发动机原理第七章_发动机特性解析

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
定义： 发动机的实际运转情况。
inPme Vs nTe Pe 30 9550
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。
（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）。
(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、
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。
三、发动机特性参数间的关系 （1）有效功率
发动机的台架试验：测试发动机的主要性能指标
油耗仪：
冷却系统
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
(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
2、车用发动机的工况范围 （1）上边界线a:
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：
*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 汽车、快艇等 工程机械、船舶等
3、12小时功率
4、持续功率
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。
(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。
二、发动机功率的标定
标定功率： 制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。
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
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。
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
(2) 线工况：发电机组② ；船 舶发动机 ③
(3) 面工况：汽车；拖拉机
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。 如 汽车：
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
第一节 发动机特性概述
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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
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。
铁道牵引等用途的内燃机。
(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
n取决于车辆行驶速度； Pe取决于行驶阻力阻力和
P
e
点工况排灌
Pe Kn3 3
1恒速
道路情况 。
n
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
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。
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）
发动机运行工况(operating condition)：负荷Ttq,pme(Pe) vs 转速n (1) 点工况：抽水机 ①