内燃机原理9101112(2011)

二、内燃机的润滑系 1．复合式润滑系 现代内燃机都采用复合式润滑系。 对负荷和相对运动速度较大的零件，如主轴承、连杆轴承、 门轮轴轴承等，用压力润滑-用机油泵将机油以一定的压力 送到这些摩擦表面；对负荷或相对运动速度较小的零什，气 缸壁、凸轮、挺柱等，则用激溅润滑-利用内燃机工作时运 动零件激溅起来的油滴或油雾落到这些摩擦表面进行润滑。 三、润滑系的主要机件 (一)机油泵 机油泵的功用是供给润滑系循环油路中具有一定压力和 流量的机油。目前内燃机上广泛采用齿轮式和转子式机油泵。
(二)内燃机的适应性系数 衡量内燃机动力性能的指标之一是适应性系 数。它表示内燃机动力性能对外界阻力变化的适 应能力。 1、扭矩储备系数(或扭矩适应性系数)
M e max （9-1） M M eb 式中 Memax-特性曲线上的最大扭矩值(N· m)； Meb -标定工况时的扭矩值(N· m)。 内燃机的扭矩储备系数越高，表示汽车或工 程机械在不换挡的情况下，内燃机克服外界阻力 的潜力越大。
3．机油的黏度分类 单级油：只满足高温或低温一种温度的黏度要求。 多级机油：能同时满足对高、低温黏度的要求，它是在机油中 加入了黏度添加剂。多级机油低温时流动性好，高温时黏性好。 能全天候使用。 4．机油的质量分级 ①我国机油质量分级：汽油机油质量分为5级。柴油机油质量分 为4级，其质量依次提高。 5．润滑脂 润滑脂(通称黄油)是一种半流体状胶性物质，是用稠化剂 稠化润滑油而得到的。常用的润滑脂有以下儿种： (1)钙基润滑脂(GB491-65)：耐水、耐潮湿，不耐高温。 (2)铝基润滑脂(ZBE36004-88)： 具有高度耐水性， (3)钙钠基润滑脂(ZBE36001-88)： 耐水性比钙基润滑脂稍差， 但较耐高温。 (4)合成钙基润滑脂(ZBE36005--88)
第三节
速度特性
内燃机速度特性的定义：当内燃机的燃料供给调 节机构(化油器节气门或喷油泵油量调节杆)位置一定 时，内燃机的性能参数(Ne、Me、ge、等)随转速变化 的关系称为速度特性。 一、汽油机的速度特性 （一）定义：化油器式汽油机的速度特性是在节气 门开度一定、点火提前角和化油器按使用工况调整完 好的情况下，汽油机的性能参数随转速变化的规律。 当节气门全开时，所测得的速度特性为全负荷的速度 特性(习惯上亦称外特性)。节气门部分打开时所测得 的速度特性，称为部分负荷的速度特性(或称部分特 性)。内燃机的外特性表示不同转速下内燃机所能发 出的最大扭矩和最大功率，代表了内燃机所能达到的 最高动力性能。
2．强制通风装置 曲轴箱和进气管之间 用抽气管1相连。当 汽油机工作时，曲轴 箱内的气体，经抽气 管吸人气缸中，而新 鲜空气经气门室罩上 的小空气滤清器 2进 入曲轴箱内。
第二节
冷 却 系
一、概 述 冷却系的功用：保证内燃机在最适宜的温度状态 下工作(通常以气缸盖中冷却水的温度保持在80-90℃ 为宜)。起动时，应能使内燃机尽快热起到正常工作 温度，并能在随后的工作中保持这一温度。 二、水冷系的构造和工作 按照冷却水的循环方法，水冷系可分成两种：自 然循环式(热流式)和强制循环式(用水泵)。 1、自然循环式水冷系：由水套、散热器、风扇及连 接水管等组成。这种冷却系虽然构造简单，但水的循 环较慢，这就需要较多的水量，因而冷却系的容量要
第二节
负荷特性
一、定义：所谓负荷特性是指内燃机转速不变时，其 性能参数(Gf、ge、tr等)随负荷而变化的关系。 二、实际意义： 1、负荷特性曲线上可看出不同负荷下的燃油消耗率。 2、根据各种转速下的负荷特性，可以绘制万有特性。 3、负荷特性是内燃机最基本的特性，容易测定，在 内燃机的调试过程中，经常用负荷特性作为性能比较 的标准。 4、负荷特性给出了在等速情况下，内燃机的负荷与 燃油消耗率的关系。
第十章
内燃机的辅助系统
第一节 润 滑 系 一、概 述 1．润滑系的功用: ① 润滑减摩； ② 冷却缓冲； ③ 清洗 2．机油 ①内燃机所用的润滑剂包括润滑油(机油)和润滑脂。 ②在机油中加入10％左右的添加剂。有防止金属锈蚀的防 锈添加剂；有用以增加机油黏度的增黏添加剂；有用以降 低机油疑点的降凝添加剂，有防止机油对金属腐蚀和机油 自身氧化的抗氧化、抗腐蚀添加剂；有促使沉积油中的淤 渣、胶泥、积炭分散的清净分散添加剂等。 ③国产内燃机机油有汽油机机油和柴油机机油两种。
第九章 内燃机的特性 第一节 内燃机的工况与特性
一、内燃机工况的表示方法： 1、内燃机的功率Ne、扭矩Me和转速n之间有如 下关系： （kW）
Me 318 .3 peVhi K pe Baidu NhomakorabeaN.m)

式中， ，对于一定的内燃机是 一常数，所以扭矩Me与平均有效压力pe成正比。
二、内燃机工况的分类
二、环境状况对内燃机性能的影响 环境状况是指内燃机运行地点的环境大 气压力、环境温度和相对湿度，它对内燃机 的性能有很大的影响。当环境大气压力降低， 环境温度升高和相对湿度增大时，吸入内燃 机气缸的干空气量都会减少。所以功率会降 低，反之，功率亦增加。 标准环境状况为： 大气压P。=100kPa，相对湿度=30％，环境 温度T。=298K或25℃，中冷器冷却介质进口 温度Tc。=298K或25℃。
根据内燃机所驱动的工作 机械负荷和转速的变化情况， 内燃机的工况大致可分为3类。 1．固定式工况（如图9-1中的直线l所示。） 转速几乎保持不变，功率则随工作机械负荷的大小由零 变到最大的工况称为内燃机的固定式工况，亦称直线工况。 2．螺旋桨工况（如图9-1中的曲线2所示。） 功率与转速之间具有一定的函数关系的工况称为螺旋桨 工况，也称函数工况。当内燃机驱动空气中或水中的螺旋桨 工作时，即N=f(n)。这时螺旋桨的扭矩与转速的平方成正比， 功率与转速的3次方成正比，即Ne=Kn3,K为比例常数。 3．车用工况（如图9-1中阴影部分所示。） 内燃机的功率和转速都独立地在很大范围内变化，它们 之间无一定的函数关系，这种工况称为车用工况，亦称面工 况。
四、柴油机的负荷特性 1、定义：柴油机转速一定 时，每小时燃油消耗量Gf和 有效燃油消耗率ge等性能指 标随循环供油量变化而变 化的特性。在柴油机运转 中，进气量变化不大，主 要是通过改变每循环供油 量来改变混合气的浓度(即 过量空气系数。)，从而调 节柴油机的负荷，所以又 称为质调节。
2、负荷特性曲线变化规律分析： 图9-4是柴油机按负荷特性运转时一些参数随负 荷变化的一般规律曲线。 ①柴油机增加负荷就意味着增加每循环供油量，所 以每小时的耗油量Gf随负荷增加而增加； ②过量空气系数则随负荷增加而减小； ③供油量多，放热也多，使排气温度tr随负荷增加 而升高； ④有效燃油消耗率ge的变化规律也与汽油机相似。 ⑤排气烟度随负荷的增加而增加，但在低负荷时增 加缓慢，且低负荷时烟度很小，肉眼看不出．可认 为排气无烟。在高负荷时，烟度增加迅速，当接近 最大功率时，混合气形成和燃烧恶化，燃烧不完全， 排气烟度急剧增加。
第五节
万有特性
一、定义： 根据不同转速下内燃机的 负荷特性曲线族，经过坐标转 换后得到的多参数全面表示内 燃机的性能的特性曲线，即万 有特性。 二、万有特性曲线 将转速作横坐标，平均有 效压力Pe(或扭矩Me)作纵坐标， 在图上画出等有效燃油消耗率 ge曲线和等功率Ne曲线，从万 有特性上很容易看到内燃机最 经济的负荷和转速，最内层的 等ge曲线相当于最经济的区域， 曲线愈向外，经济性愈差
K M n
(9-3)
二、柴油机的速度特性 （一）定义：当喷油泵油量调节杆(拉杆或齿杆)位置一定时， 柴油机的性能参数随转速变化的关系。当喷油泵油量调节杆 限定在标定功率位置时，测得的速度特性为全负荷的速度特 性(外特性，见图9-9)。油量调节杆固定在小于标定功率位 置所测得的速度特性，为部分负荷的速度特性(图9-10)。
(二)机油滤清器 不同滤清能力的滤清器—集滤器、初滤器和细滤器。 1．集滤器 集滤器通常就是一个滤网。 2．粗滤器 粗滤器用以除去机油较大的(直径约为 0.05-0.1mm) 杂质。它对油流的阻力较小，故可串联于机油泵与主油道 之间作为全流式滤清器，有片式和带式两种。
3．细滤器 细滤器用以使机油得 到较彻底的滤清。它的缝 隙小，滤清能力强(可到 0.01mm)；但对油流的阻力 大，所以通常并联在润滑 系油路中作为分流式滤清 器。细滤器分为离心式和 过滤式两种。 4．复合式滤清器 有的内燃机上采用粗 滤芯与细滤芯串联，并且 设置在同一壳体内的复合 式滤清器。粗滤芯为绕线 式。细滤芯为纸质的。
第六节
内燃机功率的标定及大气修正
一、功率的标定 内燃机标定功率分为以下4种： 1．15min功率：内燃机允许连续运转15分钟的标定功率； 2．1h功率：内燃机允许连续运转1小时的标定功率； 3．12h功率：内燃机允许连续运转12小时的标定功率； 4．持续功率：内燃机允许24小时以上长期连续运转的标定 功率。 国家标准还规定：在给出标定功率时，应同时给出相应 的转速，此即标定转速。根据使用特点，在内燃机铭牌上应 标明上述4种功率中的一种功率及其相应的转速。当内燃机 具有超负荷功率时，应同时标明超负荷功率及其相应转速。 一般情况下内燃机的标定功率应为净功率(即内燃机按 不同用途带有实际工作所需全部附件的有效功率)，当为总 功率(即内燃机带有维持本身正常运转所需附件的有效功率) 时应注明。
三、内燃机的特性及其特性曲线 1、内燃机调整情况及运行工况变化时，其主要性 能参数(N0、MO、ge等)也随之改变，这种变化关系 称为内燃机的特性。 1）随内燃机各项调节参数而变化的关系称为 调节特性 2）随运行工况而变化的特性称为性能特性(简 称特性)。通常这种变化关系是用曲线形式表示， 故称它为特性曲线。 内燃机的特性很多，其中主要的是速度特性和 负荷特性。
三、汽油机的负荷特性 1、定义：汽油机转速一定时， 每小时燃油消耗量Gf和有效燃油消 耗率ge等性能指标随节气门开度变 化而变化的特性。通过改变节气 门的开度、进而改变进入气缸的 混合气量来调节的(量调节) 从而 调节汽油机的负荷的，所以其负 荷特性也称为节流特性。图9--2 所示汽油机的负荷特性曲线。 ①转速一定时，每小时燃油消耗量Gf，主要决定于节气门 开度和混合气浓度。随着节气门开度加大，充入气缸的混 合气量迅速增加，因而Gf随之增加。 ②汽油机的机械损失主要与转速有关。
(三)机油散热装置 机油散热装置有机油散热器(风冷)和机油冷 却器(水冷)两种 机油散热器一般是管片式的，类似冷却水散 热器。装在水散热器前面或后面，借风扇风力， 使机油冷却。机油冷却器装在内燃机冷却水路中， 对机油进行水冷却。 四、曲轴箱通风 1．自然通风装置 自然通风装置又称呼吸器，许多内燃机(如 6133型)都将机油加油口兼作呼吸口，在加油管 口装有滤芯。
第四节 调速特性
一、定义：当柴油机的调速手柄固定在某一位置时，由调速 器自动控制喷油泵油量调节杆(拉杆或齿杆)的移动，使负荷从 零变到最大，此时柴油机的扭矩Me、功率Ne和有效燃油消耗率 ge等参数随转速的变化关系称为调速特性。它主要用以考核调 速器的性能是否满足使用要求。 二、调速特性曲线分析：柴油机在进行调速特性试验时， 一般要同时测出速度特性曲线，因为调速特性与全负荷速度特 性有密切联系。图9-13为带全程调速器的柴油机的速度特性和 调速特性。它以转速为横坐标，相当于速度特性的形式。图中 的曲线1表示全负荷的速度特性，这时调速器不起作用，竖线 2-5即相当于调速手柄在不同位置时的调速特性。这样的竖线 有无穷多条，每一条竖线都对应一定的转速范围。调速特性还 可作成如图9-14所示的形式。它以功率Ne为横坐标，以Me、ge、 Gf、n为纵坐标。
2、转速储备系数(或转速适应性系数)
n
neb n M e max
（9-2）
式中 neb -标定转速(r／min)； nMemax -最大扭矩时的转速(r／min)。 内燃机的转速储备系数越高，表示内燃机利 用内部运动零件的动能来克服短期超负荷的能力 越强。有时也用扭矩储备系数和转速储备系数之 积(称为适应性系数K)来表示内燃机动力性能对外 界阻力变化的适应能力，即