第11章 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性與匹配技術(shù)

1、Luoyang Institute Of Science And Technology 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 講課內(nèi)容講課內(nèi)容 第第1111章章 運(yùn)行特性與整車匹配運(yùn)行特性與整車匹配 仍關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性仍關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性: 點(diǎn)點(diǎn)工況工況 線線工況工況 面面工況工況 a) 從從發(fā)動(dòng)機(jī)本身發(fā)動(dòng)機(jī)本身質(zhì)質(zhì)和和量量環(huán)節(jié)提高環(huán)節(jié)提高 動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性 在在整車整車上提高發(fā)動(dòng)機(jī)上提高發(fā)動(dòng)機(jī) 的使用性能的使用性能(匹配匹配) Luoyang Ins

2、titute Of Science And Technology 1 1）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況）發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況(operating (operating condition)condition)：負(fù)荷：負(fù)荷T Ttq tq, ,p pmeme( (P Pe e) vs ) vs 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n n (1) (1) 點(diǎn)工況點(diǎn)工況：抽水機(jī)：抽水機(jī) (2) (2) 線工況線工況：發(fā)電機(jī)組：發(fā)電機(jī)組 ；船舶發(fā)；船舶發(fā) 動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī) (3) (3) 面工況面工況：汽車；拖拉機(jī)：汽車；拖拉機(jī) a a 最大功率限制線最大功率限制線 b b 最高轉(zhuǎn)速限制線最高轉(zhuǎn)速限制線 c c 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速限制線最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速限制線 d

3、d 怠速線怠速線 e e 倒拖線倒拖線 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 點(diǎn)工況：點(diǎn)工況：運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速 和負(fù)荷保持不變，如排灌所 用的水泵的動(dòng)力 Luoyang Institute Of Science And Technology 點(diǎn)工況：點(diǎn)工況：運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速 和負(fù)荷保持不變，如排灌所 用的水泵的動(dòng)力 Luoyang Institute

4、 Of Science And Technology 3 nPe Luoyang Institute Of Science And Technology Luoyang Institute Of Science And Technology 2）發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定功率）發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定功率 (rated power) l標(biāo)定工況：發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上規(guī)定的標(biāo)定工況：發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上規(guī)定的 最大輸出最大輸出功率功率及其對(duì)應(yīng)及其對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速所確所確 定的工況。定的工況。 (1) 15分鐘功率分鐘功率：車用發(fā)動(dòng)機(jī)：車用發(fā)動(dòng)機(jī) (2) 1小時(shí)功率小時(shí)功率：拖拉機(jī)、工程機(jī)械：拖拉機(jī)、工程機(jī)械 (3) 12小時(shí)功率小時(shí)功率：排

5、灌、電站：排灌、電站 (4) 持續(xù)功率持續(xù)功率：遠(yuǎn)洋船舶、機(jī)車：遠(yuǎn)洋船舶、機(jī)車 l同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，標(biāo)定功率的時(shí)間同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，標(biāo)定功率的時(shí)間 越長(zhǎng)，標(biāo)定功率越小。越長(zhǎng)，標(biāo)定功率越小。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線的定義：發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線的定義： 在一定條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)在一定條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo) 與特性參數(shù)

6、隨各種可變因素的變與特性參數(shù)隨各種可變因素的變 化規(guī)律?；?guī)律。 1）按工作特點(diǎn)分類）按工作特點(diǎn)分類 穩(wěn)態(tài)特性穩(wěn)態(tài)特性：性能參數(shù)和特性參：性能參數(shù)和特性參 數(shù)不隨時(shí)間變化的特性。數(shù)不隨時(shí)間變化的特性。 (1)動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性：性能參數(shù)或特性參：性能參數(shù)或特性參 數(shù)至少有一個(gè)參數(shù)隨時(shí)間變化數(shù)至少有一個(gè)參數(shù)隨時(shí)間變化 的特性，又稱為瞬態(tài)特性。的特性，又稱為瞬態(tài)特性。 動(dòng)態(tài)空燃比變化：動(dòng)態(tài)空燃比變化： 加速加濃；減速減稀加速加濃；減速減稀 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配

7、發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 動(dòng)態(tài)過程非常復(fù)雜動(dòng)態(tài)過程非常復(fù)雜 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài) 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) Luoyang Institute Of Science And Technology 2）按參數(shù)性質(zhì)分類）按參數(shù)性質(zhì)分類 (1)調(diào)整特性調(diào)整特性：轉(zhuǎn)速和油量調(diào)節(jié)位置：轉(zhuǎn)速和油量調(diào)節(jié)位置 不變不變(節(jié)氣門或油量調(diào)節(jié)桿節(jié)氣門或油量調(diào)節(jié)桿)，發(fā)，發(fā) 動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整參數(shù)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整參數(shù)( ig, fj, a, , 配氣相位配氣相位, 氣門升程氣門升程, 歧管歧管 長(zhǎng)度長(zhǎng)度, 渦輪噴嘴等渦輪噴嘴等)的變化規(guī)律的變化規(guī)律 。 (目的目的:使發(fā)動(dòng)機(jī)性能最優(yōu)使發(fā)動(dòng)機(jī)性能最優(yōu)) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)

8、運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 上述調(diào)整參數(shù)都可以用電控上述調(diào)整參數(shù)都可以用電控 技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn): : ( (可變技術(shù)可變技術(shù)-Variable)-Variable) Luoyang Institute Of Science And Technology 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 2 2）按參數(shù)性質(zhì)分類）按參

9、數(shù)性質(zhì)分類 (2)(2)運(yùn)行特性運(yùn)行特性：在一定條件下，發(fā)：在一定條件下，發(fā) 動(dòng)機(jī)性能參數(shù)隨運(yùn)行工況參數(shù)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)隨運(yùn)行工況參數(shù) ( (負(fù)荷和轉(zhuǎn)速負(fù)荷和轉(zhuǎn)速) )的變化規(guī)律的變化規(guī)律( (在在穩(wěn)穩(wěn) 態(tài)態(tài)條件下條件下) )。 l速度特性速度特性 油量調(diào)節(jié)部位油量調(diào)節(jié)部位 不變，性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化不變，性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速變化 的規(guī)律。的規(guī)律。 l負(fù)荷特性負(fù)荷特性 速度不變，性速度不變，性 能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的規(guī)律。能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的規(guī)律。 l全全( (萬有萬有) )特性特性 轉(zhuǎn)速和負(fù)轉(zhuǎn)速和負(fù) 荷都變化時(shí)，性能指標(biāo)的變荷都變化時(shí)，性能指標(biāo)的變 化規(guī)律?；?guī)律。 Luoyang Institute Of

10、Science And Technology 2 2）按參數(shù)性質(zhì)分類）按參數(shù)性質(zhì)分類 (2)(2)運(yùn)行特性運(yùn)行特性：在一定條件下，發(fā)：在一定條件下，發(fā) 動(dòng)機(jī)性能參數(shù)隨運(yùn)行工況參數(shù)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)隨運(yùn)行工況參數(shù) ( (負(fù)荷和轉(zhuǎn)速負(fù)荷和轉(zhuǎn)速) )的變化規(guī)律的變化規(guī)律( (在在穩(wěn)穩(wěn) 態(tài)態(tài)條件下條件下) )。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 ) 2 )()( ss s sc 0a u mtce in TR p V l H P uetumitu

11、mtc e 111 HHH b mit a c 3tq KT mit 2 e K b nKP mit a c 1e 運(yùn)行特性分析方法：運(yùn)行特性分析方法： Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)分析 ngKB gKT ngKP b mitbtq mitbe 7 6 5 Luoyang Institute Of Science And Technology 1) 1) 速度特性：速度特性：每一個(gè)油量調(diào)節(jié)位置每一個(gè)油量調(diào)節(jié)位置 都對(duì)應(yīng)一條速度特性曲線都對(duì)應(yīng)一條速度特性曲線 外特性外特性(WOT)(WOT)：標(biāo)定工況位置所：標(biāo)定工況位置所 決定的

12、全負(fù)荷速度特性曲線。決定的全負(fù)荷速度特性曲線。 決定了發(fā)動(dòng)機(jī)和整車的最大動(dòng)力決定了發(fā)動(dòng)機(jī)和整車的最大動(dòng)力 性能。性能。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 主要內(nèi)容主要內(nèi)

13、容 l 汽油機(jī)速度特性汽油機(jī)速度特性 mit a c 3tq KT mit 2 e K b nKP mit a c 1e 指示效率指示效率機(jī)械效率機(jī)械效率 過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)充量系數(shù)充量系數(shù) Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化 1.指示效率it 曲線具有中間平坦，兩頭略低。 2. 機(jī)械效率m 曲線總體趨勢(shì)是隨轉(zhuǎn)速的上升而下降。 3.充量系數(shù)c曲線總體隨轉(zhuǎn)速的上升略有上升 4.過量空氣系數(shù)a曲線總體上隨轉(zhuǎn)速上升而略有下降。 Luoyang Institute Of Science And Technology

14、汽油機(jī)Ttq、Pe、bi、be指標(biāo)的速度特性 1.轉(zhuǎn)矩Ttq受c、 m的影響，在某一較低轉(zhuǎn)速處有最 大值，然后隨轉(zhuǎn)速的上升而快速下降。 2.功率Pe曲線按Pe Ttq Ttq? n的關(guān)系，先隨轉(zhuǎn)速n上 升而增大，到一定轉(zhuǎn)速后，由于的Ttq下降率高于n的 上升率，致使 轉(zhuǎn)而下降。 3.指示燃料消耗率bi與指示效率it成反比，故其速 度特性曲線呈中間平坦，兩頭高 4.有效燃油消耗率be 1/（ it ? m），隨轉(zhuǎn)速 的上升上翹幅度加大，節(jié)氣門開度愈小，則彎曲愈大 。 Luoyang Institute Of Science And Technology 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況

15、2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 l 柴油機(jī)速度特性柴油機(jī)速度特性 mitb6tq gKT mit 2 e K b ngKP mitb5e 循環(huán)噴油量循環(huán)噴油量 ( (柱塞泵）柱塞泵） 節(jié)流效應(yīng)節(jié)流效應(yīng) Luoyang Institute Of Science And Technology 一、柴油機(jī)的速度特性 柴油機(jī)的速度特性。主要參數(shù)(如有效轉(zhuǎn)矩與燃油消耗率)的變 化趨勢(shì)，可作如下分析。 由于轉(zhuǎn)矩Ttq正比于平均有效壓力pme，而pme可以表示為 式中，gb為每循環(huán)供油

16、量。 可見，在柴油機(jī)中，轉(zhuǎn)矩的大小取決于每循環(huán)供油量gb， 指示熱效率it以及機(jī)械效率m，圖84給出了外特性上主要 參數(shù)的變化情況，其趨勢(shì)可分別闡述如下。 mitbm s it mmime g V Q pp 1 Luoyang Institute Of Science And Technology a it c mm mi mm m A p p p 11 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的曲線 1.循環(huán)燃料消耗量gb曲線隨轉(zhuǎn)速上升而增加。 2.指示效率it 曲線具有中間平坦，兩頭略低。 3. 機(jī)械效率m 曲線總體趨

17、勢(shì)是隨轉(zhuǎn)速的上升而下降。 Luoyang Institute Of Science And Technology Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)Ttq、Pe、bi、be指標(biāo)的速度特性 1.轉(zhuǎn)矩Ttq受gb及m曲線有相反的變化趨勢(shì)而總體上變 化較平坦。 2.功率Pe隨轉(zhuǎn)速n上升而增大。由于Ttq曲線較平坦， 所以達(dá)到的最大功率點(diǎn)遠(yuǎn)離最高使用轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)速n 高于標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí)，功率仍持續(xù)加大 。 3.指示燃料消耗率bi與指示效率it成反比， bi曲線 變化規(guī)律與it相反，變化較平坦 4.有效燃油消耗率be 曲線是在曲線的基礎(chǔ)上作了 m 修

18、正，隨轉(zhuǎn)速的上升上翹幅度加大。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)與汽油機(jī)速度特性的對(duì)比柴油機(jī)與汽油機(jī)速度特性的對(duì)比 汽油機(jī)速度特性汽油機(jī)速度特性 1) 汽油機(jī)的汽油機(jī)的Ttq總體向下傾總體向下傾 斜較大，尤其是在低負(fù)斜較大，尤其是在低負(fù) 荷；柴油機(jī)的荷；柴油機(jī)的Ttq總體變總體變 化平坦，低負(fù)荷略向上化平坦，低負(fù)荷略向上 揚(yáng)揚(yáng) 配套汽車時(shí)存在動(dòng)配套汽車時(shí)存在動(dòng) 力性、力性、穩(wěn)定性差異。穩(wěn)定性差異。 2) 汽油機(jī)汽油機(jī)Pe外特性的最大外特性的最大 值往往是標(biāo)定功率點(diǎn)；值往往是標(biāo)定功率點(diǎn)； 柴油機(jī)柴油機(jī)Pe外特性無此極外特性無此極 值點(diǎn)

19、。值點(diǎn)。 3) 汽油機(jī)汽油機(jī)be線陡峭些，尤線陡峭些，尤 其是低負(fù)荷；柴油機(jī)其是低負(fù)荷；柴油機(jī)be 線較平坦。線較平坦。 柴油機(jī)速度特性柴油機(jī)速度特性 Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，特別適合車用的需要，也就是說， 自動(dòng)適應(yīng)道路阻力變化的能力較強(qiáng)，行駛速度比較穩(wěn)定。 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩與外界阻力矩在a點(diǎn)是平衡的，內(nèi)燃機(jī)將在a 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速na下穩(wěn)定工作。如遇上坡等阻力增加的情 況，內(nèi)燃機(jī)從工況a過渡到工況1、沿速度特性1工作的內(nèi) 燃機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大了Ttq1，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低了n1。這說 明駕駛員不用操作，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行了調(diào)整，轉(zhuǎn)速降

20、低 而轉(zhuǎn)矩增大，以克服外界阻力的變化。對(duì)于另一發(fā)動(dòng)機(jī)， 其速度特性如圖中曲線，由于其轉(zhuǎn)矩曲線較平坦，則 從工況a過渡到工況2時(shí)，轉(zhuǎn)速降低較多(n2n1)而轉(zhuǎn) 矩增大的幅度并不大(Ttq2Ttq1)。這一結(jié)果說明， 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線越陡，運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和操縱性能就越好。 因此，汽油機(jī)一般不需要配備調(diào)速裝置，即使當(dāng)阻力矩 突變到零時(shí)，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速也不會(huì)超速或飛車。柴油機(jī) 的調(diào)節(jié)過程與裝置則與汽油機(jī)有明顯的不同，需要采用 專門設(shè)計(jì)的調(diào)速器。 概念引入概念引入 Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)、柴油機(jī)外特性曲線與阻力線的平衡關(guān)系汽油機(jī)、柴油機(jī)外

21、特性曲線與阻力線的平衡關(guān)系 Luoyang Institute Of Science And Technology 外特性的動(dòng)力適應(yīng)性外特性的動(dòng)力適應(yīng)性 1 1）轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)與轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)）轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)與轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù) tqntqmaxT /TTK 1)/( Ttqntqntqmax KTTTT 2 2）轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)）轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù) mnn /nnK Question:Question:三條轉(zhuǎn)矩外特性線，三條轉(zhuǎn)矩外特性線， 哪一條線的動(dòng)力適應(yīng)性最好？哪一條線的動(dòng)力適應(yīng)性最好？ 結(jié)論結(jié)論： K KT T和和K Kn n越大，發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻越大，發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻 力的能力越強(qiáng)力的能力越強(qiáng) 汽油機(jī)汽油機(jī): 1

22、.62.5: 1.62.5 柴油機(jī)柴油機(jī): 1.42.0: 1.42.0 汽油機(jī)汽油機(jī): 1.251.35: 1.251.35 柴油機(jī)柴油機(jī): 1.05: 1 1, , K Kn1 n1= =K Kn2n2 3 3= = 2 2, , K Kn3 n3 K Kn2n2 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)與汽油機(jī)外特性的對(duì)比柴油機(jī)與汽油機(jī)外特性的對(duì)比 相同標(biāo)定點(diǎn)條件下，汽、柴油機(jī)動(dòng)力適應(yīng)性對(duì)比相同標(biāo)定點(diǎn)條件下，汽、柴油機(jī)動(dòng)力適應(yīng)性對(duì)比 結(jié)論結(jié)論： l 同一檔位，汽油機(jī)同一檔位，汽油機(jī) 的加速和克服阻力能的加速和克服阻力能 力優(yōu)于柴油機(jī)。

23、力優(yōu)于柴油機(jī)。 l 柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速更柴油機(jī)最高轉(zhuǎn)速更 遠(yuǎn)偏離標(biāo)定轉(zhuǎn)速，造遠(yuǎn)偏離標(biāo)定轉(zhuǎn)速，造 成成“飛車飛車”。 l 柴油機(jī)需要低速柴油機(jī)需要低速 “校正校正” ；高速；高速“調(diào)調(diào) 速速”。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)外特性的校正柴油機(jī)外特性的校正 n 虛線虛線煙度限制線。煙度限制線。 n 剖面線剖面線可以讓外特性進(jìn)行校正而不可以讓外特性進(jìn)行校正而不 使煙度超標(biāo)的空間。使煙度超標(biāo)的空間。 n 校正方法：校正方法： 機(jī)械校正機(jī)械校正: 加速踏板位置不變，油量調(diào)加速踏板位置不變，油量調(diào) 節(jié)桿位置隨轉(zhuǎn)速下降而自動(dòng)增大。節(jié)桿位置隨轉(zhuǎn)速下

24、降而自動(dòng)增大。 n 校正外特性曲線校正外特性曲線機(jī)械校正法得到的機(jī)械校正法得到的 速度特性已不符合油量調(diào)節(jié)桿位置不變速度特性已不符合油量調(diào)節(jié)桿位置不變 的定義，故稱之為校正外特性曲線。的定義，故稱之為校正外特性曲線。 Luoyang Institute Of Science And Technology 9090年代的一款汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線年代的一款汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 江鈴江鈴VM R425VM R425柴油機(jī)外特性曲線柴油機(jī)外特性曲線 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的

25、調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 (1) (1) 發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作原理 l 汽油機(jī)節(jié)氣門控制負(fù)荷，向下傾斜的速汽油機(jī)節(jié)氣門控制負(fù)荷，向下傾斜的速 度特性線具有很好的自我調(diào)節(jié)能力。度特性線具有很好的自我調(diào)節(jié)能力。 l 柴油機(jī)油量調(diào)節(jié)桿控制負(fù)荷，速度特性柴油機(jī)油量調(diào)節(jié)桿控制負(fù)荷，速度特性 變化平坦，速度波動(dòng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)。變化平坦，速度波動(dòng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)。 轉(zhuǎn)速波動(dòng)大轉(zhuǎn)速波動(dòng)大 或飛車或飛車 轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或熄火轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或熄火 Luoyang Institute Of Science And Tech

26、nology 柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) P P型直列泵型直列泵 柱塞軸向分配泵柱塞軸向分配泵 單體泵單體泵(UPS)(UPS) 共軌共軌(CR)(CR) 泵噴嘴泵噴嘴 (UIS)(UIS) 柴油機(jī)有哪幾種常用的燃油噴射系統(tǒng)？柴油機(jī)有哪幾種常用的燃油噴射系統(tǒng)？ Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)是如何分類的？柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)是如何分類的？ 電控燃油噴射系統(tǒng)電控燃油噴射系統(tǒng): 直列泵、柱塞分配泵直列泵、柱塞分配泵 l不改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，只是用電控裝置取代不改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)的工作原理和基

27、本結(jié)構(gòu)，只是用電控裝置取代 機(jī)械調(diào)速器和提前器，對(duì)機(jī)械調(diào)速器和提前器，對(duì)油量調(diào)節(jié)桿油量調(diào)節(jié)桿(直列泵直列泵)和油量調(diào)節(jié)環(huán)套和油量調(diào)節(jié)環(huán)套(分配分配 泵泵)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)油量和定時(shí)的控制。的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)油量和定時(shí)的控制。 電控燃油噴射系統(tǒng)：電控燃油噴射系統(tǒng)：?jiǎn)误w泵、泵噴嘴（單體泵、泵噴嘴（UIS、UPS） l利用安裝在高壓油路中的高速、強(qiáng)力電磁閥直接控制噴油時(shí)刻和噴利用安裝在高壓油路中的高速、強(qiáng)力電磁閥直接控制噴油時(shí)刻和噴 油量（泄壓電磁閥開閉時(shí)刻）。油量（泄壓電磁閥開閉時(shí)刻）。 3) 電控燃油噴射系統(tǒng)電控燃油噴射系統(tǒng)：共軌系統(tǒng)（：共軌系統(tǒng)（CR） l噴射壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速解藕，在

28、高壓油泵和噴油器之間加裝穩(wěn)壓腔噴射壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速解藕，在高壓油泵和噴油器之間加裝穩(wěn)壓腔 （共軌），精確控制壓力、噴油時(shí)刻和噴油脈寬。（共軌），精確控制壓力、噴油時(shí)刻和噴油脈寬。 柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) Luoyang Institute Of Science And Technology ( (軸向軸向) )分配泵分配泵直列泵直列泵 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 只有柱塞式只有柱塞式直列泵直列泵和和分配泵分配泵有調(diào)速問題！有調(diào)速問題！ Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器

29、的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 (2) (2) 柴油機(jī)的調(diào)速模式柴油機(jī)的調(diào)速模式 n 全程調(diào)速全程調(diào)速：所有轉(zhuǎn)速起作用。加速踏板不直：所有轉(zhuǎn)速起作用。加速踏板不直 接控制油量調(diào)節(jié)桿，而是控制彈簧預(yù)緊力。接控制油量調(diào)節(jié)桿，而是控制彈簧預(yù)緊力。 l調(diào)速前調(diào)速前, , 油量調(diào)節(jié)油量調(diào)節(jié) 位置處于最大供油位置處于最大供油 l轉(zhuǎn)速增加轉(zhuǎn)速增加, , 飛錘張飛錘張 開開, , 推動(dòng)滑套右移推動(dòng)滑套右移 擺動(dòng)擺桿擺動(dòng)擺桿9, 9, 通過牽通過牽 引桿引桿1010帶動(dòng)從動(dòng)桿帶動(dòng)從動(dòng)桿 11, 11, 使油量調(diào)節(jié)桿使油量調(diào)節(jié)桿 1717往右移減油往右

30、移減油; ; 反反 之加油。之加油。 飛錘離心力飛錘離心力 ( (支持力支持力) ) 當(dāng)量彈簧恢復(fù)力當(dāng)量彈簧恢復(fù)力 操縱桿轉(zhuǎn)角位置操縱桿轉(zhuǎn)角位置 彈簧恢復(fù)力彈簧恢復(fù)力E E取決取決 于滑套位置于滑套位置z z和操和操 縱桿位置縱桿位置 滑套位移滑套位移 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 (2) (2) 柴油機(jī)的調(diào)速模式柴油機(jī)的調(diào)速模式 n 全程調(diào)速全程調(diào)速：所有轉(zhuǎn)速起作用。加速踏板不直：所有轉(zhuǎn)速起

31、作用。加速踏板不直 接控制油量調(diào)節(jié)桿，而是控制彈簧預(yù)緊力。接控制油量調(diào)節(jié)桿，而是控制彈簧預(yù)緊力。 注意：注意： l 每一個(gè)踏板位置只對(duì)應(yīng)一條調(diào)速特性線；每一個(gè)踏板位置只對(duì)應(yīng)一條調(diào)速特性線； l 每條曲線都是從低速時(shí)的外特性平線開始，每條曲線都是從低速時(shí)的外特性平線開始， 到了各自的調(diào)速轉(zhuǎn)速后才變?yōu)橄陆档恼{(diào)速特到了各自的調(diào)速轉(zhuǎn)速后才變?yōu)橄陆档恼{(diào)速特 性線；性線； l 加速踏板位置越大，調(diào)速轉(zhuǎn)速越高。加速踏板位置越大，調(diào)速轉(zhuǎn)速越高。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式

32、 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 (2) (2) 柴油機(jī)的調(diào)速模式柴油機(jī)的調(diào)速模式 n 兩級(jí)調(diào)速兩級(jí)調(diào)速：標(biāo)定轉(zhuǎn)速和低速起作用。中間轉(zhuǎn)：標(biāo)定轉(zhuǎn)速和低速起作用。中間轉(zhuǎn) 速由駕駛員直接控制油量調(diào)節(jié)桿。速由駕駛員直接控制油量調(diào)節(jié)桿。 彈簧恢復(fù)力彈簧恢復(fù)力 飛錘離心力飛錘離心力 ( (支持力支持力) ) 操縱桿轉(zhuǎn)角位置操縱桿轉(zhuǎn)角位置 彈簧恢復(fù)力彈簧恢復(fù)力E E只取只取 決于滑套位置決于滑套位置z z, , 與操縱桿位置與操縱桿位置無無 關(guān)。有突變。關(guān)。有突變。 滑套位移滑套位移 減油減油 加油加油 Luoyang Institute Of Science And Te

33、chnology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 (2) (2) 柴油機(jī)的調(diào)速模式柴油機(jī)的調(diào)速模式 n 兩級(jí)調(diào)速兩級(jí)調(diào)速：標(biāo)定轉(zhuǎn)速和低速起作用。中間轉(zhuǎn)：標(biāo)定轉(zhuǎn)速和低速起作用。中間轉(zhuǎn) 速由駕駛員直接控制油量。速由駕駛員直接控制油量。 注意：注意： l 兩級(jí)調(diào)速特性具有階梯狀變化特點(diǎn)；兩級(jí)調(diào)速特性具有階梯狀變化特點(diǎn)； l 每一個(gè)加速踏板位置均在固定的低速每一個(gè)加速踏板位置均在固定的低速n n1 1和標(biāo)和標(biāo) 定轉(zhuǎn)速定轉(zhuǎn)速n nn n調(diào)速；調(diào)速； l 加速踏板位置越大，曲線由下向上移動(dòng)。加

34、速踏板位置越大，曲線由下向上移動(dòng)。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)的調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性 1) 1) 調(diào)速器的調(diào)速模式調(diào)速器的調(diào)速模式 2) 2) 全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比全程與兩級(jí)調(diào)速器的性能對(duì)比 性能性能全程調(diào)速全程調(diào)速兩級(jí)調(diào)速兩級(jí)調(diào)速 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 控制控制 各工況均可控制各工況均可控制高速和怠速可控，高速和怠速可控， 中間轉(zhuǎn)速由駕駛員中間轉(zhuǎn)速由駕駛員 控制控制 過渡過渡 過程過程 加減速時(shí)有不平穩(wěn)加減速時(shí)有不平穩(wěn) 和前后顛簸的感覺和前后顛簸的感覺 過渡工況平穩(wěn)過渡工況平穩(wěn) 操作操作直接控制調(diào)速?gòu)椈?，直接控制調(diào)速?gòu)椈桑?較

35、費(fèi)力；負(fù)荷變化較費(fèi)力；負(fù)荷變化 時(shí)轉(zhuǎn)速變動(dòng)小，不時(shí)轉(zhuǎn)速變動(dòng)小，不 必經(jīng)常踩換油門位必經(jīng)常踩換油門位 置置 操作輕便，但轉(zhuǎn)速操作輕便，但轉(zhuǎn)速 隨負(fù)荷變化較大，隨負(fù)荷變化較大， 需要經(jīng)常變換加速需要經(jīng)常變換加速 踏板位置踏板位置 排放排放加速時(shí)易冒黑煙加速時(shí)易冒黑煙除全負(fù)荷加速外，除全負(fù)荷加速外， 其余工況煙度較小其余工況煙度較小 作業(yè)作業(yè) 效率效率 滿負(fù)荷減速時(shí)，只滿負(fù)荷減速時(shí)，只 須減小加速踏板位須減小加速踏板位 置，不必頻繁換檔，置，不必頻繁換檔， 作業(yè)效率高作業(yè)效率高 減小加速踏板位置減小加速踏板位置 也使油量和轉(zhuǎn)矩下也使油量和轉(zhuǎn)矩下 降，只能換低檔，降，只能換低檔， 作業(yè)效率低作業(yè)效率低

36、 全程：全程：A-C-D-BA-C-D-B 兩極：兩極：A-CA-C-B-B Luoyang Institute Of Science And Technology 提高汽車動(dòng)力性的措施 1.選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī) 2.配套合適的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 3.汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的合理匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 2) 2) 負(fù)荷特性：負(fù)荷特性：反映發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性反映發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性 nKB a c 4 ngKB b7 柴油機(jī)：柴油機(jī)： P Pen en： ： 標(biāo)定點(diǎn)功標(biāo)定點(diǎn)功 率率 P Pes es： ： 冒煙界限冒煙界限 P Pemax em

37、ax： ： 極限功率極限功率 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 l 同負(fù)荷條件下，汽油機(jī)同負(fù)荷條件下，汽油機(jī)b be e 柴油機(jī)柴油機(jī)b be e l 中、低負(fù)荷時(shí)，汽油機(jī)中、低負(fù)荷時(shí)，汽油機(jī)b be e 柴油機(jī)柴油機(jī)b be e mit 2 e K b Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)特性參數(shù)隨負(fù)荷的變化 1.指示效率it 曲線在高、低負(fù)荷兩端均呈下降趨勢(shì) ，總體上則隨

38、負(fù)荷減小而變小。 2. 指示效率m 曲線總體是隨負(fù)荷Pe的增加而上升 ，中等負(fù)荷后漸趨平坦。 3.充量系數(shù)c曲線隨節(jié)氣門開度加大，流動(dòng)損失減 小， c大致成正比上升，在大負(fù)荷工況，隨著負(fù)荷 加大，進(jìn)氣溫度上升， c增幅略有下降。 4.過量空氣系數(shù)a曲線在大負(fù)荷供給功率混合氣 c=0.85-0.9，中負(fù)荷供給經(jīng)濟(jì)混合氣a=1.05-1.1. 低負(fù)荷a=0.9-0.6.帶氧傳感器和三效催化轉(zhuǎn)化器的 汽油機(jī)，大部分負(fù)荷a=1.0 Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)Ttq、Pe、bi、be指標(biāo)的負(fù)荷度特 性 1.指示燃料消耗率bi與指示效率i

39、t成反比，總體上呈兩 端上翹形狀，在中、低負(fù)荷區(qū)，隨負(fù)荷上升而下降 2.有效燃油消耗率be 是bi曲線疊加m影響。怠速時(shí)， be 為無窮大，之后負(fù)荷上升而急劇下降，約80%-85%負(fù)荷時(shí) 達(dá)到最低值，此后隨負(fù)荷繼續(xù)增大由于混合氣加濃又有所 上升。 3.整機(jī)燃油消耗率B曲線，B正比于c/ a,主要受曲線 的影響而呈凹升的趨勢(shì)。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)特性參數(shù)隨負(fù)荷變化的曲線 1.循環(huán)燃料消耗量gb曲線隨加大近似線性增加，但高負(fù)荷 后，由于燃燒惡化， gb會(huì)迅速增加。 2.指示效率it 曲線高、低負(fù)荷兩頭均呈下降趨勢(shì)，總 體上

40、隨負(fù)荷降低而增加，此趨勢(shì)與汽油機(jī)相反。 3. 指示效率m 曲線變化趨勢(shì)與原因與汽油機(jī)相同。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)B、bi、be指標(biāo)的負(fù)荷度特性 1.指示燃料消耗率bi與指示效率it成反比，總體上 隨負(fù)荷上升而加大，兩頭呈上翹趨勢(shì)，大功率時(shí)增長(zhǎng) 較大。 2.有效燃油消耗率be 是bi曲線疊加m影響?？傮w趨勢(shì) 與汽油機(jī)有相似之處。但值得注意的是，由于it曲 線和m曲線的總變化趨勢(shì)正好相反，因此在中、低 負(fù)荷區(qū)有較寬的平坦段。在接近80%-90%負(fù)荷率處達(dá) 到最低值，此后隨負(fù)荷繼續(xù)增大燃燒惡化而又有所上 升。 3.整機(jī)燃油消耗

41、率B曲線：由于gb曲線與負(fù)荷基本保 持線性關(guān)系，所以B曲線的大部分區(qū)段近似線性變化 ，但大負(fù)荷后呈凹升趨勢(shì)。 Luoyang Institute Of Science And Technology 柴油機(jī)與汽油機(jī)負(fù)荷特性的區(qū)別 Luoyang Institute Of Science And Technology Luoyang Institute Of Science And Technology Luoyang Institute Of Science And Technology 3) 3) 全特性全特性：全工況面內(nèi)，速度特性與負(fù)荷：全工況面內(nèi)，速度特性與負(fù)荷 特性的綜合，用以分析多工況

42、的性能。特性的綜合，用以分析多工況的性能。 倒拖線倒拖線 下坡下坡 - - 0 0 + + T Ttq tq p pme me 轉(zhuǎn)矩外特性線轉(zhuǎn)矩外特性線 P Pe e = const = const b be min e min P Pe max e max 道路阻力曲線道路阻力曲線 b be e = const = const n nP P n nmin min n n max maxn n 上坡上坡l l 四條重要的特性曲線：四條重要的特性曲線： （1 1）轉(zhuǎn)矩外特性線）轉(zhuǎn)矩外特性線 （2 2）等油耗線）等油耗線 （3 3）等功率線）等功率線 （4 4）道路行駛阻力線）道路行駛阻力線 主要

43、內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology （一）萬有特性的繪制方法 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型的不同，萬有特性有兩種繪制方法， 即。 對(duì)于柴油機(jī)， 一般是依據(jù)不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性，用 作圖法求出； 對(duì)于汽油機(jī)，則根據(jù)不同節(jié)氣門位置的速度特性，用 作圖法求得。 近年來，由于計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)以及計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用， 也可采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸及等 值線的插值運(yùn)算

44、，從而直接得到萬有特性。 Luoyang Institute Of Science And Technology 1、負(fù)荷特性法 （等油耗線作法） 1)將各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性以平 均有效壓力pme為橫坐標(biāo)，be為 縱坐標(biāo)，以同一比例尺繪出特性 曲線若干張。 2)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍，標(biāo)出 萬有特性橫坐標(biāo)n的標(biāo)尺，縱坐標(biāo)pme 的標(biāo)尺則與整理得到的負(fù)荷特性上的 pme標(biāo)尺相同。 4)然后，更換另一轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷 特性，按照與上述同樣的方法，得到 另轉(zhuǎn)速位置下的若干交點(diǎn)。在交點(diǎn)上 同樣標(biāo)上相應(yīng)的燃油消耗率數(shù)值。 Luoyang Institute Of Science And Technol

45、ogy1、負(fù)荷特性法 （等功率線作法） 等功率曲線是根據(jù)式(81)的變化形式 作出，其中K對(duì)于一個(gè)給定 的內(nèi)燃機(jī)為常數(shù)，這樣，在pmen坐標(biāo)中，等功 率曲線是一族雙曲線。 o 將內(nèi)燃機(jī)全負(fù)荷的速度特性線pmef(n)的關(guān)系畫 在萬有特性圖上，就構(gòu)成了萬有特性的上邊界線。 npKP mee Luoyang Institute Of Science And Technology 2、速度特性法 1)在第一象限中繪出不同節(jié)氣 門開度下的速度特性上的轉(zhuǎn)矩 曲線(以平均有效壓力pme，表 示)，在曲線尾端標(biāo)出相應(yīng)的 節(jié)氣門開度。 2)在第四象限繪出相應(yīng)節(jié) 氣門開度下的燃油消耗率 be曲線，同樣注明節(jié)氣門

46、 開度的百分?jǐn)?shù)。 3)在be的坐標(biāo)軸上，引若干條等燃油消 耗率的水平線與曲線相交，每一水平線 與be曲線族均有一組交點(diǎn)。通過交點(diǎn)引 鉛垂線向上至第一象限，與相應(yīng)開度的 轉(zhuǎn)矩曲線相交，得到一組新交點(diǎn)，并注 明燃油消耗率數(shù)值。此時(shí)，同組交點(diǎn) 的be值是相等的。 4)將等be值的各點(diǎn)連成光滑的等值線， 并標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)值，從而得到萬有特 性上的等燃油消耗率曲線。這樣，不 同節(jié)氣門開度下的速度特性全部反映 在一張圖中，這對(duì)于車用發(fā)動(dòng)機(jī)而言， 應(yīng)用十分方便。 Luoyang Institute Of Science And Technology 汽油機(jī)與柴油機(jī)萬有特性的對(duì)比汽油機(jī)與柴油機(jī)萬有特性的對(duì)比 如

47、何識(shí)別汽油機(jī)與柴油機(jī)的如何識(shí)別汽油機(jī)與柴油機(jī)的MAPMAP圖？圖？ （1 1）最低燃油耗率）最低燃油耗率 （2 2）最高轉(zhuǎn)速）最高轉(zhuǎn)速 Luoyang Institute Of Science And Technology 內(nèi)燃機(jī)與工作機(jī)械的匹配內(nèi)燃機(jī)與工作機(jī)械的匹配 E 本節(jié)重點(diǎn)介紹內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力機(jī)械匹配過程中應(yīng)遵循的 基本原則和主要方法。 由于工作機(jī)械的形式各異、方 式不同，匹配的方法也不盡相同。其中，汽車的運(yùn)行 工況比較復(fù)雜，其匹配問題在內(nèi)燃機(jī)與工作機(jī)械的匹 配中具有一定的代表性，所以本節(jié)介紹的重點(diǎn)是汽車 與發(fā)動(dòng)機(jī)的合理匹配。 Luoyang Institute Of Science An

48、d Technology 一、車用內(nèi)燃機(jī)的匹配一、車用內(nèi)燃機(jī)的匹配 （一）動(dòng)力性匹配（一）動(dòng)力性匹配 （二）經(jīng)濟(jì)性匹配（二）經(jīng)濟(jì)性匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology （一）動(dòng)力性匹配（一）動(dòng)力性匹配 o 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩Ttq在汽車驅(qū)動(dòng)在汽車驅(qū)動(dòng) 輪上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力輪上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力Ft為：為： o 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速n與汽車車速的與汽車車速的 關(guān)系：關(guān)系： tq k 0t t T i i F r h = a0 0.377 k rni iu= ik、 、i0分別為汽車變速器、主減速器傳動(dòng)比； 分別為汽車變速器、主減速器傳動(dòng)比；t為傳動(dòng)

49、系效率，為傳動(dòng)系效率，r為為 驅(qū)動(dòng)輪工作半徑。驅(qū)動(dòng)輪工作半徑。 于是，可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)外特性轉(zhuǎn)矩曲線于是，可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)外特性轉(zhuǎn)矩曲線Ttq(n)得出變速器不同檔得出變速器不同檔 位汽車驅(qū)動(dòng)特性曲線。位汽車驅(qū)動(dòng)特性曲線。 Luoyang Institute Of Science And Technology 1 1）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性與整車動(dòng)力性）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性與整車動(dòng)力性 r iiT F T0gtq t eTt PP 0g a 2 ii rn u 汽車排擋傳動(dòng)比汽車排擋傳動(dòng)比 汽車主傳動(dòng)比汽車主傳動(dòng)比 n 無級(jí)傳動(dòng)使整車具有最無級(jí)傳動(dòng)使整車具有最 大的動(dòng)力性能：大的動(dòng)力性能： l 最大驅(qū)動(dòng)力最大驅(qū)動(dòng)力

50、 a a b b l 最大車速最大車速 c c d d n 檔位越高，覆蓋的車速檔位越高，覆蓋的車速 范圍廣范圍廣 儲(chǔ)備功率儲(chǔ)備功率 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology Luoyang Institute Of Science And Technology rfwij F = FFFF 行 駛 阻 力 f Fmgfcosmgf 滾動(dòng)阻力 a= 2

51、wDr 1 FC A 2 v 空氣阻力 r= 2 wD F0.0473C a Av= i F sinmgmgi 爬坡阻力 a= a j dv Fm dt 加速阻力 d= tq k 0t2 a D T i i dv 0.0473C rdt a mgfAvmgfm 驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力的平衡可以得到汽車的行駛方程： h d=+ Luoyang Institute Of Science And Technology 不同檔位驅(qū)動(dòng)力不同檔位驅(qū)動(dòng)力 最大爬坡度最大爬坡度 最高使用轉(zhuǎn)速 后備驅(qū)動(dòng)力用于加速 Luoyang Institute Of Science And Technology o 汽車的使用油

52、耗g100(L/100km)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的 負(fù)荷（功率Pe或阻力Fr）和燃油消耗率be計(jì)算 emeg f s af ee af bpii r Vi u bP u B g 0100 00884. 0 10 100 Luoyang Institute Of Science And Technology L 由上式可見，在其他條件不變的條件下，汽車的使用油耗由上式可見，在其他條件不變的條件下，汽車的使用油耗g100與與 成正比，只有當(dāng)其乘積為最小時(shí)，成正比，只有當(dāng)其乘積為最小時(shí)， g100才能達(dá)到最小。發(fā)動(dòng)機(jī)在才能達(dá)到最小。發(fā)動(dòng)機(jī)在 bemin下工作時(shí)，汽車的下工作時(shí)，汽車的g100不一定最低，只

53、有在車速和功率都不變，不一定最低，只有在車速和功率都不變， 汽車的汽車的g100才與發(fā)動(dòng)機(jī)的才與發(fā)動(dòng)機(jī)的be變化趨勢(shì)相同。變化趨勢(shì)相同。 L 單純改變傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在單純改變傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在pme較高而較高而be較低的工況運(yùn)行，并不能較低的工況運(yùn)行，并不能 降低汽車的降低汽車的g100。應(yīng)該設(shè)法使發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性的最低油耗區(qū)移至中。應(yīng)該設(shè)法使發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性的最低油耗區(qū)移至中 等轉(zhuǎn)速、較低符合區(qū)域，即設(shè)法是發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)區(qū)位于常用檔位、常等轉(zhuǎn)速、較低符合區(qū)域，即設(shè)法是發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)區(qū)位于常用檔位、常 用車速區(qū)。這就要求選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)其特性提出具體要求，或設(shè)法用車速區(qū)。這就要求選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)

54、其特性提出具體要求，或設(shè)法 改變特性，適應(yīng)與汽車匹配的要求。改變特性，適應(yīng)與汽車匹配的要求。 0e k b i i emeg f s af ee af bpii r Vi u bP u B g 0100 00884. 0 10 100 Luoyang Institute Of Science And Technology o 汽車用不同的變速器檔位行駛時(shí)，汽車用不同的變速器檔位行駛時(shí)，g100差異較大。在同一道路條件與差異較大。在同一道路條件與 車速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率不變，但檔位越低（傳動(dòng)比越大），車速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率不變，但檔位越低（傳動(dòng)比越大）， 后備驅(qū)動(dòng)力越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷

55、率越低，后備驅(qū)動(dòng)力越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率越低，be越高，越高， g100也越大。使也越大。使 用高檔位的情況則與此相反。因此增加變速器的擋位，加大通過選用用高檔位的情況則與此相反。因此增加變速器的擋位，加大通過選用 合適擋位使發(fā)動(dòng)機(jī)處于經(jīng)濟(jì)工況的概率，有利于汽車的節(jié)油。近年來，合適擋位使發(fā)動(dòng)機(jī)處于經(jīng)濟(jì)工況的概率，有利于汽車的節(jié)油。近年來， 汽車變速器檔位有逐漸增加的趨勢(shì)，轎車變速器已有汽車變速器檔位有逐漸增加的趨勢(shì)，轎車變速器已有5擋，重型貨車擋，重型貨車 甚至達(dá)甚至達(dá)10擋以上。自動(dòng)控制的無級(jí)變速在這方面可達(dá)到最優(yōu)化。擋以上。自動(dòng)控制的無級(jí)變速在這方面可達(dá)到最優(yōu)化。 o 汽車在中低速行駛時(shí)，汽

56、車在中低速行駛時(shí)， g100最低。高速行駛時(shí)雖然發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率較最低。高速行駛時(shí)雖然發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率較 高，但汽車行駛阻力由于空氣阻力與扎成正比而急劇增大，導(dǎo)致高，但汽車行駛阻力由于空氣阻力與扎成正比而急劇增大，導(dǎo)致g100 上升。但低速行車造成生產(chǎn)率下降，所以真正的經(jīng)濟(jì)車速應(yīng)使小上升。但低速行車造成生產(chǎn)率下降，所以真正的經(jīng)濟(jì)車速應(yīng)使小g100 va最小。最小。 Luoyang Institute Of Science And Technology 2) 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)全特性與整車燃油經(jīng)濟(jì)性發(fā)動(dòng)機(jī)全特性與整車燃油經(jīng)濟(jì)性 百公里油耗百公里油耗(L/100km):(L/100km): )/(100 af1

57、00 uBg emeg0100 bpiKig 結(jié)論結(jié)論: : 對(duì)于汽車任一工況對(duì)于汽車任一工況, , 理理 論上可以合理選擇論上可以合理選擇i i0 0, , i ik k, , p pme me 和和b be e值值, , 使使g g100 100最小。 最小。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 2) 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)全特性與整車燃油經(jīng)濟(jì)性發(fā)動(dòng)機(jī)全

58、特性與整車燃油經(jīng)濟(jì)性 對(duì)無級(jí)傳動(dòng)對(duì)無級(jí)傳動(dòng)(CVT)(CVT)，選擇發(fā)，選擇發(fā) 動(dòng)機(jī)等功率線上最低燃油耗動(dòng)機(jī)等功率線上最低燃油耗 率（黑點(diǎn)）來匹配，可以使率（黑點(diǎn)）來匹配，可以使 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性最佳。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性最佳。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 Luoyang Institute Of Science And Technology 汽車萬有特性汽車萬有特性 n g g100 100隨車速的增加而增大。 隨車速的增加而增大。

59、 n 車速不變車速不變( (u u1 1) )，不同檔位使用油耗，不同檔位使用油耗 差別很大差別很大(1(1點(diǎn)和點(diǎn)和2 2點(diǎn)點(diǎn)) )。汽車行駛。汽車行駛 時(shí)，盡量使用高速擋。時(shí)，盡量使用高速擋。 n 改進(jìn)前速比改進(jìn)前速比( (前三擋間隔太小前三擋間隔太小):): :=5.56:2.77:1.64:1 :=5.56:2.77:1.64:1 改進(jìn)后速比改進(jìn)后速比: : :=5.08:2.57:1.2=5.08:2.57:1.2 8:0.8348:0.834 80km/h, 80km/h, 四檔節(jié)油效果四檔節(jié)油效果(BA): (BA): 9% 9% n 各檔速比的選擇不僅是動(dòng)力性匹配各檔速比的選擇不

60、僅是動(dòng)力性匹配 問題，也與汽車的經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。問題，也與汽車的經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。 Luoyang Institute Of Science And Technology 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線分類 3. 3. 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性 4. 4. 發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配發(fā)動(dòng)機(jī)與整車匹配 3) 3) 改善整車經(jīng)濟(jì)性匹配的途徑改善整車經(jīng)濟(jì)性匹配的途徑( (小結(jié)小結(jié)) ) n 發(fā)動(dòng)機(jī)：設(shè)法使發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性發(fā)動(dòng)機(jī)：設(shè)法使發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性 的低油耗區(qū)位于常用排擋、常用車的低油耗區(qū)位于常用排擋、常用車 速區(qū)。速區(qū)。 n 檔位：在