工程热力学基础、发动机各项性能指标、发动机工况、发动机速度与负荷特性.(2)

1、1/23 课程内容概述课程内容概述 第一章发动机原理基础知识第一章发动机原理基础知识 第二章发动机的换气过程第二章发动机的换气过程 第三章汽油机的燃料与燃烧第三章汽油机的燃料与燃烧 第四章柴油机的燃料与燃烧第四章柴油机的燃料与燃烧 第五章燃气发动机的燃料与燃烧第五章燃气发动机的燃料与燃烧 第六章第六章发动机的特性发动机的特性 第七章汽车的动力性第七章汽车的动力性 第八章汽车的制动性第八章汽车的制动性 第九章汽车的使用经济性第九章汽车的使用经济性 第十章汽车的操纵稳定性第十章汽车的操纵稳定性 第十一章汽车的舒适性第十一章汽车的舒适性 第十二章汽车的通过性第十二章汽车的通过性 第十三章汽车性能的合

2、理使用第十三章汽车性能的合理使用 3/23 第六章第六章 发动机特性发动机特性 第一节第一节 发动机的工况发动机的工况 第二节第二节 发动机的速度特性发动机的速度特性 第三节第三节 发动机的负荷特性发动机的负荷特性 第四节第四节 发动机的调整特性发动机的调整特性 4/23 第三节第三节 发动机的负荷特性发动机的负荷特性 u负荷特性负荷特性: :发动机在转速发动机在转速n n一定时，燃油经济性指标及一定时，燃油经济性指标及 其他参数随负荷的变化规律。其他参数随负荷的变化规律。 一、一、汽油机的负荷特性汽油机的负荷特性 二、二、柴油机的负荷特性柴油机的负荷特性 u结论：结论：负荷特性曲线的特点负荷

3、特性曲线的特点 ge GT 5/23 1 1. .定义：定义：汽油机汽油机转速保持转速保持不变不变( (通过改变节气门开度来适应通过改变节气门开度来适应 外界负荷的变化外界负荷的变化)时，时， 每小时燃油消耗量每小时燃油消耗量GT和燃油消耗率和燃油消耗率ge 随随Pe（或（或Me、pe）的变化规律，称汽油机负荷特性。）的变化规律，称汽油机负荷特性。 u负荷调节为量调节，负荷特性又称节流特性。负荷调节为量调节，负荷特性又称节流特性。 2.2.负荷特性曲线分析：负荷特性曲线分析： 1）GT曲线曲线: : 2 2）ge曲线曲线: : 一、汽油机的负荷特性一、汽油机的负荷特性 6/23 GT曲线曲线

4、u由由GT=k4v n/at知：知： 在转速一定时，在转速一定时，GT主要取决于主要取决于 节气门开度和混合气浓度。节气门开度和混合气浓度。 u结论：结论： 7/23 ge曲线曲线 u由由ge=k3/im ，ge e 随负荷的变化取决于随负荷的变化取决于i i 和和m m随负荷的变化。如图随负荷的变化。如图6-136-13。 ui曲线曲线：中小负荷时，中小负荷时，i随着负荷增加而上随着负荷增加而上 升；大负荷时，升；大负荷时， i随着负荷增加而下降。随着负荷增加而下降。 um曲线曲线：由由 可知：当可知：当n一定，中小负一定，中小负 荷时，随负荷增加，荷时，随负荷增加，m迅速增加。大负荷时，迅

5、速增加。大负荷时， 随负荷增加，随负荷增加， m 缓慢增加。怠速时，指示功缓慢增加。怠速时，指示功 率完全用于自身消耗（率完全用于自身消耗（Pi=Pm ），）， m =0。 u结论：结论：怠速时，怠速时， g ge e = =，随负荷增加，随负荷增加，g ge e迅迅 速下降；当速下降；当g ge e 出现最小值后，随负荷增加，出现最小值后，随负荷增加， g ge e开始缓慢上升。开始缓慢上升。 i m m P P 1 gemin 8/23 二、柴油机的负荷特性二、柴油机的负荷特性 1 1. .定义：定义：柴油机柴油机转速保持转速保持不变不变( (通过移动供油拉杆或通过移动供油拉杆或 齿条位置

6、来适应外界负荷的变化齿条位置来适应外界负荷的变化) )时，每小时燃油消时，每小时燃油消 耗量耗量GT和燃油消耗率和燃油消耗率ge随随Pe（或（或Me、pe）的变化规律，）的变化规律， 称柴油机负荷特性。称柴油机负荷特性。 u负荷调节为质调节。负荷调节为质调节。 2.2.负荷特性曲线分析：负荷特性曲线分析： 1）GT曲线曲线: : 2 2）ge曲线曲线: : 9/23 GT曲线曲线 u由由GT=k4v n/at知：知： 在转速在转速n一定时，一定时，GT主要取主要取 决于循环供油量决于循环供油量g g 大小。大小。 u结论：结论： 10/23 ge曲线曲线 u由由ge=k3/im知知 ，ge e

7、 随负荷的变化取决随负荷的变化取决 于于i i和和m m随负荷的变化。如图随负荷的变化。如图6-156-15。 ui曲线曲线：在：在中小负荷时，中小负荷时， i随着负荷增随着负荷增 加而下降（与汽油机不同）；在大负荷加而下降（与汽油机不同）；在大负荷 时，时，i随着负荷增加下降更快。随着负荷增加下降更快。 um曲线曲线：同汽油机一样，中小负荷时同汽油机一样，中小负荷时m 迅速增加；大负荷时，机械效率迅速增加；大负荷时，机械效率m 缓慢缓慢 增加；怠速时，增加；怠速时，m =0。 u结论结论： 11/23 ge曲线曲线 怠速时，怠速时，m =0，ge趋于趋于；在中；在中 小负荷时，随负荷增加，使

8、小负荷时，随负荷增加，使ge 迅迅 速下降；当负荷增加到速下降；当负荷增加到1点时，点时， ge 最小最小；大负荷时，随负荷增加，；大负荷时，随负荷增加， 使使ge 缓慢上升；当负荷增加到缓慢上升；当负荷增加到2点点 时（过浓），排气管开始冒黑烟。时（过浓），排气管开始冒黑烟。 当负荷增加到当负荷增加到3点以后（极浓），点以后（极浓）， 虽然虽然ge 继续增加，但继续增加，但Pe下降。下降。 冒烟界限冒烟界限 负荷特性曲线的特点负荷特性曲线的特点 12/23 负荷特性曲线的特点负荷特性曲线的特点 负荷特性曲线常用来评价发动机工作的经济性。负荷特性曲线常用来评价发动机工作的经济性。转速变化时转速

9、变化时,各条负各条负 荷特性曲线的荷特性曲线的变化趋势变化趋势相同，只是各条曲线的路径不同而已。相同，只是各条曲线的路径不同而已。 由负荷特性曲线可以看出：由负荷特性曲线可以看出： 1 1）在同一转速下，）在同一转速下，gemin min值越小，曲线越平坦，经济性越好。 值越小，曲线越平坦，经济性越好。 比较汽油机与柴油机的负荷特性曲线比较汽油机与柴油机的负荷特性曲线，柴油机，柴油机gemin比汽油机低比汽油机低 20%20%30%30%；且；且ge曲线较平坦，部分负荷时低油耗区域比汽油机要宽，曲线较平坦，部分负荷时低油耗区域比汽油机要宽， 所以柴油机更省油。所以柴油机更省油。 2 2）在中小

10、负荷范围，随负荷增加）在中小负荷范围，随负荷增加ge迅速下降；在接近大负荷（负荷迅速下降；在接近大负荷（负荷 在在80%80%左右），左右），ge 值最小。值最小。 要提高燃料经济性，希望发动机经常处于或接近油耗低、负荷较大要提高燃料经济性，希望发动机经常处于或接近油耗低、负荷较大 的区域运转。的区域运转。 13/23 汽油机与柴油机负荷特性比较汽油机与柴油机负荷特性比较 14/23 第四节第四节 发动机的调整特性发动机的调整特性 一、一、汽油机点火提前角调整特性汽油机点火提前角调整特性 二、二、柴油机喷油提前角调整特性柴油机喷油提前角调整特性 三、三、柴油机的调速特性柴油机的调速特性 15/

11、23 一、汽油机点火提前角调整特性一、汽油机点火提前角调整特性 u定义：节气门保持全开、转速不变、燃料供给系为最佳时，定义：节气门保持全开、转速不变、燃料供给系为最佳时， 有效功率和有效燃油消耗率随点火提前角的变化规律，称点有效功率和有效燃油消耗率随点火提前角的变化规律，称点 火提前角调整特性。火提前角调整特性。 u最佳点火提前角最佳点火提前角： u对应每一个工况都有一个最佳点火提前角，在对应每一个工况都有一个最佳点火提前角，在转速转速和和负荷负荷 变化时，最佳点火提前角相应改变。变化时，最佳点火提前角相应改变。 16/23 点火提前角调整特性点火提前角调整特性 17/23 不同转速点火提前角

12、的调整特性不同转速点火提前角的调整特性 最佳点火提前角最佳点火提前角 随转速增加而增大随转速增加而增大 18/23 不同转速点火提前角的调整特性不同转速点火提前角的调整特性 最佳点火提前角最佳点火提前角 随负荷增加而减小随负荷增加而减小 19/23 二、柴油机喷油提前角调整特性二、柴油机喷油提前角调整特性 u定义定义: :转速和油量调节机构位置转速和油量调节机构位置 保持不变时，有效功率和有效燃保持不变时，有效功率和有效燃 油消耗率随喷油提前角的变化规油消耗率随喷油提前角的变化规 律律，称喷油提前角调整特性。，称喷油提前角调整特性。 u最佳最佳喷油提前角喷油提前角 u对应每一个工况，都有一最佳

13、喷对应每一个工况，都有一最佳喷 油提前角。油提前角。 u在负荷一定时，喷油提前角应随在负荷一定时，喷油提前角应随 转速提高而增大。转速提高而增大。 20/23 三、柴油机的调速特性三、柴油机的调速特性 u为保证柴油机运转稳定，防止为保证柴油机运转稳定，防止 怠速熄火和高速飞车，必须安怠速熄火和高速飞车，必须安 装调速器。装调速器。 u在调速器起作用时，柴油机性在调速器起作用时，柴油机性 能指标随转速或负荷的变化关能指标随转速或负荷的变化关 系，称为柴油机的调速特性。系，称为柴油机的调速特性。 u调速器有调速器有全程式全程式和和两极式两极式两种。两种。 21/23 全程式调速特性全程式调速特性 在所有的转速范围内，调速器都能在所有的转速范围内，调速器都能 根据外界负荷的变化，自动调节循根据外界负荷的变化，自动调节循 环供油量大小，保证在驾驶员选定环供油量大小，保证在驾驶员选定 的任一转速下，使柴油机在极小的的任一转速下，使柴油机在极小的 转速变化范围内稳定运转。转速变化范围内稳定运转。 调速特性调速特性分析分析： 22/23 两极式调速特性两极式调速特性 只在最低转速和最高转速时只在最低转速和最高转速时 起作用，防止怠速时熄火和起作用，防止怠速时熄火和 高速时飞车，而中间转