发动机原理第七章_发动机特性
《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
内燃机原理名词解释
内燃机原理名词解释上/下止点：活塞顶离曲轴中心最远/近处压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比发动机排量：发动机所有气缸工作容积的总和四冲程发动机：曲轴旋转两周，活塞上下止点间往返四次完成一个工作循环爆燃：由于压缩比过高导致压缩终了时气体的温度、压力过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃，而引起不正常燃烧的现象；表面点火：在火花塞点火之前，燃烧室内灼热表面点燃可燃混合气而引起的另一种不正常燃烧的现象；发动机负荷：发动机在某一转速下输出的实际功率与同一转速下能输出的最大功率之比；发动机速度特性：发动机的有效转矩、有效功率、有效燃油消耗率随发动机转速的变化关系；发动机热效率：发动机的有效功率与燃料燃烧释放热量之比；充气系数：在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜气体质量与在标准大气压状态下充满气缸的新鲜气体质量之比；过量空气系数：燃烧过程中实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比点火提前角：火花塞点火时与活塞位于压缩上止点时分别的曲轴曲拐位置之间的夹角；第一章循环热效率：工质做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性；循环平均压力：单位气缸容积所做的循环功；泵气损失：工质流动时，需要克服进、排气阻力而消耗的功；●指示指标(i)：以工质对活塞所做之功为计算基础的指标；指示功：气缸完成一个工作循环所得到的有用功；平均指示压力：单位气缸容积一个循环所做的指示功；指示功率：单位时间内做的指示功指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热值的比值指示燃油消耗率：单位指示功的耗油量●有效指标(e)：以曲轴输出功为计算基础的指标有效功、有效功率、有效转矩、平均有效压力●经济指标：有效热效率-----实际循环的有效功与得到此有效功所消耗的热量的比值；有效燃油消耗率-----发动机每输出1kw.h的有效功所消耗的燃油量；●强化指标(me)：声功率-----发动机每升工作容积所发出的有效功率；比质量-----发动机的质量与所给出的标定功率之比；强化系数-----平均有效压力与活塞平均速度的乘积，与活塞单位面积的功率成正比机械效率：有效效率和指示效率的比值；第二章排气损失：从排气门打开起，直到进气过程开始、缸内压力达到大气压力之前，所损失的循环功；充量系数：每缸每循环实际吸入新鲜空气的质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量的比值；进气状态：指空气滤清器后进气管内的气体状态，即进入气缸前气体的热力学状态，如温度与压力等。
发动机原理与汽车理论发动机原理基础知识
10
燃烧过程
11
结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。 膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀 和热量利用越充分。
发动机原理与汽车理论 发动机原理基础知识
2
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
原子数，单：k=1.67，双：cvk=1.4，三：k=1.3。
根据热力学公式和循环平均压力可求出混合加热循环的平均 压力为：
pt
k 1
p1
k 1
1
k
1t
影响因素
定容加热循环。
由4个热力过程组成:（ρ=1）
循环净功为W 。
将ρ=1代入混合加热循环计算式中。
定容加热循环的热效率为：
t
1
1
k 1
定容加热循环的平均压力为： pt
k p1
1 k 1
1t
影响因素
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4.理想循环的影响因素
（1）压缩比ε。ε提高,循环热效率ηt和平均压力pt提高。因 为ε提高，可以提高压缩终了的温度和压力，在定容加热量一定 时，缸内最高压力提高，使膨胀功增加。
(2）压力升高比λ和预胀比ρ。在定容加热循环中，压力升高比 λ增加，循放加热量增加(在ε一定时)，使循环净功W0和循环放 热量Q2均相应增加, 所以循环热效率不变，但循环平均压力提高； 在混合加热循环中(在ε和总加热量一定时) ，λ提高，预胀比 ρ减小，循环热效率和平均压力提高。
发动机特性课件
一、工况
发动机的运行情况，简称工况。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。
发动机特性课件
二、发动机特性
发动机性能指标随调整运转工况而变化 的关系称为发动机特性。
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。
发动机特性课件
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。
be
K3
1
im
小时耗油量
B
K4
v
n
发动机特性课件
第二节 发动机台架试验
一、试验台装置 基本组成、装配关系、固定、支承
发动机特性课件
二、制动测功装置—测功器 1.水力测功器
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2.平衡式电力测功器 3.电涡流测功器
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三、耗油率的测量 1.容积法
充油
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测量
发动机特性课件
发动机特性课件
（一）外特性曲线变化趋势
1．扭矩曲线变化趋 势
柴油机的扭矩曲线比 汽油机平坦。
柴油机扭矩曲线的变 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。
发动机特性课件
扭矩表达式可定性 地写成
TtqK2imb
由式可见，柴油机 扭距随转速的变化趋势 决定于ηit、ηm、△b随 转速n变化的趋势。
发动机原理第七章_发动机特性
（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。
（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）。
1、柴油机燃油消耗率普遍较 低，且小负荷到中负荷的油耗率 下降迅速；
原因： 1）柴油机不仅压缩比大，过 量空气系数也大；
Tr（汽油） Tr（柴油）
be（汽油）
2）汽油机低负荷时采用浓混 合气且残余废气多，加之泵气损 失大，故油耗率高；
2、柴油机低油耗区较汽油机宽；
be（柴油）
Pe
柴、汽油机负荷特性对比
Ttq
K
2
V
itm
（3）有效燃油消耗率
1
be K3 itm
（4）发动机每小时耗油量
B
be Pe
K4
v
n
有效功率
Pe
K1
V
itmn
有效输出转矩
Ttq
K
2
V
itm
燃油消耗率
be
K3
1
itm
小时耗油量
B
K
4
V
n
有效功率 Pe K5 gbitmn 有效输出转矩 Ttq K6 gbitm
燃油消耗率
be
1
K8 itm
小时耗油量
B K7gbn
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。
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。
发动机原理第七章发动机特性.
三、外特性的意义
( 一 ) 评价发动 机的动力性
最大功率 后备功率
后 备 功 率
(二)评价发动机的工作稳定性
1、扭矩储备系 数 m
m
M e max M e 100% Me
Memax－最大扭矩 Me－标定工况下的扭矩
(1)评价汽车不换档， 发动机克服短期超负 荷的能力。 (2)m大，工作越稳定。 (汽油机Me陡，稳定性优于柴油机。汽10~30%；柴5~10%)
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。
第二节
本节的主要内容：
速度特性
1. 汽油机的速度特性－外特性曲线 2. 柴油机的速度特性－外特性曲线 3. 外特性的意义－后备功率、扭矩储备系数、 和转速储备系数
要求：
1、负荷特性、速度特性的定义， 曲线特征及意义，懂得特性曲线的变 化原因。 2 、了解柴油机油量校正，调速器 工作原理及调速特性，理解柴油机安 装调速器的必要性。 3 、了解万有特性图的制取方法及 意义。
第一节
定义：
负荷特性
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。
一、概述
1、速度特性定义
发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发 动机的性能指标（Me、Ne、ge）随转速而变化的 关系。
2、全负荷速度特性（或称外特性）
节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于标 定功率循环供油量位置时发动机的速度特性。 **其它称为部分负荷速度特性
发动机原理第七章发动机的特性(精)
汽、柴油机万有特性(经济性比较柴油机的最低油耗值较小，而且经济区范围较宽（负荷特性）；汽油机经济区偏上(ηv 特性，处于较高负荷区；经济区在万有特性图的移动。
万有特性的对比首先，汽油机的燃油消耗率比柴油机高；其次，汽油机的最经济区域处在偏上的位置，即高负荷区，随负荷降低，油耗增加较快，而柴油机的最经济区则比较适中，负荷改变时经济性能变化不大。
由于车用汽油机常在较低负荷下工作，燃油消耗率较大，故其使用经济性能不佳。
对于车用柴油机而言，由于多数用于载货汽车、工程机械、矿山车辆等场合，负荷率高，从万有特性上可以看出其使用经济性较好。
发动机原理吴建华版考试重点
发动机原理第七章汽油机燃烧过程ppt课件
喷油嘴选择
根据发动机型号和工况，选择适合的 喷油嘴可以提高燃油经济性、动力性 和排放性能。
03 汽油机燃烧过程的理论分 析
汽油机燃烧化学反应机理
汽油机燃烧化学反应机理是汽油机燃烧过程的核心，包括燃 料与空气中的氧气发生氧化还原反应，生成二氧化碳、水蒸 气和热量等产物。
汽油机燃烧化学反应机理包括预混合燃烧和扩散燃烧两种方 式，其中预混合燃烧具有较低的燃油消耗和较低的污染物排 放，是现代汽油机燃烧技术的发展方向。
汽油机燃烧温度与压力的影响
汽油机燃烧温度与压力对发动机性能 和排放具有重要影响。
燃烧温度过高会导致爆燃和表面点火 等不正常燃烧现象，而燃烧压力过高 则会导致发动机机械负荷和热负荷增 加，影响发动机可靠性和寿命。
汽油机燃烧过程的环境因素
汽油机燃烧过程的环境因素包括进气温度、进气压力、大 气湿度等，这些因素对汽油机燃烧过程和性能具有重要影 响。
汽油机爆燃与解决方案
爆燃问题
汽油机在燃烧过程中，由于局部高温 或混合气过浓等原因，可能导致火焰 传播速度过快，引起发动机爆燃。
解Байду номын сангаас方案
采用高压缩比设计，优化燃油喷射和 混合气形成过程，控制点火时间和点 火能量，以及使用抗爆燃添加剂等措 施，以降低爆燃发生的可能性。
汽油机排放物控制与技术
排放物问题
根据发动机工况和负荷，通过调节喷油嘴 的喷油量和喷油时间，以实现最佳的燃油 经济性和动力性。
喷油嘴的类型与工作特性
总结词
喷油嘴是燃油系统中的关键部件，其 类型和工作特性对汽油机的性能和燃 油经济性有着重要影响。
喷油嘴类型
根据喷孔数量和喷孔形状，喷油嘴可 分为单孔、多孔和可变孔三种类型。
发动机原理第七章汽油机燃烧过程
发动机原理第七章汽油机燃烧 过程
本章主要介绍汽油机燃烧过程的基本原理、燃烧速度和燃烧室结构的影响因 素，以及点火系统和燃料喷射系统的作用和种类，使您对汽油机燃烧过程有 更深入的了解。
燃烧过程简介
1 定义和重要性
燃烧过程是汽油机中产生动力的关键步骤，它将燃料和空气混合物转化为能量。
2 基本要素
燃烧过程的基本要素包括燃料、空气和火花塞的点火。
燃烧速度和燃烧室结构
1 影响因素
燃烧速度受到燃料特性、混合气浓度和压缩比等因素的影响。
2 影响燃烧速度的燃烧室结构
燃烧室的形状和尺寸会对燃烧速度产生影响。优化燃烧室结构可以提高燃烧效率。
点火系统和燃料喷射系统
Hale Waihona Puke 1 点火系统的作用和种类点火系统用于在燃烧室中引发火花，点燃燃 料混合物。常见的点火系统包括火花塞和火 花塞脉冲点火。
2 燃料喷射系统的作用和种类
燃料喷射系统用于将燃料以适量、适时和适 速喷射到燃烧室中。常见的燃料喷射系统包 括多点喷射和直喷技术。
燃烧过程中的热损失和化学反应
1 热损失的种类和减少方法
燃烧过程中会有热损失，包括散热、冷却和排放等损失。通过优化散热系统和增加排放 净化设备可以减少热损失。
2 化学反应和产物
发动机的工作原理及特性
发动机的工作原理及特性发动机是汽车的心脏，它的功效直接影响着汽车性能的好坏。
因此，了解发动机的工作原理及特性对于开车人来说非常重要。
一、发动机的工作原理发动机是通过燃油燃烧产生能量，驱动活塞运动，从而带动汽车轮胎转动的一种装置。
发动机的工作原理可以分为四个步骤：进气、压缩、爆炸和排气。
进气过程：发动机进气过程是通过进气道将空气和燃油混合物输入发动机内部的气缸中。
压缩过程：气缸内的活塞会将进气过来的空气和燃油混合物压缩到一个极高的压力，这样做是为了准备燃油的点火。
爆炸过程：点火系统会在适当时机点燃混合物，这将引起爆炸，推动活塞向下或向上运动，并为下一次循环提供能量。
排气过程：作为这一段过程的一部分，气缸内的废气被强制排出汽车进气系统，这将允许发动机准备下一次能量循环。
二、发动机的特性1. 动力性发动机的功率直接决定汽车的动力性能。
发动机的动力性能与它的构造设计、气门关闭时间、燃油喷射方式和火花塞点火时机等因素有关。
2. 燃油效率汽车的燃油效率与发动机的性能和效率有直接关系。
高效的发动机能够更有效地利用燃料，从而为汽车提供更好的燃油效率。
3. 发动机噪音发动机噪音是汽车运行时最明显的声音。
发动机的噪音水平与发动机设计、气门关闭时间和间隙等因素有关。
4. 处理能力处理能力是指发动机在不同负载和转速下的表现。
发动机的转速和负载可以影响汽车的性能和燃油效率。
总之，了解发动机的工作原理及特性有助于我们更好地理解汽车的机械结构、工作原理和构造，从而能够更好地照顾汽车并正确地维护和使用它们。
汽车发动机原理课后习题答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
汽车发动机原理第7章 特殊燃烧问题课件
2．爆燃性表面点火
程度严重或长时间的早火，往往会引起爆燃性表面点火， 也称激爆，其危害程度比普通爆燃更甚。由于表面点火的产生 ，使发动机实际着火时间提前，导致爆燃产生，而爆燃又明显 提高了燃烧室的温度水平，使表面点火愈发严重，两者相互促 进，导致激爆产生。此时压力升高率为正常值的5倍，最高燃 烧压力为正常燃烧的1.5 倍。由于表面点火的时间随温度水平 上升逐渐前移，有时会造成单缸机停车和多缸机破损。
但目前所用的无铅汽油并非完全无铅，我国对汽油含铅量的要 求是，普通无铅汽油小于13.5mg/L，优质无铅汽油小于5mg/L。
2）非铅类抗爆添加剂
在汽油中加入一定量的醇类和醚类添加剂可提高汽油的辛烷值 ，如表7-2所示。但添加醇类燃料会产生甲醛等新的有害排放物， 欧美等国家有一定程度的应用，但添加量一般小于5%。也有人认 为MTBE有致癌作用。
实际汽油机的转速和转矩波动程度要比柴油机要大的多， 例如，汽油机的转速波动一般大于±10r/min，而柴油机可稳 定到±2r/min。这种波动主要来源于各循环之间的燃烧过程的 波动。如图7-5所示的例子，在10个循环的示功图采样中，最 高燃烧压力pz的波动范围是2.5-3.5MPa，pz的位置及着火时刻 也都是变动的；基于这组示功图算出的最大放热速率（ dQb/d）max的最大值与最小值相差2倍左右。
3）调整汽油组分
烃的分子结构对抗爆性有一定影响，按烷烃、烯烃、环烷烃、 芳香烃的排列顺序，辛烷值依次增高。通过调整汽油中各类烃的比 例，可以改变其辛烷值。如芳香烃辛烷值最高，在国外普通汽油中 的含量可达40%，在高级汽油中的含量超过52%，而国产70号汽油 中只有5-10%。但是国外近年来发现，芳香烃会导致排放中有毒的 苯以及CO2增加，所以其比例又有逐年下降的趋势。
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（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）。
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：
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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:
第七章 发动机的特性
第一节 发动特性 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。
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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(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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(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。
(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。
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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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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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。
Pe
inPmeVs
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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
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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。