发动机特性曲线市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、 一、发动机工况 发动机实际运行工作情况简称为工况。发动机工况能够用一组表征其某种性能参数来描述，其中主要参数时转速n和有效功率Pe （或扭矩Te） 一、发动机工况 发动机实际运行工作情况简称为工况。发动机工况能够用一组表征其某种性能参数来描述，其中主要参数时转速n和有效功率Pe （或扭矩Te）。 尽管发动机运行工况时各种多样，但一台发动机在Pen工况图上工作区域时有限，如图所表示。 第十章 发动机特征第一节 发动机工况及标定功率第1页 依据使用条件不一样，发动机工况。大致能够分为三类： 1.恒转速（固定式）工况 发动机功率改变，但曲轴转速几乎保持不变。如带动发电机、水泵等发动机。 2.流体阻

2、力（螺旋桨）工况 发动机功率与转速之间呈一定函数关系，常见为靠近三 次幂函数关系，即： Pekn3 如带动螺旋桨工作船用发动机即属这类。螺旋桨吸收功率与螺旋桨转速三次方成正比。 3.面工况 发动机功率与转速在很大范围内各自独立改变，二者没有特定关系。汽车和拖拉机等陆上运输车辆所使用发动机属这类。 第十章 发动机特征第一节 发动机工况及标定功率第2页第十章 发动机特征第一节 发动机工况及标定功率二、发动机标定功率 发动机所允许运转最大功率时有一定限制，要依据发动机特征、用途、使用特点和寿命要求在重复试验基础上人为确定。 同一型号发动机，在不一样使用条件及寿命要求下，铭牌上所标定功率及对应转速能够

3、不一样。发动机铭牌上标定功率，均为使用中允许最大功率，称为标定功率。我国国家标准要求，发动机标定功率分为以下四级： 1. 15min功率 在标准环境条件下，允许发动机连续运转15min最大有效功率。 2. 1h功率 在标准环境条件下，允许发动机连续运转1h最大有效功率。 3. 12h功率 在标准环境条件下，允许发动机连续运转12h最大有效功率。 4. 连续功率 在标准环境条件下，允许发动机长久连续运转最大有效功率。第3页 一、柴油机调整特征 1. 柴油机供油提前角调整特征 柴油机供油量调整机构固定，维持一定转速，测定有效功率Pe、小时燃料消耗量Gf、燃油消耗率ge随供油提前角改变关系，即 Pe

4、=f（）、 Gf= f（）、ge =f() ,称为供油提前角调整特征。 发动机性能指标随调整情况而改变关系称为发动机调整特征。如柴油机供油提前角调整特征、燃料调整特征、汽油机点火提前角调整特征、燃料（化油器）调整特征等。第十章 发动机特征第二节 调整特征第4页 2. 柴油机燃料调整特征 制取柴油机燃料调整特征时，应使供油提前角调整在最正确位置，保持发动机转速一定（普通为标定转速），将调速器与喷油泵供油拉杆联结脱开，发动机试验过程中冷却水温、机油压力和温度在正常范围内。第十章 发动机特征第二节 调整特征第5页 二、汽油机调整特征 1.汽油机点火提前角调整特征 当汽油机节气门开度、转速和混和气浓度

5、不变条件下，汽油机有效功率Pe和燃油消耗率ge随点火提前角改变关系，称为点火提前角调整特征。第十章 发动机特征第二节 调整特征第6页第十章 发动机特征第二节 调整特征第7页 在汽油机转速及节气门开度不变条件下，点火提前角最正确，有效功率、燃油消耗率随混合气成份改变关系为该转速和节气门开度燃料调整特征。2.汽油机燃料调整特征第十章 发动机特征第二节 调整特征第8页 发动机负荷特征是指发动机转速一定时，其性能指标（主要是经济性能指标Gf、ge ）随负荷（如Pe 或Te）改变规律。 一、汽油机负荷特征 点火提前角最正确、化油器调整完好情况下，保持汽油机转速一定，每小时耗油量、燃油消耗率随负荷改变关系

6、称为汽油机负荷特征。 1.燃油消耗率曲线 2.每小时耗油量曲线第十章 发动机特征第三节 负荷特征第9页 二、柴油机负荷特征 柴油机在转速一定，每小时耗油量、有效燃油消耗率随负荷改变关系为柴油机负荷特征。 1.燃油消耗率曲线 2.每小时耗油量曲线第十章 发动机特征第三节 负荷特征第10页 当发动机燃料供给调整机构（喷油泵调整齿杆或化油器节气门）位置一定时，发动机性能指标（ Te 、Pe 、Gf、ge 等）随转速改变规律。 发动机标定功率是在标定转速下发挥功率。确定合理标定转速和惯用转速范围，是研究发动机速度特征意义所在。同时，转速是发动机基本工况参数之一。许多工作机械对发动机转速有所要求。 当供

7、油量固定在标定功率位置时所测得速度特征称为外速度特征，简称外特征，它表示该发动机能工作最大功率界限，当供油量固定在标定功率以下任意位置时所测得速度特征称为部分速度特征，简称部分特征。 一、柴油机速度特征 制取柴油机速度特征时应将调速器与喷油泵联结脱开，使调速器不起调速作用；供油提前角调整在最正确位置；冷却水温、机油温度及压力正常。 第十章 发动机特征第四节 速度特征第11页1.柴油机外速度特征及工作性能 （1）扭矩曲线 （2）功率曲线 （3）燃油消耗率曲线第十章 发动机特征第四节 速度特征第12页 当喷油泵供油调整杆固定在小于标定功率循环供油量位置时测得部分速度特征。2.柴油机部分速度特征第十

8、章 发动机特征第四节 速度特征第13页3.扭矩特征（1）扭矩适应系数k kTemax/Teb 普通汽油机k1.21.4 柴油机k值只有1.05左右 （2）柴油机扭矩特征 改进（3）转速适应系数 n2/nb 第十章 发动机特征第四节 速度特征第14页 二、汽油机速度特征 汽油机节气门开度固定不变，点火提前角调整在最正确位置及化油器调整完好（汽油喷射式发动机燃料供给系统及进气系统工作正常），冷却水温，机油温度和压力正常。节气门全开时速度特征称为外特征；节气门部分打开时速度特征为部分负荷速冻特征。 1.汽油机外特征 （1）扭矩曲线 扭矩与、u、i、m乘积成正比。当节气门越大时，值改变不大，所以，扭矩

9、随转速改变规律主要取决于u、i、m随转速改变关系。 （2）功率曲线 功率与扭矩和转速乘积成正比。 （3）燃油消耗率曲线 油耗率大小主要取决于热效率和机械效率，并与i、m乘积成反比。 第十章 发动机特征第四节 速度特征第15页第十章 发动机特征第四节 速度特征 汽油机速度特征与柴油机速度特征比较，有以下特点： （1）因为受uf（n）影响，曲线改变较陡； （2）Pemax和Gfmax值比较显著； （3）部分速度特征时，因为节气门处进气节流，曲线更陡。所以汽油机在维持转速稳定和负荷适应性方面比柴油机优越。第16页第十章 发动机特征第四节 速度特征第17页第十章 发动机特征第四节 速度特征第18页第十

10、章 发动机特征第四节 速度特征第19页2.汽油机部分速度特征第十章 发动机特征第四节 速度特征 当节气门部分开启时，功率和扭矩曲线总是低于外特征。且节气门开度越小，扭矩曲线下降越快，扭矩和功率最大值所对应转速越低。 当节气门开度为75时，此时，加浓装置停顿工作，耗油率曲线位置到达最低。 节气门开度再减小时，因为残余废气相对增多。燃烧速率下降，热效率下降，耗油率增加。 第20页 一、调速特征 1.全程式调速器调速特征 在调速器起作用时，发动机主要性能指标随转速或负荷改变规律，即 Te 、n 、Gf、ge=f（Pe），或Pe、Te 、Gf、ge=f（n），称为发动机调速特征。 制取调速特征时，应保

11、持喷油泵调速器调整正常，调速器操作手柄放在最大位置，供油提前角调整到最正确位置，水温、油温和油压正常。 制取调速特征目标在于了解当负荷改变时，在调速器和校正器起作用下发动机主要性能指标改变规律及特征值，并可检验和评价调速器和校正器工作质量。第十章 发动机特征第五节 调速特征第21页第十章 发动机特征第五节 调速特征 在发动机空转到标定工况阶段（低负荷阶段），调速器起调速作用。在此阶段，伴随负荷逐步加大，发动机转速稍有下降。超出标定工况后（超负荷阶段），伴随负荷加大，转速下降很多，调速器已经不起作用。而校正器正在起作用，喷油泵供油拉杆行程稍稍加大。 整体上看，调速特征是一段特殊负荷特征（转速稍有

12、改变）和一段特殊速度特征（供油拉杆行程稍有改变）组合。第22页第十章 发动机特征第五节 调速特征第23页 1.两极式调速器调速特征 两极式调速器只在最低转速和最高转速时起作用，以预防发动机低速熄火或高速飞车，在中间各转速调速器不起作用。第十章 发动机特征第五节 调速特征第24页 二、调速器工作指标 1.调速率 （1）稳定调速率1（2）瞬时调速率2第十章 发动机特征第五节 调速特征 稳态调速率表明了发动机标定工况运转与最高空转时转速波动范围。假如稳定调速率太大，不但对工作机械稳定工作不利，而且对于空转时发动机磨损也是有害。 普通要求，农业排灌和工程机械用发动机要求18；汽车拖拉机发动机110；交

13、流发电机组用发电机要求高一些，15。 第25页第十章 发动机特征第五节 调速特征2.不灵敏度 瞬时调速率是评定调速器过渡过程指标。发动机在负荷突然发生改变时，转速也随之突变，并经过波动后又重新稳定，这个过程称为过渡过程。瞬时调速率表示过渡过程中转速波动瞬时增加百分比。 普通要求，212；对于发电机组用发动机要求28。 不灵敏度过大时，会引发发动机转速不稳，而且加剧喷油泵供油量调整机构移动时摩擦，结果调速器不灵敏度显著增加。 普通要求在标定转速时不超出1.22，最低转速时不超出1013。 第26页 一、万有特征意义 车用发动机运行工况是极其复杂，其转速与负荷都在很大范围内改变，要分析发动机在各种工况下性能，仅用12条速度特征和负荷特征曲线是远远不够，需要用一系列速度特征和负荷特征曲线才能全方面评价发动机性能情况，这么既不方便也不直观。为了能在一张图上，较全方面表示发动机工况面上性能，经常应用多参数特征，即万有特征。它是建立在负荷特征或速度特征基础上特征。经过万有特征能全方面表示发动机性能参数改变规律。 最惯用万有特征是以转速为横坐标，平都有效压力（或扭矩）为纵坐标。所