1、第六章 發動機的特性 第一節 發動機工況一、工況定義：發動機工況是以其發出的功率Pe和轉速n來表示 ： Pe =0.1047Ttqn10-3 KW二、穩定工作條件：當發動機發出的扭矩與工作機械消耗的扭矩相等（即Ttq=TR）時，兩者才能在一定轉速下按一定功率穩定工作。三、發動機特性：類 型 定 義范 圍調整特性發動機性能隨調整情況而變化的關系柴油機供油提前角調整特性；汽油機點火提前角調整特性；化油器調整特性性能特性發動機性能隨運行工況而變化的關系萬有特性（負荷特性+速度特性）；煙度特性；調速特性；排放特性；噪聲特性第1頁，共19頁。四、發動機使用條件及范圍：第2頁，共19頁。 第二節 發動機臺

2、架試驗一、作 用：發動機各項性能指標、參數及各類特性曲線都是在發動機試驗臺架上按規定的試驗方法進行測定的。二、試驗臺裝置：主要組成說 明 試驗臺架將待測發動機與測功器用聯軸節連接，并固定于堅實、防振的水泥基礎上。輔助裝置（1）冷卻系統；（2）量油裝置；（3）通風裝置；（4）消聲地坑自動控制測試柜含各種測量儀器、儀表及操縱臺第3頁，共19頁。三、制動測功裝置測功器 作用：（1）吸收試驗發動機發出的功，改變其負荷及轉速，模擬實際使 用的各種工況；（2）同時測定發動機輸出扭矩： 水力測功器 平衡式直流電力測功器（可反拖發動機） 電渦流測功器 分類：第4頁，共19頁。 發動機試驗臺架布置原理圖例第5頁

3、，共19頁。五、臺架試驗綜述一、概 述 為了避免引起爭論和混亂，使試驗得到的結果具有可比性，就必須規定統一的試驗標準（包括：試驗條件、試驗方法、使用儀表、試驗環境等）。二、功率標定 制造廠根據發動機的使用特點，考慮其可靠性和壽命，標出相應的功率和轉速（即標定工況）。定義： 三、標定功率（額定功率）（最大使用功率）根據發動機具體用途，在規定的額定（標定）轉速下所規定的 功率，它標在發動機銘牌上，是使用中的最大使用功率。注： 額定功率不是發動機所能發出的最大功率。標定功率全部落在外特性線上。 任意一個轉速根據需要都可規定為標定轉速 對應一個標定功率。第6頁，共19頁。類 型定 義應 用間歇功率15

4、min功率發動機允許連續運轉15min的最大有效功率汽車、摩托車、摩托艇1h功率發動機允許連續運轉1h 的最大有效功率運輸用拖拉機、工程機械、船舶12h功率發動機允許連續運轉12h 的最大有效功率耕作用拖拉機、農業排灌、電站持續功率持續功率發動機允許長時間連續運轉的最大有效功率農業排灌、電站、船舶、鐵路牽引車分類及應用第7頁，共19頁。大氣狀況： 六、關于大氣修正發動機運行地點的環境大氣壓力、大氣溫度和相對濕度。大氣修正： 定義：把不同大氣狀況下試驗所得的結果換算成標準大氣狀況下的參數。 目的：消除大氣狀況對發動機性能參數評價的影響；使功率標定不至于混亂，產品質量有統一檢驗標準，同時也便于比較

5、和選用發動機。標準環境狀況： 標 準 號標 況 參 量 值應 用GB 1105. 187大氣壓p0=100kpa=0.1Mpa往復活塞式柴油機和汽油機相對濕度0 =30%環境溫度T0 =298K=25有效功率及燃油 消耗率校正： 第8頁，共19頁。 第三節 發動機的負荷特性評定經濟性一、定義：負荷特性是指發動機轉速不變，其經濟性B和be （或其它性能）指標隨負荷Pe或Ttq或pme變化的關系。二、注釋：（1）負荷可理解為阻力矩的大小，它在數值上應與發動機扭矩、 功率有關：（2）當汽車以一定的速度沿阻力變化的道路行駛，在不換檔的情況下 必須改變油門以適應外界阻力矩的變化，保持發動機轉速不變。第9

6、頁，共19頁。三、關于負荷特性試驗：負荷特性試驗準備負荷特性圖將（汽油機的化油器, 點火提前角）或（柴油機的供油提前角）調整好; 測取時按規定保持冷卻水和潤滑油溫度在最佳狀態.負荷特性試驗原理第10頁，共19頁。、結論（車用發動機）： 同一轉速下的最低耗油率bemin愈 小，曲線變化愈平坦，則經濟性 就愈好； be隨負荷的增加而降低，在負荷 約為80%時be達到最小，隨后又 增加；在低負荷區曲線變化得 更快些。 汽油機負荷特性曲線變化比柴油 機的陡，故柴油機的經濟性比汽 油機好。柴油機負荷特性圖第11頁，共19頁。 第四節 發動機的速度特性一、定義：速度特性是指油門開度不變，其性能指標（Pe、

7、Ttq、be、B、Tr）隨轉速變化的關系。二、注釋： 若駕駛員將油門位置保持一定，由于道路阻力不同，汽車行 駛速度也會改變：上坡時汽車速度逐漸降低，下坡時速度增 加，這時發動機即沿速度特性工作。速度特性部分速度特性油門部分開啟（小于全開）時所測得的速度特性有無數條外特性全負荷速度特性油門全開時所測得的速度特性 外特性曲線只有一條 ； 它代表發動機的最高動力性 能，代表該機在使用中允許 達到的最高性能 ； 其上的每一點表示在此轉速 下的最大功率三、速度特性分類：第12頁，共19頁。汽油機速度特性柴油機速度特性1全負荷 275%負荷 350%負荷 425%負荷柴油機速度特性分析汽油機速度特性分析

8、各種負荷下Ttq曲線變化較平坦 （略凸） 各種負荷下， be曲線較平坦，略 凹且兩端上翹；最經濟區的轉速 范圍較寬；且約75%負荷時最經 濟有bemin。 n Pe Ttq總趨勢是n Ttq 且較陡; 節氣門開度愈小(負荷愈小) 則 n Ttq be隨負荷減小而翹曲度越大；經濟 區的轉速范圍愈窄；另約75%負荷 時最經濟有bemin。 Pe 呈上凸曲線，n Pe 第13頁，共19頁。四、扭矩特性 外特性 在不換檔的情況下,油門開度最大時,發動機的扭矩隨轉速的變化關系.表征參量扭矩儲備系數適應性系數K轉速儲備系數N表達式意義范圍汽油機10%30%1. 2 1.41. 15 2.0柴油機5%10%

9、1.051. 5 2.0因扭矩曲線平坦, 需調速器進行油量校正以滿足車用柴油機的工作需要第14頁，共19頁。 希望外特性功率曲線豐滿些,以提高后 備功率, 最終提高爬坡加速性能; 希望be曲線下凹平緩些以獲得較寬的 經濟轉速范圍; 希望Ttq曲線陡些以提高阻抗能力;五、車用客戶需求 理想特性曲線：第15頁，共19頁。 第七節 萬有特性一、萬有特性圖：它是多參數特性曲線圖,能在一張圖上較全面地表示發動機的性能.二、等油耗率曲線： 各等油耗率曲線不相交; 最內層的等油耗率曲線表 示最經濟; 曲線愈向外,經濟性愈差;第16頁，共19頁。 萬有特性的等油耗率曲線的作法第17頁，共19頁。三、等功率曲線： 例: 20KW等功率曲線的作法第18頁，共19頁。5、汽車選配發動機2。因汽車的負荷范圍較廣，在較廣的負荷范圍內發動機2有較低的油耗率be，且bemin2250g/kw.h ；農業灌溉機械（抽水）選配發動機2。因農業灌溉機械抽水流量變化不大，故負荷變化較小，而在75%85%負荷區有相對較低的be，且bemin1250g/kw.h