第十章內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行特性

對(duì)內(nèi)燃機(jī)的特性及其匹配進(jìn)行研究，是為了評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的性能，為正確、合理地選用內(nèi)燃機(jī)提供依據(jù)，同時(shí)，還可以優(yōu)化整個(gè)動(dòng)力裝置的性能。目前一頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20231§10－1內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行工況內(nèi)燃機(jī)工況－內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況。決定于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)出的功率或轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速。目前二頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20232一、內(nèi)燃機(jī)的典型工況內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該與工作機(jī)械合理匹配。內(nèi)燃機(jī)隨著所匹配的工作機(jī)械的不同，其工況變化的規(guī)律也不同，具有三種典型工況，即1、固定式工況2、螺旋槳工況3、車(chē)用工況目前三頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202331、固定式工況內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速保持基本不變，功率則隨工作機(jī)械負(fù)荷的大小，可以由零變到最大。目前四頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202342、螺旋槳工況內(nèi)燃機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速接近于冪函數(shù)關(guān)系。目前五頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202353、車(chē)用工況內(nèi)燃機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速之間沒(méi)有一定的函數(shù)關(guān)系，且功率與轉(zhuǎn)速都獨(dú)立的在很大的范圍內(nèi)變化。目前六頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20236二、內(nèi)燃機(jī)工況的標(biāo)定工況的標(biāo)定，是指制造企業(yè)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的性能和用途，人為地規(guī)定該產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下所輸出的有效功率及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即規(guī)定內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速。目前七頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20237根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1105－87《內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架性能試驗(yàn)方法》的規(guī)定，我國(guó)內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)定功率依不同的用途分為四級(jí)：1、15分鐘功率2、1小時(shí)功率3、12小時(shí)功率4、持續(xù)功率目前八頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20238§10－2

內(nèi)燃機(jī)的基本運(yùn)行特性一、負(fù)荷特性二、速度特性三、轉(zhuǎn)矩特性四、調(diào)速特性五、萬(wàn)有特性目前九頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/20239一、負(fù)荷特性負(fù)荷特性是指轉(zhuǎn)速不變時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系。說(shuō)明：1）通過(guò)內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)取負(fù)荷特性曲線。2）經(jīng)常用來(lái)作為性能比較的依據(jù)。目前十頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023101、柴油機(jī)的負(fù)荷特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)燃油消耗率的定義式分析目前十一頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202311分析：1）柴油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變質(zhì)調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢(shì)。目前十二頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023122、汽油機(jī)的負(fù)荷特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，也可通過(guò)燃油消耗率的定義式分析目前十三頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202313分析：1）汽油機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)是“變量調(diào)節(jié)”。2）燃油消耗量隨負(fù)荷的增加而增大。3）排氣溫度隨負(fù)荷增加而上升。4）燃油消耗率曲線的變化趨勢(shì)。目前十四頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023143、結(jié)論1）同一轉(zhuǎn)速下最低燃油消耗率愈小，曲線變化愈平坦，燃油經(jīng)濟(jì)性愈好；2）在中、低負(fù)荷區(qū)，be隨負(fù)荷的增加而降低，且在低負(fù)荷區(qū)曲線變化的更快一些。在接近全負(fù)荷時(shí)，be達(dá)到最小值，之后隨著負(fù)荷增大，be有所上升；3）柴油機(jī)bemin比汽油機(jī)低10～30％，而且燃油消耗率曲線較平坦，部分負(fù)荷時(shí)低油耗區(qū)比汽油機(jī)寬廣，因而部分負(fù)荷下柴油機(jī)更省油。目前十五頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202315二、速度特性速度特性，是指內(nèi)燃機(jī)在油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)保持不變的情況下，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速而變化關(guān)系。說(shuō)明：1）通過(guò)內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)取速度特性曲線。2）全負(fù)荷速度特性、部分負(fù)荷速度特性。目前十六頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023161、柴油機(jī)的速度特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)轉(zhuǎn)矩公式分析目前十七頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202317柴油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢(shì)：目前十八頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023182、汽油機(jī)的速度特性主要性能指標(biāo)的變化趨勢(shì)，可通過(guò)轉(zhuǎn)矩公式分析目前十九頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202319汽油機(jī)各參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增減而變化趨勢(shì)：目前二十頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202320三、轉(zhuǎn)矩特性內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到外界阻力突然增大的情況，這就要求內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩能夠隨轉(zhuǎn)速的下降而增加。目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023211、轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)φtq

轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)－最大轉(zhuǎn)矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之差與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的相對(duì)值，即式中，Ttqmax－外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，N·m；Ttqn－標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，N·m。

目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023222、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn

轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)Km－外特性上最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩之比，即式中，Ttqmax－外特性曲線上最大轉(zhuǎn)矩，N·m；Ttqn－標(biāo)定工況時(shí)的轉(zhuǎn)矩，N·m。

目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202323轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)Kn－標(biāo)定轉(zhuǎn)速與外特性上最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之比，即式中，nn－標(biāo)定轉(zhuǎn)速；nm－外特性上最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023243、柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩校正柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線較平坦，在不換檔的情況下，克服短期超載的能力不強(qiáng)。措施：柴油機(jī)在全負(fù)荷工況、短時(shí)超負(fù)荷時(shí)，噴油泵自動(dòng)增加每循環(huán)的供油量，以進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，提高內(nèi)燃機(jī)克服超負(fù)荷的能力。目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/202325四、調(diào)速特性柴油機(jī)的調(diào)速特性，就是指在調(diào)速器起作用時(shí)，其性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的關(guān)系。柴油機(jī)的調(diào)速特性有兩種表現(xiàn)形式：一是，速度特性形式的調(diào)速特性；二是，負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性。目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023261、速度特性形式的調(diào)速特性曲線1表示全負(fù)荷的速度特性；曲線2～5表示調(diào)速特性。目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023272、負(fù)荷特性形式的調(diào)速特性如圖所示，標(biāo)定工況下各性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系：從點(diǎn)1到點(diǎn)2的曲線為外特性；從點(diǎn)2到點(diǎn)4的曲線為n、Ttq、be和B隨負(fù)荷變化的調(diào)速特性。目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十頁(yè)\編于八點(diǎn)5/21/2023283、兩級(jí)式調(diào)速器和全程式調(diào)速器的比較

兩極式調(diào)速器，達(dá)到新平衡點(diǎn)的加速度小，反應(yīng)快，加速性能好，操作方便，所以一般車(chē)輛上較常使用。

目前二十九