汽车设计_发动机特性曲线

发动机的特性曲线分析发动机特性§6-1 发动机⼯况和性能指标分析式⼀发动机⼯况在绪论中我们已经介绍过⼯况的概念。

有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的⼯作运⾏情况。

⼯况 — Ne ，转速n 。

发动机的⼯况分为点⼯况、线⼯况和⾯⼯况。

⼆发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节⽓门开度（或油门开度）不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。

如：汽车爬坡或阻⼒变化时, 节⽓门（或油门）开度不变, n 随外界负荷的变化⽽变化。

外界负荷⼤, n ↓, 外界负荷⼩, n ↑, 这时发动机沿速度特性⼯作。

⼀汽油机的速度特性（⼀）定义汽油机节⽓门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。

外特性（全负荷的速度特性） — 节⽓门全开（ 100% ）, 测得的速度特性。

部分速度特性 — 节⽓门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。

（⼆）外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑→ ?g ↑→α↓（不多）M k e v i m =2'ηηη（1）ηv — n ↑→⽓流惯性↑→ηv ↑；n ↑↑→节流损失↑→ηv ↓。

（2）ηi — n ↑→⽓流运动↑→混合⽓形成改善→ηi ↑； n ↑↑→燃烧时间↓，燃烧恶化→ηi ↓。

（3）ηm — n ↑→ηm ↓。

（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑→ηi ↑使Me 变化不⼤, 略有↑；ηm ↓⾼速时: →ηv ↓n ↑→ηi ↓使Me ↓↓。

ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑→ Me ↑（不⼤）, 但 Ne ∝ Me ↑ ? n ↑→ Ne ↑↑；⾼速时: n ↑→ Me ↓→ Ne ↑（不⼤）。

3 g e 曲线g k e i m=41ηη低速时: n ↑→ηi ↑，ηm ↓，ηi ↑⼤于ηm ↓→ g e ↓（不⼤）；⾼速时: n ↑→ηi ↓，ηm ↓→ g e ↑↑。

如何深度理解发动机特性曲线？在说明这个问题之前，我们首先来了解几个基本概念。

1、发动机有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率。

发动机功率是发动机性能最重要的指标，汽车的最高车速就是由发动机功率决定的。

通常用大写的字母P来表示。

2、有效转矩：在发动机飞轮上对外输出的转矩称为有效转矩。

一般发动机的扭矩越大，它的加速能力和爬坡能力越强。

通常用大写的字母M来表示。

3、发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速。

发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少。

通常用小写的字母n来表示。

4、有效燃油消耗率：发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。

显然，有效燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。

通常用小写的字母g来表示。

以上这几个参数，是发动机重要的性能指标，可以用来表示发动机的工作状况，简称工况。

它们之间有如下的关系：P=M*n/9550由于汽车发动机的工况变化范围很大，所以这几个参数也可以在很大的范围内变化，而研究它们之间的变化规律，可以找出提高发动机动力性和经济性的有效途径。

这就是所说的发动机特性。

所谓的发动机特性，是指发动机的性能指标随发动机调整情况和运转工况而变化的规律。

表示其变化规律的曲线称为发动机特性曲线。

一般发动机有速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性这几个特性。

由于柴油机和汽油机有很大的区别，所以它的特性曲线也有所不同。

下面我们以最常见的汽油机分别来说说这几个特性。

一、汽油机的速度特性所谓的速度特性，是指在发动机点火系统和燃油供给系统调整到最佳的条件下，在节气门开度不变时，发动机的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率随发动机转速而变化的关系。

表述上述关系的曲线称为速度特性曲线。

当节气门全开时的速度特性称为发动机的外特性，它表示发动机的最高性能；节气门部分开启时的速度特性称为发动机部分特性。

部分特性曲线位于外特性曲线之下，有无限多条。

由于汽车发动机经常在部分负荷下工作，所以研究部分特性曲线更有实际意义，一般发动机要做出标定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。

读懂发动机特性曲线图，看看加速与节油性能我和各位车友一样，开始时对发动的性能到底如何，是一头雾水，但要想了解发动机的性能，那么就必须读懂——发动机特性曲线图。

本人整理了一些网上收集到的资料，提供给各位车友。

一、什么是发动机转速特性曲线图？发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图，是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，简称为发动机特性曲线。

如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。

从“图1”可以看出，转速在ntq点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。

图1二、如何由曲线图判断发动机性能：那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。

起步加速能力：图2拿到一张发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。

在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。

超车能力：图3在“图3”中我们可以看到，在2000转到4500转区间，发动机扭矩输出始终为320NM，而与图2中只有一个扭矩峰值的抛物线图形相比，图3不同的是，曲线中有一段“平顶”工况，整体更近似于一个“梯形”。

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一、什么是发动机转速特性曲线图？发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图，是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，简称为发动机特性曲线。

如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。

从“图1”可以看出，转速在ntq点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。

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起步加速能力：图2拿到一发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。

在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。

超车能力：图3在“图3”中我们可以看到，在2000转到4500转区间，发动机扭矩输出始终为320NM，而与图2中只有一个扭矩峰值的抛物线图形相比，图3不同的是，曲线中有一段“平顶”工况，整体更近似于一个“梯形”。

教您读懂发动机特性曲线图（超牛的技术贴）如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。

所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。

一、什么是发动机特性曲线图？大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。

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汽车理论第一章汽车的动力性一、选择题1．汽车的驱动力取决于（）A．发动机B．传动系统C．汽车动力装置D．路面E．汽车动力装置及路面共同决定2．以下说法正确的是（）A．汽车的最高车速指发动机以最大功率且变速器以最高档位运行时对应的行驶车速B．汽车的静力半径小于自由半径C．汽车的驱动力与传动系统的机械效率无关D．汽车滚动阻力的形成原因主要是车轮与地面之间的摩擦力3．汽车的滚动阻力系数受那些因素影响（）车速、路面条件、轮胎结构和气压、转向、驱动力A．车速B．路面类型C．轮胎的结构和胎压D．空气升力4．改善汽车的空气阻力，最常用的方法是（）A．减小迎风面积B．减小行驶车速C．减小空气阻力系数D．增加下压力5．若四轮驱动汽车前轮附着率小于后轮附着率，则哪个车轮先出现打滑（）A．无法判断B．前轮C．后轮D．同时打滑6．采用液力变矩器的汽车主要是为了（）A．提高燃油经济性B．提高动力性C．兼顾考虑燃油经济性和动力性D．提高起步、换挡的平顺，使发动机不易熄火7．要想使汽车一直以最大动力行驶，则应使发动机工作在（）A．最大功率B．最大扭矩C．最高转速D．最大负荷8. 驱动防滑和ABS的作用分别是防止车轮( )A．滑转、滑移 B.都防止滑转C．都防止滑移 D.滑移、滑转二、填空题1．随着驱动力系数的加大，滚动阻力系数2．汽车的动力性能不只受驱动力的制约，还受到的限制3．如将发动机的功率、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为，如果发动机节气门全开，且不带附属设备，则此曲线称为，若发动机节气门全开，且带上附属设备，则此曲线称为，若节气门部分开启，则称为。

在进行汽车动力性计算时，理论上应采用发动机的曲线。

4．请写出汽车驱动力与行驶阻力平衡方程的详细表达式5．地面对轮胎反作用力的极限值，称为附着力。

6．传动系功率损失可分为和液力损失7．汽车在硬路面上行驶，形成滚动阻力的主要原因是8．空气阻力可分为压力阻力和摩擦阻力，其中压力阻力包括、、四部分。

读懂汽车发动机特性曲线图如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。

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发动机外特性曲线：效率与转速特性曲线汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。

在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。

那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。

这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。

根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。

反映发动机运行状况常用速度特性曲线。

汽油发动机曲线图发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g （克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。

发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。

保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。

按照一定转速间隔依次进行上述步骤。

就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。

当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。

从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。

发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。

它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。

在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。

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如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。

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从“图1”可以看出，转速在ntq 点和np 点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。

图1二、如何由曲线图判断发动机性能：那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3 个方面分析。

起步加速能力：图2拿到一张发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm,升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大,越光滑,则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值,并且加速平稳线性,与此同时, 功率也随转速的增加而增加。

在实际的驾车当中,随着我们踩第一脚油, 汽车克服地面摩擦力, 开始起步, 随着发动机转速提高,汽车的扭矩会快速提升,一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值, 而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作,实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力,通过换挡,使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。

超车能力：图3在图3”中我们可以看到，在2000转到4500转区间，发动机扭矩输出始终为320NM，而与图2中只有一个扭矩峰值的抛物线图形相比，图3不同的是，曲线中有一段平顶”工况，整体更近似于一个梯形”。