第6章 发动机特性分析

v Pe K 2 m i n K2Ttq n


显然：功率Pe与Ttq、n成正比。 低速时：nTtq(不大)，因Pe正比于n、Ttq， 故Pe；随n继续，虽Ttq，但因n的影响大 于Ttq的影响，使PePemax ； n继续，因Ttq的影响大于n的影响，使Pe 。
第二节
发动机速度特性



——发动机性能指标随转速变化的关系称为 速度特性；即发动机节气门开度（或油门开度） 不变，发动机性能指标随转速n变化的关系。 如：汽车爬坡或阻力变化时，驾驶员将油门踏板 位置保持一定，发动机转速n则随外界负荷的变 化而变化。外界负荷大，n；外界负荷小，n， 这时发动机沿速度特性工作。 横坐标：发动机转速； 纵坐标：有效功率Pe、转矩Ttq、耗油率be、每 小时耗油量B等 。
发动机速度特性进一步分为： ——外特性和部分速度特性

外特性：将油量调节结构固定在额定功率循环供 油量位置测得的速度特性。每台发动机只有一组， 表示了该发动机所具有的最高动力性能。
部分速度特性：将油量调节结构固定在小于额定 功率循环供油量位置测得的速度特性。每台发动 机可以有许多组。

一、汽油机速度特性（外特性）



发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化 的关系称为发动机特性。 特性曲线是评价发动机性能的一种简单、方便、 必不可少的形式。 发动机特性种类很多，主要有： 负荷特性；速度特性；调速特性；万有特 性；烟度特性；排放特性；噪声特性等。
发动机性能指标与工作过程参数之间的关系

v 平均有效压力： pe k1 im
Pe
n
II、螺旋桨工况——流体阻力负荷
Pe K n ，如船用主机带动螺旋桨。
3
Pe
Pe
III、陆上运输工况
n
n
n、Pe均在较大范围内变化，如车辆用发动机。 汽车是在负荷、车速及道路情况频繁变化的条件下 使用的，因而，汽车用发动机必须适应汽车使用的特 点，在负荷和转速经常变化下工作。
二、发动机特性
大气修正



大气状况是指发动机运行地点的环境大气压力、 大气温度和相对湿度； 同一台发动机由于在不同大气状况下使用，其性 能差别很大，需要规定一种标准大气状况，并且 还应有一种办法，把在不同大气状况下试验所得 的结果，换算成标准大气状况下的数值； 国家标准（GB1105.1－87）规定了一般用途的往 复活塞式柴油机和汽油机的标准环境状况是： 大气压p0=100kPa，相对湿度φ0=30％， 环境温度T0=298K或25℃（Page132）。

有效功率：
有效转矩：
Pe K 2
v m i n

v Ttq K 3 m i

1 be K 4 m i 有效燃油消耗率：

v 每小时耗油量： B K 5 n
三.发动机功率标定
发动机功率标定，是指制造厂根据发动机的用途规定 该机在标准大气条件下输出的有效功率及对应的转速，即 标定功率和标定转速。国家标准规定的功率标定可分为以 下4种： 1）15min功率——可连续运转15min仍保持正常状态的最大有 效功率。适用于汽车、军用车辆、摩托车的发动机功率的 标定。 2）1h功率——可连续运转1h的最大有效功率。适用于拖拉机、 工程机械、船舶用发动机功率标定。 3）12h功率——可连续运转12h的最大有效功率。适用于拖拉 机、农业排灌、电站等发动机功率标定。 4）持续功率——允许连续运转的最大有效功率。适用于农业 灌溉、电站、船舶、铁路牵引等发动机功率标定。
v




v 在某一中间转速n1最大，高于或低于此转速 v 都下降。
随n气流惯性v ；n节流损失 v 。
n1
n
② i 随n的变化关系

n气流运动混合气形成改善 i ； n燃烧时间，燃烧恶化 i 。 i 在某一中间转速微微凸起（最 在供油量一定情况下， 好），说明此时热量转化为功的程度最高。高于或低于 i 均下降。 此转速，
i
n
③ m 随n的变化关系

随n，摩擦损失, pm m 。
nx

i 均,虽然 m 略有下降， 综合：在低速区，因 v 、 但随n，使Ttq,Ttqmax，随n继续， i 、 m均，使Ttq，即Ttq随n变化比 因 v 、 较陡。
n
2）功率Pe曲线
1. 汽油机外特性曲线图
Ttq Ttq
Pe
Pe
be
be
n1
n3
n2
n
关于外特性曲线上几个重要特征点： ——Ttqmax、Pemax、bemin




Ttqmax、Pemax、bemin在实际中各意味着什么？ Ttqmax：汽车以I档行驶能通过的最大爬坡，即最 大爬坡能力； Pemax ：汽车在良好道路上行驶能达到的最高车速； bemin ：理论上可达到的最低油耗，实际油耗要比 此高。
第六章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
发动机特性
发动机工况 发动机速度特性 发动机负荷特性 柴油机调速特性 万有特性 发动机与车辆的匹配
第一节
一、工况
发动机工况
——发动ห้องสมุดไป่ตู้的运行情况，以其发出的有效
功率Pe和转速n表示。
发动机的工况根据内燃机的用途，分为三类：
I、固定工况（恒速工况） n≈C，Pe变化大， 如抽水、发电用发动机；




节气门全开时，发动机扭矩Ttq、功率Pe、油 耗be 随转速n变化的关系。 测取时，应将点火提前角、冷却水温、润滑油 温度等调整在最佳状态； 当油量调节机构固定在标定（或称额定）功率 循环供油量位置时，测得的速度特性为标定功 率速度特性，习惯上称外特性； 当油量调节机构固定在小于标定功率循环供油 量各个位置时，所测得的速度特性称为部分速 度特性。
2.外特性曲线历程分析

v 1）扭矩Ttq曲线 Ttq K 3 m i
（在节气门开度一定时，α值基本不随转速而变化）

Ttq 因n供油量(不多)，则有：
① v 随n的变化关系
k 3 v i m
i 和 m 随n的变化： Ttq的变化取决于 v 、