第六章-發(fā)動(dòng)機(jī)特性匯總

第六章發(fā)動(dòng)機(jī)特性§6-1發(fā)動(dòng)機(jī)工況和性能指標(biāo)分析式一發(fā)動(dòng)機(jī)工況在緒論中我們已經(jīng)介紹過(guò)工況的概念。有效功率Ne和轉(zhuǎn)速n決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作運(yùn)行情況。工況—Ne，轉(zhuǎn)速n。發(fā)動(dòng)機(jī)的工況分為點(diǎn)工況、線工況和面工況。二發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)分析式12345§6-2發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度（或油門開度）不變，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。如：汽車爬坡或阻力變化時(shí),節(jié)氣門（或油門）開度不變,n隨外界負(fù)荷的變化而變化。外界負(fù)荷大,n,外界負(fù)荷小,n,這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿速度特性工作。一汽油機(jī)的速度特性（一）定義汽油機(jī)節(jié)氣門開度固定不變，汽油機(jī)性能指標(biāo)隨轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系。外特性（全負(fù)荷的速度特性）—節(jié)氣門全開（100%）,測(cè)得的速度特性。部分速度特性—節(jié)氣門固定在部分開啟位置,測(cè)得的速度特性。（二）外特性曲線1Me曲線ng（不多）（1）—n氣流慣性；n節(jié)流損失。（2）—n氣流運(yùn)動(dòng)混合氣形成改善；n燃燒時(shí)間，燃燒惡化。（3）—n。（4）Me—低速時(shí):n使Me變化不大,略有；高速時(shí):n使Me。置時(shí),測(cè)得的速度特性。（二）標(biāo)定功率對(duì)于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),最大功率要受到平均有效壓力和轉(zhuǎn)速兩方面的限制。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率究竟標(biāo)定多大才適合,這要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和具體用途、使用特點(diǎn)及壽命和可靠性要求而人為確定,根據(jù)我國(guó)情況,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率分為下列四級(jí)115分鐘功率—允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘的最大有效功率。21小時(shí)功率—允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)的最大有效功率。312小時(shí)功率—允許發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí)的最大有效功率。4持續(xù)功率—允許發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都應(yīng)按用途在銘牌上標(biāo)明上述四種功率的兩種及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。車用—常用15分鐘,1小時(shí)或12小時(shí)功率中的兩種作為銘牌功率。作為特性實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)把兩種標(biāo)定功率的外特性全做出來(lái)。國(guó)家規(guī)定：車用柴油機(jī),除作外特性外,還應(yīng)作標(biāo)定功率的90%,75%,50%,25%的部分速度特性實(shí)驗(yàn)。一般柴油機(jī)只作外特性就可以了。時(shí)間越短,功率值應(yīng)越大。如：15分鐘功率比12小時(shí)功率大。（三）外特性曲線1Me曲線（1）—n；n。（2）g—ng（油泵速度特性）。（3）—ng，。（4）—n；n燃燒時(shí)間，。（5）—n。（6）Me—,不如快,使曲線平緩。2Ne曲線Me曲線平緩—Me基本是常數(shù)，則nNe—幾乎是成直線關(guān)系。3曲線低速時(shí):n，ge（不大）；高速時(shí):n，ge。有一個(gè)對(duì)應(yīng)的n,整個(gè)曲線變化不大。4GT曲線低速時(shí):n，GT；高速時(shí):n，GT。整個(gè)GT曲線較陡。（四）扭矩儲(chǔ)備系數(shù)和適應(yīng)性系數(shù)K,Kn時(shí),Me快不換檔情況下,克服短期超載能力強(qiáng)。§6-3發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性一汽油機(jī)的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速n不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系。如:在不換檔情況下，汽車上坡時(shí)加大油門，下坡時(shí)關(guān)小油門，而維持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n不變，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿負(fù)荷特性工作。（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷—節(jié)氣門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線1曲線負(fù)荷節(jié)氣門開度,—曲線陡。負(fù)荷為發(fā)出最大功率<1,燃燒不完全。2曲線負(fù)荷負(fù)荷，開度70～80%時(shí)化油器中省油器（或多腔分動(dòng)化油器的副腔）開始起作用,使混合氣變濃,=0.8～0.9。二柴油機(jī)的負(fù)荷特性（一）定義轉(zhuǎn)速n不變，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷—油門開度變化的關(guān)系。（二）特性曲線1，曲線負(fù)荷g燃燒完全程度。負(fù)荷g,基本不變。2曲線負(fù)荷g，。負(fù)荷g燃燒惡化，。若負(fù)荷冒黑煙、積炭,發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱,故障,壽命。3曲線上的特征點(diǎn)1點(diǎn)—。2點(diǎn)—排黑煙,冒煙界限點(diǎn)。標(biāo)定功率的選擇：車用柴油機(jī)—定在冒煙界限處，即2點(diǎn)。拖拉機(jī)柴油機(jī)—定在冒煙界限2點(diǎn)以內(nèi)。3點(diǎn)—點(diǎn)。過(guò)3點(diǎn)—，。選擇氣道、燃燒室結(jié)構(gòu),調(diào)整燃料供給系統(tǒng),常以負(fù)荷特性作為標(biāo)準(zhǔn)。三汽油機(jī)與柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線分析1同一n下：（1）經(jīng)濟(jì)性好。（2）曲線平緩—負(fù)荷變化較廣時(shí),能保持較好的經(jīng)濟(jì)性。柴油機(jī)比汽油機(jī)低,且曲線平緩。所以，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性比汽油機(jī)的好。2從負(fù)荷特性曲線可知,小負(fù)荷時(shí),。所以，在功力性滿足的前提下,不宜裝功率過(guò)大的發(fā)動(dòng)機(jī),以求—避免大馬拉小車。3全面評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)作出不同n下的許多負(fù)荷特性曲線—萬(wàn)有特性曲線?！?-4發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性一特性曲線外特性曲線—A－B－C－D。A：調(diào)速手柄最大位置，外界阻力矩R=0，最高空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速點(diǎn)。B：發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率點(diǎn)，。C：最大或Me點(diǎn),由此可得扭矩儲(chǔ)備系數(shù)和適應(yīng)性系數(shù)K。D：外特性上最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速點(diǎn)。最低空轉(zhuǎn)點(diǎn)—怠速點(diǎn),圖中未標(biāo)出。二曲線的制?。ㄒ唬┑惹€—作圖法1在－n圖上畫出A－B－C－D外特性曲線—等曲線不能超出此范圍。2－n圖上的縱坐標(biāo)與－圖上的縱坐標(biāo)比例尺必須相同。3在－圖上做出數(shù)條負(fù)荷特性曲線，做直線—等曲線與這些負(fù)荷特性曲線相切、相交于一點(diǎn)或兩點(diǎn)。從相切、相交點(diǎn)引平行線至－n圖。從－n圖上的相應(yīng)n點(diǎn)引垂直線與平行線相交。用光滑曲線連接－n圖上的這些交點(diǎn)，即為萬(wàn)有特性曲線的等曲線。（二）等曲線—解析法取一個(gè)Ne值,可以做出一條曲線—等Ne曲線，再取一個(gè)Ne值,又可以做出一條等Ne曲線…等Ne曲線為一組雙曲線。三分析1最內(nèi)層的等曲線相當(dāng)于最經(jīng)濟(jì)的區(qū)域。曲線越向外,越大。2若曲線沿橫向較長(zhǎng),則說(shuō)明在負(fù)荷變化不大,而n變化較大的范圍內(nèi),變化較小。適于車用,其最經(jīng)濟(jì)區(qū)大約在萬(wàn)有特性曲線的中間偏上位置。若曲線沿縱向較長(zhǎng),則說(shuō)明在n變化不大,而負(fù)荷變化較大的范圍內(nèi),變化較小。適于拖拉機(jī)用,其最經(jīng)濟(jì)區(qū)大約在萬(wàn)有特性曲線的上部。3若萬(wàn)有特性不能滿足使用要求,則需調(diào)機(jī)或重新選機(jī)。§6-5發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速特性一裝調(diào)速器的必要性為防止高速飛車和低速熄火。二全程式調(diào)速器在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍內(nèi)，調(diào)整扭矩特性。（一）工作原理調(diào)速飛球在推力盤上的導(dǎo)向槽中滾動(dòng),兩球始終相觸,右邊推力盤沒有左右向移動(dòng),只有轉(zhuǎn)動(dòng)。共有12個(gè)飛球,一邊6個(gè),一共3付。1當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速n下運(yùn)行時(shí),飛球受離心力作用,對(duì)推力盤有一正壓力,水平方向分力與彈簧力相平衡,油門拉桿固定在推力盤5上,轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這種狀態(tài)下。n小球受離心力作用加大,對(duì)推力盤的正壓力加大當(dāng)外界負(fù)荷使推力盤5帶動(dòng)油門拉桿向左移動(dòng)供油量g，轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定在這一新的狀態(tài)下。n供油量g。2調(diào)速手柄1調(diào)整彈簧2的預(yù)緊力彈簧力平衡點(diǎn)變化調(diào)速器起作用的轉(zhuǎn)速值改變。一定的預(yù)緊力對(duì)應(yīng)于一定的轉(zhuǎn)速范圍。因此，在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍內(nèi)，均可調(diào)整扭矩特性。調(diào)速手柄受到怠速螺釘8和限速螺釘9的限制,也就限制了柴油機(jī)的最高和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。1.調(diào)速手柄2.調(diào)速?gòu)椈?.固定螺母4.油量調(diào)節(jié)拉桿5.推力盤6.調(diào)速飛球7.油調(diào)節(jié)螺釘8.怠速螺釘9.限制螺釘（二）特性曲線—大,—小,—=0,、K調(diào)速較大,多用于拖拉機(jī)上。三兩極式調(diào)速器為防止高速飛車和低速熄火。（一）工作原理1控制怠速轉(zhuǎn)速,ng，不致過(guò)低而造成熄火。n受軟彈簧作用，W下行帶動(dòng)1點(diǎn)下行2為支點(diǎn)，由杠桿原理3點(diǎn)左移4點(diǎn)左移，由4’點(diǎn)4點(diǎn)5為支點(diǎn)，6點(diǎn)右移由6’點(diǎn)6點(diǎn)gn回升,不致熄火。nW上行,當(dāng)W接觸到硬彈簧后,由于力大,使W停止上行,g不再,調(diào)速器失去作用,發(fā)動(dòng)機(jī)按外特性穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。2限制飛車,ng，不致過(guò)高而造成飛車。n離心力大于和聯(lián)合預(yù)緊力，W帶動(dòng)1點(diǎn)上行3點(diǎn)右行4點(diǎn)右行6點(diǎn)左行g(shù)n回降,不致飛車。5點(diǎn)的左右移動(dòng)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷,負(fù)荷5點(diǎn)右移。（二）特性曲線Me曲線頭段和末段調(diào)速器起作用曲線的作用點(diǎn)取決于彈簧和的預(yù)緊力，調(diào)速器本身不用換檔。因此，中段曲線為柴油機(jī)的外特性曲線。四調(diào)速器的工作指標(biāo)（一）調(diào)速率1穩(wěn)定調(diào)速率—突變前發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—突變后發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。反應(yīng)Me曲線陡緩程度。小Me曲線陡轉(zhuǎn)速回復(fù)到穩(wěn)定點(diǎn)的能力強(qiáng)。規(guī)定：農(nóng)灌及工程機(jī)械要求：<8%汽車、拖拉機(jī)10%發(fā)電機(jī)<5%2瞬時(shí)調(diào)速率—外界阻力突變前發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；—外界阻力突變時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大或最小瞬時(shí)轉(zhuǎn)速；—發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速。表示n波動(dòng)的大小大轉(zhuǎn)速波動(dòng)大,易游車。一般10～12%；發(fā)電機(jī)<5%（二）不靈敏度—負(fù)荷時(shí),調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；—負(fù)荷時(shí),調(diào)速器開始起作用的轉(zhuǎn)速；n—平均轉(zhuǎn)速。E—推力盤上的推力；R—推力盤上的摩擦力。取決于摩擦力。轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差；調(diào)速器失靈,易飛車。n一般：1.2～2%；轉(zhuǎn)速低時(shí),10～13%。§6-6大氣修正大氣溫度t大氣壓力p吸入氣缸內(nèi)干空氣量Ne,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：t=25[℃]；p=100[kpa]；[kpa]。其中—該地飽和蒸汽壓力。換算方法：功率校正系數(shù)以是用來(lái)求得發(fā)動(dòng)機(jī)在C5.2條規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率。式中——校正功率（即標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的功率）；a——校正系數(shù)； ——實(shí)測(cè)功率（試驗(yàn)功率）。試驗(yàn)大氣狀態(tài)：（1）溫度：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)：288K≤T≤308K；柴油機(jī)：283K≤T≤313K

（2）氣壓：80kPa≤ρs≤110kPa一、自然吸氣式或增壓點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)校正系數(shù)式中：——試驗(yàn)時(shí)干空氣壓；T——試驗(yàn)時(shí)進(jìn)氣溫度，[K]。試驗(yàn)室應(yīng)滿足的條件：若超過(guò)此限值，在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)給出所得到的校正系數(shù)值，并精確地說(shuō)明試驗(yàn)狀態(tài)（溫度和壓力）。二、柴油機(jī)的校正系數(shù)式中：——大氣因子；——每種發(fā)動(dòng)機(jī)型式和調(diào)整的特性參數(shù)。（一）大氣因子此因子指出環(huán)境狀況（壓力、溫度和濕度）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣的影響。大氣因子公式隨發(fā)動(dòng)機(jī)型式不同而