第5章发动机特性.

c B K4 n a
§5-2 发动机的负荷特性


负荷特性：转速不变，发动机的经济性指标随 负荷而变化的特性。 用曲线的形式表示负荷特性——负荷特性曲线 测取：发动机台架试验 调整测功器负荷的大 小，并改变循环供油量，以保持发动机的转速 不变，待工况稳定后，依次记录不同负荷下的 有关数据，整理得到性能曲线。 如测出不同转速下的多个负荷特性曲线，便可 根据这些特性曲线得到发动机的另外一个重要 的特性——万有特性。
Pe Ttq n
1、发动机的工况分类



第一类工况，其特点 是发动机的功率变化 时，转速几乎保持不 变。 第二类工况，其特点 是发动机的功率与转 速接近于幂函数关系。 第三类工况，其特点 是功率与转速都在很 大范围内变化。
2、有关定义



发动机的特性，就是指发动机性能指标随参 数调整情况或运转工况的变化规律。 性能指标随参数调整情况变化的特性称为调 整特性，如点火提前角调整特性、供油提前 角调整特性等。 性能指标随运行工况而变化的特性称为性能 特性，如负荷特性、速度特性等。 用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价发动机的一种简单、直观、方便的形式。
车用

国家规定：
一般柴油机只作外特性就可以了。
车用柴油机, 除作外特性外, 还应作标定功 率的90%, 75%, 50%, 25%的部分速度特性实验。
一、柴油机速度特性
定义：
喷油泵油量调节机构位置保持不变，柴油机性能 指标随转速n变化的关系。
（2）每小时耗油量B曲线

转速一定时，柴油机 的每小时耗油量 B 主 要决定于每循环供油 量△ b 。随负荷增加， △b增加，B随之增加。 当负荷接近冒烟界限 后，由于燃烧恶化， B上升得更快一些。
二、汽油机的负荷特性
与柴油机不同的是，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”。
第五章

发动机的特性





§5-1 概述 §5-2 发动机的负荷特性 §5-3 发动机的速度特性 §5-4 发动机的转矩特性 §5-5 柴油机的调速特性 §5-6 发动机的调整特性 §5-7 发动机的万有特性
重点与难点


负荷特性 速度特性 万有特性
§5-1 概述
一、发动机的工况
发动机实际运行的工作状况，简称工 况。可由下式表征发动机运行工况
一、柴油机负荷特性
1 、定义 : 柴油机转速一定，改变每循环供
油量，每小时耗油量 B 、有效燃料消耗率 be 随 负荷（Pe、Ttq或pme）而变化的关系。 2 、柴油机负荷调节方法称为“质调节” 。
3、柴油机负荷特性曲线分析
（1）燃油消耗率曲线 根据公式
be K 3
1
itm
柴油机耗油率be随 负荷的变化取决于ηit和 ηm。
2.燃油消耗量B曲线
转速一定时，汽油机燃油消耗量B曲线的变化主 要决定于节气门开度（决定充量系数）和混合气成分 （过量空气系数）。 随负荷增加，节气门开度的增加，汽油机充量系 数增大，进入气缸的混合气量增多；过量空气系数先 缓慢上升（混合气变稀），然后缓慢下降（混合气变 浓），但总体变化不是很大。 所以， B 一直上升；全 负荷时，混合气浓度变大，由于燃烧恶化，B上升得更 快。

油量低于最大位置时的速度特性，称为部分负 荷速度特性。
由于外特性上反映了发动机所能达到的最高性 能，确定了最大功率、最大转矩以及对应的转 速，因而是十分重要的，所有发动机出厂时都 必须提供该特性。

— 常用15分钟，1小时或12小时功率中 的两种作为铭牌功率。特性实验时, 应把两种 标定功率的外特性全做出来。
1.有效燃油消耗率be曲线
有效燃油消耗率 be 随负荷的变化取决于 η it 和 η m 的变化 ⑴指示热效率:随负荷的增加而先缓慢增加，然后 略有下降。 ⑵机械效率：随负荷的增加而增加。 当发动机空转时，机械效率η m为零，这样燃油消 耗率 be 为无穷大。随节气门开度的增加，指示热效率 和机械效率均上升，故燃油消耗率急剧下降，在大负 荷需要浓混合气，不完全燃烧加剧，指示热效率下降， 燃油消耗率上升。

§5-3 发动机的速度特性

发动机的速度特性，是指发动机在油量 调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门 开度)保持不变的情况下，主要性能指标 ( 转矩、油耗、功率、排温、烟度等 ) 随 发动机转速的变化规律。
种类：部分负荷速度特性与外特性

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当油量控制机构在最大位置时，测得的特性为 全负荷速度特性(简称外特性)。
三、柴油机与汽油机负荷特性的区别
1 ）汽油机的燃油消耗率 普遍较高，且在从空 负荷向中、小负荷段 过渡时，燃油消耗率 下降缓慢，仍维持在 较高水平，燃油经济 性明显较差。 2 ）柴油机的燃油消耗量 曲线在中、小负荷段 的线性较好。 3 ）汽油机排温普遍较高， 且与负荷关系较小。
特性差别的解释

因为两种类型发动机的机械效率变化情况基本类似， 造成汽油机与柴油机燃油消耗率差异的主要原因就 在于指示热效率的差异。 由于柴油机的压缩比比汽油机高出较多，其过量空 气系数也要比汽油机大，燃烧大部分是在空气过量 的情况下进行的，所以柴油机的指示热效率要比汽 油机要高。这样，从数值上看，汽油机的燃油消耗 率数值高于柴油机。
发动机允许连续运转12小时的最大有效功率。 发动机允许长期运转的最大有效功率。
(2)1小时功率

(3)12小时功率


(4)持续功率

三、发动机性能指标分析式
有效功率 有效燃油消耗率
c Pe K1 itm n a
有效输出转矩
be K 3
1
itm
每小时耗油量
c Ttq K 2 itm a
二、发动机的功率标定

发动机的功率标定，是指制造企业根据发动 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 标定功率与标定转速。
我国发动机的功率可以分为四级

(1)15分钟功率

发动机允许连续运转15分钟的最大有效功率。 发动机允许连续运转1小时的最大有效功率。