如何提高其可靠性、使用寿命，以及如何节油。
如在各种使用条件下决定其极限允许使用范围，选择其最佳工作点，检查其工作质量（性能指标、工作参数）是否良好等。
对于特定的柴油机在运转中可能使柴油机有效功率发生变化的参数只有平均有效压力和转速，它们是两个可以互相独立的基本参数。
由此，根据平均有效压力和转速的变化情况可将柴油机的特性进行分类。
1．速度特性：当平均有效压力不变（测定时是将油量调节机构固定，平均有效压力在实际上是略有变化的），柴油机的性能参数随转速变化的关系。
2．负荷特性：当转速不变，定于某一设定值时，柴油机的性能参数随负荷（平均有效压力）变化的关系。
柴油机的负荷通常是指柴油机阻力矩大小，由于平均有效压力正比于阻力矩，常用平均有效压力来表示负荷。
柴油机工况特性
一、柴油机工况
• 柴油机带动工作机械工作时，其性能必须 满足工作机械的要求。根据前面学过的知 识，柴油机的有效功率Pe与转速n和平均 有效压力pe之间存在如下的关系:
(kW)
• 对于既定的柴油机，在运行中能使有效 功率Pe发生变化的参数只有平均有效压 力pe和转速n。
二、柴油机的特性
• 各类柴油机，由于应用场合、使用条件等 不同，可以得到不同的柴油机特性。主要 有：负荷特性、速度特性、推进特性、调 速特性、限制特性等。
第四节 柴油机的负荷 特性
一、负荷特性曲线及其制取 二、负荷特性曲线分析
一、负荷特性曲线及其制取
• 负荷特性是指柴油机在转速固定不变时 ，其主要性能指标及工作参数随负荷而 变化的规律。将这些变化规律在平面直 角坐标图上表示出来，就叫负荷特性曲 线。
第五节 柴油机的速度特 性
将油量调节机构（油泵齿条或拉杆）固定在某一位置（每循环供油量不变）时，改变柴油机的外负荷， 使柴油机转速变化，这样测得的柴油机的主要性能指标和工作参数随转速n而变化的规律，叫柴油机的 速度特性。
第五节 柴油机的速度特 性
按油量调节机构固定的位置不同，柴油机的速度特性又可分为全负荷速度特性、超额负荷速度特性 和部分负荷速度特性。
• 但当Pe达Pb时，若再加大转速，因换气 质量恶化，使燃烧不良，因摩擦而引起的 机械损失也增大，因此使功率Pe又开始 随转速升高而下降。
⑵有效功率 Pe的变化情况
• 所以，全负荷速度特性曲线中Pe =f(n) 曲线反映了柴油机在不超过标定供油量的 条件下，各转速下所能发出的最大有效功 率。
• 柴油机装到实船上工作时，因机舱的环境 温度较高，排气管路长，阻力大以及各种 航行条件等因素的影响，如果仍要按试验 台上所测得的标定功率工作，柴油机必然 要超负荷。所以船舶主机在长期运转中所 使用的功率往往要比标定功• 其测取具体步骤如下： • ⑶将记录下柴油机的各性能参数，整理后
发动机特性与试验
曲线可见，并不是节气门全开的燃油消耗率 曲线最低，因为此时采用的是浓混合气，存 在着燃烧不完全的现象。当节气门开度从 100%逐渐减小时，由于混合气的浓度逐渐变 稀，燃油消耗率曲线的位置降低。节气门开 度为80%左右时，燃油消耗率曲线的位置最 低，因为此时加浓装置停止工作。节气门开 度再减小，由于残余废气相对增多，燃烧速 度下降，燃料消耗率增加，燃油消耗率曲线 的位置又逐渐升高。
（一） 发动机工况
发动机工况是指发动机的实际工作状况，通常用发动机功率与转 速或发动机负荷与转速来表示。发动机运行时工况分为三类工况。
第一类工况又称为固定式发动机工况，发动机的曲轴转速近似 保持不变，发出的功率可能在很大范围内变化。例如当发动机带动 水泵、冷却风扇、空调压缩机等机械附件工作时，发动机所发出的 功率随它们负荷的变化而变化，而曲轴转速基本不变。
图11-5 柴油机的外特性
（三）发动机负荷特性
发动机的负荷特性是指当发动机转速不 变时，其经济性指标随负荷而变化的关系。
1.汽油机负荷特性 当汽油机保持在某一转速下工作时，逐渐
改变节气门开度以适应外界负荷，每小时耗 油量和有效燃油消耗率随有效功率（或有效
转矩、有效功率）而变化的关系，称为汽油
机负荷特性。汽油机的负荷调节是靠改变节 气门开度，从而改变进入气缸的混合气数量 来实现的，所以这种负荷调节方式称为量调 节，负荷特性又称为节流特性。
（二）发动机主要性能试验方法
1.速度特性试验 试验时节气门全开，在发动机工作转速范围内，顺序地调节负 荷（由小到大或由大到小加载），改变转速，进行测量。适当地分 布8个以上测量点，绘制外特性与使用外特性曲线。试验中主要测 量：进气状态、转速、转矩、燃油消耗率、排气烟度、噪声、排气 温度、点火或喷油提前角及汽油机进气管真空度等。通过发动机速 度特性试验，可以测定发动机的外特性和使用外特性，分析评定所 测发动机在全负荷下的动力性和经济性。 2.负荷特性试验 试验时，发动机在50%~80%的额定转速下运行，从小负荷开始 逐渐增大负荷，相应增大节气门开度直到节气门全开。适当分布8 个以上测量点，绘制负荷特性曲线。试验中主要测量进气状态、转 速、转矩、燃油消耗率、汽油机进气管真空度等。通过发动机负荷 特性试验，可以分析所测发动机在各种负荷情况下工作时的经济性 以及最低燃油消耗率时的负荷状态。
汽油柴油发动外特性关系曲线
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。
发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g （克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。
发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。
保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。
按照一定转速间隔依次进行上述步骤。
就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。
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。
发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。
它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。
在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。
扭矩曲线则与功率曲线相反，它往往在较低转速下就能获得最大值，然后随转速上升而下降。
柴油机特性曲线..
机电工程学院交通专升本1304004041张明柴油机在不同的工况下，各主要指标是变化的。
要找出它们的变化规律，必须在发动机测功器上进行试验，测出在不同工况下的数据，并绘制成曲线表示其变化关系。
这些曲线称为柴油机的特性曲线。
在衡量柴油机的动力性和经济性时，常用的特性曲线有负荷特性曲线、速度特性曲线和调速特性曲线等。
负荷特性。
当柴油机的转速保持不变时，其他性能参数随负荷变化的关系称为负荷特性。
测定柴油机的负荷特性时，是在保持某一转速情况下，通过改变喷油量的方法来改变柴油机的负荷（如图1-13所示）。
柴油机负荷越大，每小时的供油量G，也越大，燃烧放出的热量增多，排气温度Tr升高。
耗油率ge则反映燃油燃烧的完善程度。
耗油率ge曲线上点1是最低值，称为最低耗油点。
如耗油率曲线的变化较平坦，表示在负荷变化较广的范围内，能保证有较好的经济性，这对于负荷变化较大的施工机械来说是十分有利的。
点2为冒烟界限点，此时燃烧恶化，排气中出现黑烟，这不仅使耗油率增加，而且还由于柴油机过热，容易引起故障，影响柴油机的寿命。
速度特性。
柴油机试验时，如将柴油机喷油泵的供油拉杆（油门）固定在某一位置上，并调节作用在飞轮上的阻力扭矩（即发动机的负荷），发动机的转速必将发生变化。
这样可将测得的数据绘制成发动机的有效扭矩Me.有效功率N。
和耗油率g。
随转速n而变化的关系曲线，称为柴油机的速度特性曲线。
如果供油拉杆是固定在最大供油量（额定供油量）位置上，测得的有效扭矩与转速的关系曲线称为全负荷速度特性曲线，亦称外特性曲线。
如供油拉杆固定在小于额定供油量的各个位置上，所得一组曲线称为部分负荷速度特性曲线。
对于分析柴油的性能有重要意义的是外特性曲线（如图1-14所示）。
在图1-14中横坐标上的nmin为最低稳定转速，nmin为最高转速，n1为最大扭矩Me,max的转速，nH为额定扭矩MH时的转速，，n2为最大功率Ne，max时的转速。
在有调速器的柴油机上它的转速在柴油机尚未达到最大功率Nmax 以前就受到限制。
柴油发动机的特性
柴油发动机的特性概述一、柴油机的工况1．发电机工况转速恒定2．螺旋桨工况N=C n33．其它工况转速和扭矩之间没有一定的关系。
二、柴油机特性的分类1．柴油机特性柴油机的主要性能指标和工作参数（如排气温度T r、最高爆发压力p z、增压压力p k等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。
把这种变化规律在坐标上用曲线的形式表示出来，这种曲线称为柴油机的特性曲线。
2．目的（1）评价柴油机的性能（2）确定柴油机工况（3）分析影响特性的因素（4）检测柴油机的状态三、柴油机特性的分类N e=Cp e ni1)速度特性p e不变，n改变2)负荷特性n不变，p e改3)推进特性n和p e均改变化速度特性1．概念：将喷油泵油量调节杆固定在某一位置，改变柴油机外负荷以改变其转速，测量各转速下的功率Ne、扭矩Me（或平均有效压力pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等随转速的变化规律。
根据喷油泵油量调节机构固定的位置不同，有全负荷速度特性（亦称外特性）。
部分负荷速度特性和超负荷速度特性。
全负荷速度特性（1）概念：将喷油泵油量调节杆固定在标定供油量位置，改变柴油机外负荷以改变其转速，测量各转速下的功率N e、扭矩M e（或平均有效压力p e）、有效耗油率g e和排气温度T r等随转速的变化规律。
（2）标准环境状况：（3）柴油机功率的标定：我国国家标准规定了内燃机标定功率分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率四级。
15分钟功率：柴油机允许连续运行15分钟的最大有效功率。
商船不允许使用这么大的功率。
可作为军用车辆和舰艇的追击功率。
1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。
可作为商船的超负荷功率。
是最大持续功率的110％。
1小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。
12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。
可以作为拖拉机、工程机械的正常使用功率。
持续功率：柴油机允许长期连期运行的最大有效功率。
第二节 柴油机特性
(五)限制特性
一、柴油机的限制特性 1定义：限制柴油机在各种转速下的最大有效 功率，使柴油机的机械负荷和热负荷不超 出为保证它可靠工作而规定的允许范围 2限制措施 可限制最高爆发压力pz、平均有效压力pe、 曲轴转矩Me、过量空气系数α、排气温度tr 以及涡轮增压器转速nＴ，其中较为常用的 是Me、α和tr
(四) 调速特性
柴油机的调速特性是调速器转速设定机 构固定在某位置时，当外负荷从零到最大 值或相反过程的全部变化范围内，柴油机 的功率、扭矩或平均有效压力与转速之间 的变化规律。调速特性与调速器的工作性 能直接相关，具有弹性反馈机构的调速器 调速特性曲线为垂直线，可由多次改变调 速器转速设定机构得到
二、柴油机推进特性及推进特性曲线 1柴油机推进特性：柴油机按螺旋桨特性工 作时，各性能指标和工作参数随转速或负 荷变化的规律 2柴油机推进特性是根据Pe=cn3关系，在试 验台上测定的
三、推进特性参数分析 1充量系数c 随转速增加而下降 2过量空气系数α 随转速增加而下降 3指示效率ηi 随转速增加而下降 4机械效率ηm、指示功率 Pi 随转速增加 而增大 5有效油耗率ｂe、指示油耗率ｂi ｂi随 转速增加而增加； ｂe随转速增加先降后 升，在80－90％nb时达最低值
二、船舶柴油机功率和转速使用范围 1.柴油机在各种转速下允许达到的最大功率 运行船用柴油机由限制特性限制 2.柴油机在各种转速下的最小功率 由最低负荷速度特性曲线限制
3.柴油机在各种负荷下可达到的最高转速 标定转速或相应的调速特性来限制 4.柴油机在各种负荷下可能达到的最低转速 船用柴油机按推进特性工作时的最低稳 定转速限制最低转速以防个别缸熄火
1等排温限制线； 3等转矩限制线； 5调速特性线（最高转速限制线） 8最小负荷限制线 10最低（稳定）转速； 由1，3，5，8，10等限制线组成柴油 机的安全工作区，一般柴油机转速由标 定转速下降时，初期按等转矩特性工作， 后期按等排温特性工作
《汽车发动机原理》实验大纲解读
《汽车发动机原理（车用内燃机）》实验大纲指导老师王辉一、发动机试验的一般常识（一）试验前的准备1．了解试验目的；2．熟悉试验项目程序、试验方法、工况选定以及要求记录的项目；3．熟悉试验所用的仪器名称、规格、精度、安装方法；4．了解试验用燃油、润滑油牌号；5．明确水温、油温、排气温度的控制范围。
（二）试验中的注意事项1．试验中，应使发动机保持一定的热力状态，特别是影响发动机性能的参数，如：水温、油温，一般情况下保持在80~90℃为宜；2．发动机必须在工况稳定后方可测量记录参数，各参数测量同时进行。
主要参数，如油耗、转速、转矩等。
（三）操作注意事项1．起动前，应检查机油油量、燃油量及供水系统是否正常，各仪表是否正常；2．起动后，发动机怠速运转暖机，检查机油压力是否正常，发动机是否漏油、漏水、漏气，是否有异常声音，待油温、水温达到要求值后开始进行试验；3．调节工况时，加速、加载、减速、减载速度不要太快；4．运转中，注意测试仪表的指示，倾听发动机的运转声音，观察发动机外观，发现不正常现象应及时采取措施；5．停机时应缓慢卸掉负荷，再低速运转一段时间，待机油温度降至50℃以下后再停机；6．操作及在发动机周围活动时，应避开排气管、涡轮壳等高温区以防烫伤，在发动机运转时不要在其侧面停留。
（四）整理试验报告试验报告应该包含以下内容：1．试验目的、试验日期、试验概况等；2．试验所用仪表、仪器情况；3．试验所用发动机的主要技术规格，试验所用油料、附件及发动机有关调整参数，环境状况等；4．试验结果与分析。
试验结果用表格、曲线及文字三种形式表示，曲线绘制时，按以下步骤进行：(1) 数据整理及列表；(2) 选择横坐标与纵坐标及比例尺，曲线应占到图面的2/3以上，注意曲线要直观、美观，坐标要标注物理量名称、符号及单位；(3) 对不同参数测量值，可分别用“·”、“╳”、“△”、“⊙”等表示各点；(4) 用圆滑地曲线连接同一参数的不同点；(5) 对各曲线及符号要加以说明。
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（3）指示热效率 如前所述，指示热效率主要取决于过量空气系 数、混合气形成质量和燃烧质量。 由于过量空气系数随有效功率降低而增大，因 此指示热效率也随着有效功率的降低而增大，只 是当有效功率降低到某一较低值时，指示热效率 不再增大。 （4）有效指标（有效热效率和有效耗油率）
课题二 速度特性
油量调节机构固定，改变外负荷，在这种条件下测得 的柴油机性能指标和工作参数随转速变化的规律 ，分为：
标定功率指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特 点规定的标定转速下的有效功率(kW)。国标中规定：标定功率 按不同用途分为：15 min功率；1 h功率；12 h功率；持续功率。 我国《钢质海船入级与建造规范》(1996年)规定持续功率作为 船用柴油机的标定功率。国外船用柴油机的最大持续运转功率 MCR(Maximun Continuous Ratings)即为标定功率。 速度特性试验前，柴油机要经过试车、磨合、调整和排除故 障，将配气、供油定时调至最佳值，各缸功率平衡，使柴油机 具有良好的技术状态，然后进行特性试验。试验时，要保持柴 油机稳定运转，冷却水、润滑油的压力、温度也要调整在最佳 状态。测定时，试验机先开空车，缓慢加速至标定转速nb，通 过测功器逐渐增加外负荷，同时通过调速器增加循环供油量， 使柴油机在标定转速nb下发出标定功率Pb。此时测量并记录相 应的各参数值。然后将油量调节机构与调速器分离并加以固定， 逐渐增大柴油机的外负荷，以降低柴油机转速，使柴油机在标 定转速nb和最低稳定转速nmin之间若干点上稳定运转。同时测 取并记录对应各转速下的各个参数。最后以各性能参数作为纵 坐标、转速为横坐标，将记录的参数(包括计算值)在坐标系中标 绘。绘出的曲线即全负荷速度特性曲线，如图中曲线3所示。
项目6
负荷特性
在转速保持不变的情况下，柴油机的主要 性能指标和工作参数随负荷变化的规律。
柴油机负荷特性是指在转速保持不变的情况验台上或实船条 件下测取的。试验时，先将柴油机调定在标定转 速下稳定运转并保持转速不变，然后由小逐渐增 大柴油机负荷。在各负荷下分别测取柴油机的主 要性能指标和工作参数(be、tr、ηm、α、pk、pz、 Pi、Pe、ηi等)并绘制成曲线，即为负荷特性曲线。 对柴油机负荷特性的研究，在实船柴油机管理 中有着非常重大的意义。例如，发电副机和船舶 上装有全制式调速器的主机，在设定转速不变的 情况下，当负荷发生变化时其转速保持不变，可 认为这些柴油机是按负荷特性工作的。
二、超负荷速度特性和部分负荷速度特性 我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负 荷功率为标定功率的110%(与之对应的转速为标 定转速的103%)，并且在12h运转期内允许超负荷 运转1 h。 测定超负荷特性时，首先使柴油机在标定转速 nb下稳定运行，然后，通过测功器来增加柴油机 的外负荷，并同时加大供油量，使之达到超负荷 功率和相应的转速。此时把喷油泵油量调节机构 固定，逐渐增加柴油机的外负荷，使柴油机在低 于超负荷功率对应转速的若干个不同的转速下稳 定运行，并测量、记录各转速下的各项柴油机性 能指标和工作参数。最后根据所测数据在坐标图 上标绘超负荷速度特性曲线，如图中曲线2所示。
负荷特性一般是在标定转速下测取的。为了 更全面地了解柴油机特性，必要时可在低于标定 转速的若干不同转速下测取负荷特性。负荷特性 是标志柴油机动力性与经济性的基本特性。可用 于：比较不同柴油机的性能或评价同一柴油机的 结构设计改变或调整后的效果；标定柴油机的功 率；绘制万有特性曲线(柴油机各种性能参数相互 关系的综合特性曲线)。 柴油机按负荷特性工作时，意味着转速不变 而只改变喷油泵的循环供油量，即当外界负荷变 化时，柴油机改变循环供油量使输出功率改变。 因此，表征Pe和pe关系的公式可简化成Pe=Bpe， 而pe可认为只与循环供油量有关。图7-5是典型的 柴油机负荷特性，图中可看出各个性能参数随负 荷pe变化的规律。
1）全负荷速度特性 （在标定工况油格） 2）超负荷速度特性 （在超负荷工况油格）
（110%Pb,103nb ）
3）部分负荷速度特性 （在比标定油格小的油格）
Pe——n Me——n
测取特性应遵循相应标准 特性测取
环境标准
功率标准
一、1 全负荷速度特性(外特性) 将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速 下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷， 逐步改变柴油机的转速。在各个稳定转速下，测取对应的 pe、Me、Pe、be、tr、pk、nT等参数值。由此得到的性 能指标及工作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性， 亦称外特性。 全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标 准。一个是标准试验环境状况，一个是试验功率。 环境状况直接影响着柴油机的工作性能。我国国家标 准规定的标准环境为： 大气压力p0＝１００kPa（或750mmHg）,相对湿度 φ0＝３０％，环境温度T0＝２９８Ｋ或25℃，中冷器进 口冷却介质温度Tc0=298 Ｋ或25℃。 对于“无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国 际船级协会(IACS)规定的环境状况： 大气压力p0＝１００kPa,相对湿度φ0＝6０％，环 境温度T0＝31８Ｋ或45℃，中冷器冷却介质进口温度Tex ＝305 Ｋ或32℃。
柴油机速度特性Pe－n和Me－n的关系
全负荷速度特性可表示为柴油机在不超 过标定供油量的条件下，各转速下所能发 出的最大功率。作为船舶推进柴油机(主柴 油机),在实际使用时考虑到航行条件和船舶 污底情况，为保证主机在各种运转条件下 均能长期可靠运转，主机都留有适当的功 率储备，即主机长期运转最大功率要低于 标定功率一个值。
（1）有效功率和指示功率 有效功率是通过原点，有一 定斜率的直线。 指示功率是一条近似平行于 有效功率的直线。 （2）机械效率 当有效功率等于0时候，机 械效率等于0；机械效率随 有效功率的增大而增大，增 大率随负荷的增大而减小， 在高负荷时，几乎看不出机 械效率随有效功率的变化而 变化。
图7－5柴油机负荷特性