汽车发动机的特性(1)

3．燃油消耗率变化趋势 b=k3/ηitηm
b在某一中间转速当ηitηm达到最大值时出现 最低值。当转速较此转速低时，由于ηm上升弥 补不了ηit的下降，使b增加。转速较此转速高 时ηit、ηm均较低，b也增加。
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（二）部分负荷速度特性
随着节气门的关小 ，节流损失增大，充气效 率减小，使部分负荷速度 特性的 Pe、Ttq低于外特 性值。且转速越高，充气 效率减小的越多，因此， 节气门开度越小，随转速 增加，扭距、功率曲线下 降得越快，并使最大扭矩 及最大功率点向低速方向 移动。
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测量
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测量消耗容积v的燃油所用时间t
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燃油消耗量按下式计算
小时耗油量
耗油率
式中 V—球泡容积（mL）；
Pe —发动机有效功率（kW）;
ρ
f
Байду номын сангаас
—燃油密度（g/mL）；
t—消耗容积V的燃油所用时间（s）。
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油箱供油
2.质量法
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充油
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测量
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燃油消耗量按下式计算
式中 t——消耗m（g）燃油所需时间（s）； Pe——消耗m（g）燃油时测量的有效功率（kW）； B——小时耗油量（kg/h）； be——有效燃油消耗率[g/（kW·h）]。
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当节气门开度的75% 左右时，耗油率曲线位置 最低。超过75%开度，混 合气较浓，存在燃烧不完 全现象，耗油率曲线位置 较高，低于75%开度时， 残余废气相对增多，燃烧 速率下降，使ηit降低，耗 油率曲线位置也高，且开 度越小，耗油率曲线位置 越高。
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二、柴油机速度特性 速度特性：喷油泵油量调节机构位置
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。
调整情况 性能指标
运转工况
调整特性 性能特性
特性用曲线表示称为特性曲线，它是评
价发动机性能的一种简单、方便、必不可少 的形式。
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三、发动机性能指标与工作过程的关系 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b、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可以推导如下。
（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。
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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。
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。
部分负荷速度特性：当油量调节机构
固定在小于标定循环供油量各个位置时， 所测得的速度特性称为柴油机。
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（一）外特性曲线变化趋势
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（一）外特性曲 线
1．扭矩曲线变 化趋势
随着转速n的增 加，扭距Ttq逐渐增 大，出现最大扭距 Ttqmax后逐渐下降， 且下降程度越来越大 。曲线呈上凸形状。
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根据公式
可见，Ttq随n的变化取 决于指示热效率ηi、机 械效率ηm、充气效率 ηv与过量空气系数α 随n的变化。
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（1）在节气门 开度一定时，过量 空气系数φat可视为 常数。
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（4）机械效率 ηm 转速增加，消 耗于机械损失功增 加。因此，随转速 升高，机械效率ηm 明显下降。
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综合作用的结果是；当转速由低开始上 升时，ηv，ηit同时增加的影响大于ηm下降的 影响，使Ttq增加，对应于某一转速时，Ttq达 到最大值。转速继续增加，由于ηv、ηit、ηm 均下降，因此Ttq随转速升高而较快的下降， 即Ttq曲线变化较陡。
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2．功率变化趋势
Pe=Ttq·n/9550 当转速由低逐渐升高 时，由于Ttq、n同时增加 Pe增加很快。在达到最大 扭距转速ntq后，再提高转 速，由于Ttq有所下降，使 Pe上升缓慢。某一转速时 Ttq·n达最大值。此后，再 增加转速，由于扭距下降 超过转速上升的影响，Pe 反而下降。
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式中 ηit——指示热效率；
ηm——机械效率。
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功率
扭矩（汽油机
）
扭矩（柴油机
）
燃油消耗率 小时耗油量
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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
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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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第 二节 发动机的速度特性
发动机性能指标随转速变化的关 系称为发动机的速度特性。若驾驶员 将油门踏板位置保持一定，由于道路 阻力不同，汽车行驶速度也会改变， 上坡时汽车速度逐渐降低，下坡时速 度增加，这时发动机即沿速度特性工 作。
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一、汽油机的速度特性
（1）速度特性：汽油机节气门开度 固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃 油消耗率b、每小时消耗油量B等随转速n 变化的关系。
（2）充气效率
ηv在某一中间转速 时最大。因为一定的
配气相位仅对一种转
速最适合，此转速下
能最好地利用气流惯
性。其余转速时ηv 均降低，曲线为上凸
形。
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（3）指示热效率ηit 转速低，进气流速
低，紊流减弱，使雾化 、混合状态较差，火焰 传播速度降低，散热及 漏气损失增加，ηit较低， 转速高时，燃烧过程所 占曲轴转角较大，燃烧 在较大容积下进行，ηit也 较低。但变化比较平坦 ，对Ttq影响较小。
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每循环放热量Q（kJ）为
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）。
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根据平均有效压力pme（kPa）的定义
式中 We——每循环有效功（kJ）； ηe——有效热效率。
汽车发动机的特性(1)
2020/8/13
第一节 发动机工况
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。
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二、发动机特性