第六章发动机的特性讲义优秀课件
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功率、转速相适应。只有当发动机发出的扭矩=工作 机械消耗的扭矩时，两者才能在一定转速下按一定功 率稳定工作。 • 大致可分为以下三类。（恒速、螺旋桨、路上运输）
表征内燃机运行工况的参数可由下式给出:
Pe Ttqn
式中，Pe-有效功率，Ttq-转矩， n-工作转速。
1.恒速工作：
第—类工况:转速不变，而功率 改变。例如，带动发电机工作 时，为保证频率的稳定性，要 求发动机转速基本不变，功率 则随电机负荷大小，可由零变 到最大呈阶跃式突变。并没有 一定的规律、然而内燃机的转 速必须保持稳定，以保证输送 电压和频率的恒定，反映在工 况图上就是—条垂直线(图8—1 中的曲线1)，称为线工况。
2、螺旋桨工作：
第二类工况：功率与转速
接近三次幂函数关系，
e
e
n3
n3
，K为比例常数。
带动螺旋桨工作的船用机
即属此类，故称螺旋桨工
况，如图中曲线2所示。
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。
3、陆上运输：
第三类工况，功率和转速都独立地在很大范围内变化。
Hale Waihona Puke Baidu负荷特性：评价发动机的经济性
• 负荷特性：转速不变，其经济性指标随负荷（可 用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力Pme表示）的 变化关系。以曲线表示，则称为负荷特性曲线。
BfPe be fPe
• 如：当汽车以一定的速度沿阻力变化的道路行驶 时，就是这种情况。此时必须改变发动机油门来 调整有效扭矩，以适应外界阻力矩的变化，以保 持发动机转速不变。
①燃油消耗率b 曲线
由公式: be=k3/ηiηm 可知，
燃油消耗率be的变化 取决于ηi、ηm的变 化。
ηi、ηm随负荷的变化 如图所示。
●关于ηi的变化：
燃烧完全；
① Pe UT↑→
燃烧及时性
i
②浓P混e接合近气全，开燃时烧，不为完了全保→证η最i↓大。功率，供给α=0.8～0.9的
●关于ηm 的变化：
Ttq Pe
燃油消耗量 实测1 实测2
均值
排气 温度
燃油消耗率
O2
g/20s g/20s kg/h ℃ g/kW.h %
B
be
CO CO2 ppm ppm
17 3500 10.0 3.7 15.32 15.32 2.758 422 752.4 0.89 0.92 14.5 35 3500 20.8 7.6 20.31 20.28 3.653 440 479.2 0.98 0.82 14.6
VeQs im
0v L0
h
Ki mv
注:eim3.6bi106P Pei 3P .B 6e1hu06
功率
Pe K1vimn
扭矩（汽油机）
Ttq
K2
v
im
扭矩（柴油机）
TtqK2imb
燃油消耗率 1
be K3 im
小时耗油量
B
K4
v
n
其中：K1、K2、K3、K4为比例常数。
§6-2 发动机的负荷待性
50 3500 30.8 65 3500 39.7 85 3500 50.5 100 3500 59.7
第六章发动机的特 性讲义
第一节 发动机工况
第 二节 发动机的负荷特性 第 三节 发动机的速度特性
特性曲线分析
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
作业题
§6-1 发动机工况 一、发动机工况：发动机的运行情况（简称工况）用功
率和转速n表示。 • 此功率、转速应该与发动机所带动的工作机械要求的
①（空转时）,
i
Pe 0,m ei 0
②当n恒定时，Pm基本不变，
e i m i [ m(1 m i) ]
i
• 因此：怠速（空转时），P e0,m e i 0,be
随着负荷增加ηi、ηm同时增加be急剧下降。当
(im)ma时x be最小。当负荷再
曲线上翘。
i be
②B曲线,由公式: Bbee
•
每循环加热量Q（kJ）为：
QvVs0
hu
L0
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）。
其中：Qmix
h
L0
为混合气热值（KJ/Kmol）,
pm eW Vse
①转速决定车速，可以从最低稳定转速一直变到最高转速；
②扭矩取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷；
③当需要发动机制动时，如汽车下 长坡，发动机是由底盘倒拖而做负 功。
阴影面的上限是发动机在各种 转速下所能发出的最大功率（曲线 3），左面对应于最低稳定转速， 右面对应于最大额定转速，下面是 制动时倒拖发动机所需功率。
一、汽油机负荷特性
1、制取条件：将供油系、点火提前角调整好；水 温、油温最佳（85±5℃）。
2、制取方法：
①当汽油机保持某一稳定转速后，逐渐改变节气 门开度（由小到大），测量功率、小时耗油量B， 排气温度等参数。
②加大节气门开度，同时调节测功机负荷保持转 速不变，稳定后测量第二点的功率小时耗油量B， 排气温度等参数。
③如此依次一直作到节气门全开，一般不少于8点。
• ④把测量数据画在以为 横坐标的坐标系内、并 连成曲线即得汽油机负 荷特性曲线。在测取汽 油机的负荷特性时，油 量是通过改变节气门的 开度来调整的，这样相 应地改变了进入气缸的 混合气数量，而混合气 的浓度变化不大，故称 为“量调节”。
3、be曲线历程分析
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。
调整情况 性能指标
运转工况
调整特性 性能特性
特性曲线：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。
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
p率mbe、e、有每效小扭时矩耗T油tq、量有B表效示功。率这Pe些、指有标效与燃发油动消机耗 工作过程参数的关系可以推导如下。
当转速一定，Pe↑→节气 门开度↑ → L0 B↑，直 至混合气成分变浓后，B上升 更快一些。
吉 林大学 内燃机实验室
试 验 名 称： LI465QE-1汽油机负荷特 内燃机型号： L性J465QE-1
测功器型号： CW260-1
燃料: 93# 机油: SAE15W40
序转 速
号 r/min
F
有效 有效 扭矩 功率 N.m kW
表征内燃机运行工况的参数可由下式给出:
Pe Ttqn
式中，Pe-有效功率，Ttq-转矩， n-工作转速。
1.恒速工作：
第—类工况:转速不变，而功率 改变。例如，带动发电机工作 时，为保证频率的稳定性，要 求发动机转速基本不变，功率 则随电机负荷大小，可由零变 到最大呈阶跃式突变。并没有 一定的规律、然而内燃机的转 速必须保持稳定，以保证输送 电压和频率的恒定，反映在工 况图上就是—条垂直线(图8—1 中的曲线1)，称为线工况。
2、螺旋桨工作：
第二类工况：功率与转速
接近三次幂函数关系，
e
e
n3
n3
，K为比例常数。
带动螺旋桨工作的船用机
即属此类，故称螺旋桨工
况，如图中曲线2所示。
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。
3、陆上运输：
第三类工况，功率和转速都独立地在很大范围内变化。
Hale Waihona Puke Baidu负荷特性：评价发动机的经济性
• 负荷特性：转速不变，其经济性指标随负荷（可 用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力Pme表示）的 变化关系。以曲线表示，则称为负荷特性曲线。
BfPe be fPe
• 如：当汽车以一定的速度沿阻力变化的道路行驶 时，就是这种情况。此时必须改变发动机油门来 调整有效扭矩，以适应外界阻力矩的变化，以保 持发动机转速不变。
①燃油消耗率b 曲线
由公式: be=k3/ηiηm 可知，
燃油消耗率be的变化 取决于ηi、ηm的变 化。
ηi、ηm随负荷的变化 如图所示。
●关于ηi的变化：
燃烧完全；
① Pe UT↑→
燃烧及时性
i
②浓P混e接合近气全，开燃时烧，不为完了全保→证η最i↓大。功率，供给α=0.8～0.9的
●关于ηm 的变化：
Ttq Pe
燃油消耗量 实测1 实测2
均值
排气 温度
燃油消耗率
O2
g/20s g/20s kg/h ℃ g/kW.h %
B
be
CO CO2 ppm ppm
17 3500 10.0 3.7 15.32 15.32 2.758 422 752.4 0.89 0.92 14.5 35 3500 20.8 7.6 20.31 20.28 3.653 440 479.2 0.98 0.82 14.6
VeQs im
0v L0
h
Ki mv
注:eim3.6bi106P Pei 3P .B 6e1hu06
功率
Pe K1vimn
扭矩（汽油机）
Ttq
K2
v
im
扭矩（柴油机）
TtqK2imb
燃油消耗率 1
be K3 im
小时耗油量
B
K4
v
n
其中：K1、K2、K3、K4为比例常数。
§6-2 发动机的负荷待性
50 3500 30.8 65 3500 39.7 85 3500 50.5 100 3500 59.7
第六章发动机的特 性讲义
第一节 发动机工况
第 二节 发动机的负荷特性 第 三节 发动机的速度特性
特性曲线分析
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
作业题
§6-1 发动机工况 一、发动机工况：发动机的运行情况（简称工况）用功
率和转速n表示。 • 此功率、转速应该与发动机所带动的工作机械要求的
①（空转时）,
i
Pe 0,m ei 0
②当n恒定时，Pm基本不变，
e i m i [ m(1 m i) ]
i
• 因此：怠速（空转时），P e0,m e i 0,be
随着负荷增加ηi、ηm同时增加be急剧下降。当
(im)ma时x be最小。当负荷再
曲线上翘。
i be
②B曲线,由公式: Bbee
•
每循环加热量Q（kJ）为：
QvVs0
hu
L0
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）。
其中：Qmix
h
L0
为混合气热值（KJ/Kmol）,
pm eW Vse
①转速决定车速，可以从最低稳定转速一直变到最高转速；
②扭矩取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷；
③当需要发动机制动时，如汽车下 长坡，发动机是由底盘倒拖而做负 功。
阴影面的上限是发动机在各种 转速下所能发出的最大功率（曲线 3），左面对应于最低稳定转速， 右面对应于最大额定转速，下面是 制动时倒拖发动机所需功率。
一、汽油机负荷特性
1、制取条件：将供油系、点火提前角调整好；水 温、油温最佳（85±5℃）。
2、制取方法：
①当汽油机保持某一稳定转速后，逐渐改变节气 门开度（由小到大），测量功率、小时耗油量B， 排气温度等参数。
②加大节气门开度，同时调节测功机负荷保持转 速不变，稳定后测量第二点的功率小时耗油量B， 排气温度等参数。
③如此依次一直作到节气门全开，一般不少于8点。
• ④把测量数据画在以为 横坐标的坐标系内、并 连成曲线即得汽油机负 荷特性曲线。在测取汽 油机的负荷特性时，油 量是通过改变节气门的 开度来调整的，这样相 应地改变了进入气缸的 混合气数量，而混合气 的浓度变化不大，故称 为“量调节”。
3、be曲线历程分析
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。
调整情况 性能指标
运转工况
调整特性 性能特性
特性曲线：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。
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
p率mbe、e、有每效小扭时矩耗T油tq、量有B表效示功。率这Pe些、指有标效与燃发油动消机耗 工作过程参数的关系可以推导如下。
当转速一定，Pe↑→节气 门开度↑ → L0 B↑，直 至混合气成分变浓后，B上升 更快一些。
吉 林大学 内燃机实验室
试 验 名 称： LI465QE-1汽油机负荷特 内燃机型号： L性J465QE-1
测功器型号： CW260-1
燃料: 93# 机油: SAE15W40
序转 速
号 r/min
F
有效 有效 扭矩 功率 N.m kW