第七章发动机特性
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《发动机的特性》课件
从根本上解决发动机的排放问题。
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燃油消耗率
表示发动机每千瓦时消耗的燃油量， 单位为克每千瓦时（g/kW·h）。燃油 消耗率越低，发动机的经济性越好， 车辆的油耗越低。
排放性能
机油消耗率
表示发动机每千瓦时消耗的机油量， 单位为毫升每千瓦时（ml/kW·h）。 机油消耗率越低，发动机的润滑效果 越好，磨损越小。
表示发动机排放废气的质量，单位为 克每千瓦时（g/kW·h）。排放性能越 低，发动机对环境的影响越小。
通过精确控制燃油喷射和点火时刻，降低燃油消耗和减少有害物质 生成。
发动机燃烧优化技术
通过优化发动机的燃烧过程，提高燃油利用率，减少有害物质生成 。
排放法规与标准
欧共体法规
对汽车尾气排放设定了严 格的限制，要求汽车制造 商必须遵守。
美国环保局标准
对在美国销售的汽车尾气 排放设定了限制，要求汽 车制造商必须遵守。
02 发动机的工作原理
四冲程内燃机工作原理
吸气冲程
进气门打开，活塞向下 移动，吸入空气和燃料
混合物。
压缩冲程
进气门和排气门关闭， 活塞向上移动，压缩空
气和燃料混合物。做Fra bibliotek冲程火花塞点燃压缩混合物 ，产生高温高压气体，
推动活塞向下移动。
排气冲程
排气门打开，活塞向上 移动，排除燃烧后的废
气。
外燃机工作原理
燃油经济性
在一定转速和功率下，发动机每单位功率的 燃油消耗量。
燃油消耗率曲线形状
反映了发动机在不同转速和功率下的燃油经 济性表现。
最低燃油消耗率转速
对应于燃油消耗率曲线的最低点，是发动机 最省油的转速。
扭矩曲线
发动机的特性
（一）外特性曲线变化趋势
1．扭矩曲线变化趋势 柴油机的转矩曲线比汽油机 平坦。其变化趋势，很大程 度上决定于每循环供油量随 转速变化的情况。 柴油机的有效转矩Me主要 取决于每循环供油量Δge (Δ b)、指示热效率ηi，和机械 效率ηm
= Ttq K 2ηitηm ∆b
柴油机的外特性曲线
每循环供油量Δge随柴油机转 速变化的情况由喷油泵的速度 特性决定，在没有油量校正装 置时, Δge随n的提高而逐渐增 加。 指示热效率ηi和机械效率ηm随 转速的变化规律与汽油机基本 相同，只是ηi变化较平坦。
第三类工况：面工况 （车用工况），图中 阴影面；
应用于汽车 车速取决于发动机转 速, 转速可以从最低稳 定转速到最高转速之 间变化； 发动机功率取决于运 行中遇到的行驶阻力， 如质量、速度和路面 情况等。
倒拖功率
汽车下坡发动机制动，发动机 由汽车传动装置倒拖而做负功
发动机的功率标定
（一）外特性曲线
1．扭矩曲线变化趋势 随着转速n的增加，转矩 Ttq(或者Me)逐渐增大，出现 最大转矩Ttqmax后逐渐下降， 且下降程度越来越大。曲线 呈上凸形状。
汽油机的外特性曲线
一汽大众迈腾1.8TSI发动机
发动机特性曲线
一汽大众迈腾1.8TSI发动机主要技术参数
发动机代码 排放标准 排量(升） 功率 扭矩 缸径 冲程 压缩比 每缸气门数 燃油 喷射控制单元 爆震控制 空燃比控制 三元催化器 可变进气相位 二次空气系统 电子节气门 增压 点火顺序 总重 BYJ EURO IV 1.798 118KW（160）/5000~6200RPM 250NM/1500~4200RPM 82.5 84.2 9.6:1 4 RON 95、91 MED17.5 有 1 有 有 无 有 有 1－3－4－2 144KG
第七章 发动机的特性
一、定义
指发动机转速不变，其经济性指标随负荷而变化的关系， 以曲线表示，则称为负荷特性曲线。 二、汽油机负荷特性
1、定义
当汽油机保持某一转速不变，而逐渐改变节气门开度（同 时调节测功器负荷，以保持转速不变），每小时耗油量B和耗 油率be 随功率Pe(或pme、Ttq)变化的关系称为汽油机负荷特性。
由于汽油机调节负荷的办法是通过改变节气门开度来改 变进入气缸的混合气量，所以α基本不变，这种负荷调节 方法称为“量调节”。
K1
v
im
n
Me
ipmeVh
3.14
103
K2
v
im
定 性 分
ge
3.6
e h
106
K3
1
im
析 式
GT
ge Pe
K4
v
n
第二节 发动机台架试验
一、试验台装置
典型发动机试验台主要包括： 1、试验台架 2、辅助系统 3、各种测量仪器、
仪表及操纵台
控制室
燃油箱
水泵控制电器柜
打印机
计算机
发动机控制系统
2、如何测取汽油机负荷特性 ①保持n=const 改变节气门开度，同时调节测功器负荷 ②保持冷却水温，润滑油温度在最佳状态 ③测量油耗
3、分析
be
1
k3 im
三、柴油机负荷特性 1 、定义
当柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条或拉 杆位置，改变每循环供油量Δb时，B和be随Pe(pme，Ttq) 变化的关系即柴油机负荷特性。
当油量调节机构固定在小于标定功率循环供油量各个位置时， 所测得的速度特性为部分速度特性。
同样的，外特性只有一条，部分速度特性有许多条。
指发动机转速不变，其经济性指标随负荷而变化的关系， 以曲线表示，则称为负荷特性曲线。 二、汽油机负荷特性
1、定义
当汽油机保持某一转速不变，而逐渐改变节气门开度（同 时调节测功器负荷，以保持转速不变），每小时耗油量B和耗 油率be 随功率Pe(或pme、Ttq)变化的关系称为汽油机负荷特性。
由于汽油机调节负荷的办法是通过改变节气门开度来改 变进入气缸的混合气量，所以α基本不变，这种负荷调节 方法称为“量调节”。
K1
v
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析 式
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第二节 发动机台架试验
一、试验台装置
典型发动机试验台主要包括： 1、试验台架 2、辅助系统 3、各种测量仪器、
仪表及操纵台
控制室
燃油箱
水泵控制电器柜
打印机
计算机
发动机控制系统
2、如何测取汽油机负荷特性 ①保持n=const 改变节气门开度，同时调节测功器负荷 ②保持冷却水温，润滑油温度在最佳状态 ③测量油耗
3、分析
be
1
k3 im
三、柴油机负荷特性 1 、定义
当柴油机保持某一转速不变，而移动喷油泵齿条或拉 杆位置，改变每循环供油量Δb时，B和be随Pe(pme，Ttq) 变化的关系即柴油机负荷特性。
当油量调节机构固定在小于标定功率循环供油量各个位置时， 所测得的速度特性为部分速度特性。
同样的，外特性只有一条，部分速度特性有许多条。
第六章 发动机的特性(2007)
根据公式
v Ttq K 2 im
可见，Ttq 随n的变化取 决于指示热效率ηi 、机 械 效 率 ηm 、 充 气 效 率 η v与过量空气系数α 随n的变化。
α
（一）外特性曲 线分析 1．扭矩曲线变 化趋势 随着转速n的增 加 ， 扭 距 Ttq 逐 渐 增 大，出现最大扭距 Ttqmax 后 逐 渐 下 降 ， 且下降程度越来越大 。曲线呈上凸形状。
（二）转速存储系数φn 转速存储设备系数是标定工况时的转速与 最大扭距转速的比值。
nB n ntq
式中 nB——标定工况转速； ntq——最大扭矩转速 最大扭矩转速ntq越低，φn越大，车辆在不 换挡的情况下，发动机克服阻力增加的潜力越 强。 一 般 ， 汽 油 机 φn=1.15~2.0 ， 柴 油 机 φn=1.5~2.0 。
（二）部分负荷速度特性
随着节气门的关小，节流损失增大，充气效率减小， 使部分负荷速度特性的 Pe、Ttq低于外特性值。 转速越高，充气效率减小的越多，因此，节气门开度 越小，随转速增加，扭距、功率曲线下降得越快。 最大扭矩及最大功率点向低速方向移动。
第 三节 发动机的速度特性
二、柴油机速度特性
– 定义:
第一节 发动机工况
二、发动机特性
发动机性能指标随调整、运转工况而变 化的关系称为发动机特性。
性能指标
调整工况 运转工况
调整特性 性能特性
发动机特性用曲线表示出来则称为特性 曲线，特性曲线是评价发动机性能的一种简 单、方便、必不可少的形式。
三、有效性能指标与已知规律参数的关系
目的：推导出性能指标与已知规律参数的关系， 然后用已知的规律去分析性能指标在不同特性 （速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性） 下的变化规律。
发动机原理第七章_发动机特性
速下发动机所能发出的最大功 率，是发动机功率的极限。
（2）右边界线b: 发动机所能承受的最高转
速极限。
（3）左边界线c: 发动机能稳定运转的最低转速。
（4）水平边界d 不同油门位置的怠速特性，
即发动机指示功率与机械损失 功率相等（Pe=0）。
（5）下边界e 发动机停机后倒拖特性
（下坡时的制动能力）。
1、柴油机燃油消耗率普遍较 低，且小负荷到中负荷的油耗率 下降迅速；
原因： 1）柴油机不仅压缩比大，过 量空气系数也大；
Tr（汽油） Tr（柴油）
be（汽油）
2）汽油机低负荷时采用浓混 合气且残余废气多，加之泵气损 失大，故油耗率高；
2、柴油机低油耗区较汽油机宽；
be（柴油）
Pe
柴、汽油机负荷特性对比
Ttq
K
2
V
itm
（3）有效燃油消耗率
1
be K3 itm
（4）发动机每小时耗油量
B
be Pe
K4
v
n
有效功率
Pe
K1
V
itmn
有效输出转矩
Ttq
K
2
V
itm
燃油消耗率
be
K3
1
itm
小时耗油量
B
K
4
V
n
有效功率 Pe K5 gbitmn 有效输出转矩 Ttq K6 gbitm
燃油消耗率
be
1
K8 itm
小时耗油量
B K7gbn
发动机特性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动 力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、 经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反 映工作过程进行的完善程度指标(如指示热效 率、充量系数以及机械效率)等，就必须研究 内燃机的特性。
（2）右边界线b: 发动机所能承受的最高转
速极限。
（3）左边界线c: 发动机能稳定运转的最低转速。
（4）水平边界d 不同油门位置的怠速特性，
即发动机指示功率与机械损失 功率相等（Pe=0）。
（5）下边界e 发动机停机后倒拖特性
（下坡时的制动能力）。
1、柴油机燃油消耗率普遍较 低，且小负荷到中负荷的油耗率 下降迅速；
原因： 1）柴油机不仅压缩比大，过 量空气系数也大；
Tr（汽油） Tr（柴油）
be（汽油）
2）汽油机低负荷时采用浓混 合气且残余废气多，加之泵气损 失大，故油耗率高；
2、柴油机低油耗区较汽油机宽；
be（柴油）
Pe
柴、汽油机负荷特性对比
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（3）有效燃油消耗率
1
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（4）发动机每小时耗油量
B
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有效功率 Pe K5 gbitmn 有效输出转矩 Ttq K6 gbitm
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小时耗油量
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发动机特性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动 力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、 经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反 映工作过程进行的完善程度指标(如指示热效 率、充量系数以及机械效率)等，就必须研究 内燃机的特性。
摩托车发动机的特性.
9
二、制动测功装置—测功器
1.水力测功器
2018/9/3
摩托车发动机原理
10
2.平衡式电力测功器
3.电涡流测功器
2018/9/3
摩托车发动机原理
11
三、耗油率的测量
1.容积法
充油
2018/9/3
摩托车发动机原理
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测量
2018/9/3
摩托车发动机原理
13
测量消耗容积v的燃油所用时间t
2018/9/3
摩托车发动机原理
14
燃油消耗量按下式计算 小时耗油量 耗油率 B v f be 1000 B 3.6 Pe t 式中 V—球泡容积（mL）； Pe —发动机有效功率（kW）;
ρ f —燃油密度（g/mL）；
t—消耗容积V的燃油所用时间（s）。
2018/9/3 摩托车发动机原理 15
2.质量法
发动机性能指标随调整运转工况而变化 的关系称为发动机特性。
性能指标
调整情况 运转工况
调整特性 性能特性
特性用曲线表示称为特性曲线，它是评 价发动机性能的一种简单、方便、必不可少 的形式。
2018/9/3 摩托车发动机原理 4
三、发动机性能指标与工作过程的关系
发动机输出的有效指标通常用平均有效压 力 pme 、有效扭矩 Ttq 、有效功率 Pe 、有效燃油 消耗率b、每小时耗油量B表示。这些指标与发 动机工作过程参数的关系可以推导如下。
2018油机的速度特性
（1）速度特性：汽油机节气门开度 固定不动，其有效功率Pe、扭矩Ttq、、燃 油消耗率b、每小时消耗油量B等随转速n 变化的关系。 （2）测取：发动机台架试验。测取 前，应将点火提前角及化油器调整完好； 测取时，应按规定保持冷却水温度、润滑 油温度在最佳状态。
发动机特性
第9章发动机特性内容提要1 .发动机特性与特性曲线的含义、分类与意义2 .发动机调整特性的含义、分类与曲线3 .发动机负荷特性4 .发动机速度特性5 .发动机方有特性6 .发动机调速特性7 .发动机性能指标的校正9.1基本概念全面了解发动机在全部工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与修理发动机，都有很强的适用价值。
10.LI发动机特性与特性曲线1 .发动机特性发动机性能指标随调整状况及运转状况而变化的关系称为发动机特性。
发动机性能指标主要有功率、转矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等；调整状况主要指柴油机的供油提前角、汽油机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对发动机性能的影响；运转状况一般指发动机转速和负荷等。
2 .特性曲线为了直观显示发动机的特性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲i线。
图97为AUdi(奥迪)2.4L四缸5气式门汽油机的外特性曲线。
3 .发动机特性分类发动机特性分调整特性和性能特性两大类。
(1)调整特性指发动机的性能指标随调整状况而变化的关系。
如柴油机的供油提前角调整特性、汽油机的点火提前角调整特图9T发动机特性曲线性、汽油机的燃料调整特性等。
(Audi2.4L5气门V6汽油机外特性)(2)性能特性指内燃机的性能指标随运行工况而变化的关系。
如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。
9.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在特地的试验台（俗称发动机台架）上进行，图9-2显示了带水力测功器的试验台的基本组成。
它可以模拟发动机的实际工况，使其在要求的转速和负荷下工作，并可以同步测量发动机在各种工况下的功率、燃料消耗、废气排放、气缸压力等性能参数。
发动机特性试验，我国已有标准，需按有关标准，在规定的条件下进行。
9-水温传感器Io-油压传感器11-排温传感器12-气缸压力传感器13-油压传感器14-针阀升程仪15-电 荷放大器16-电荷放大器17-霍尔针阀传感器18-示 波器19-水力测功器20-转角信号发生器21-电荷放 大器22-A/D 转换板23-微机24-打印机25-显示器它是指在发动机转速肯定和油量掌握机构条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供油提前角变化而变化的关系。
第七章 发动机的特性
停止氧传感器 反馈控制
ηm ηi
B be
二、柴油机负荷特性 负荷↑ 喷油量 负荷↑⇒喷油量∆b ↑，Pe ↑， 空气量不变， 空气量不变，A/F ↓⇒质调节 ⇒不完全燃烧⇒ηi ↓； 不完全燃烧⇒ 中小负荷区，影响不大； 中小负荷区，影响不大； 大负荷区， 大负荷区，A/F 的↓，使ηi ⇓ ；
ηm 变化规律与汽油机相同
在高速区易增压， 在高速区易增压，但低速时增 压程度不够⇒为提高低速转矩⇑ 压程度不够⇒为提高低速转矩⇑ 喷油量。 喷油量。∴外特性上循环喷油量 变化特性如图 Ttq历程∝∆g 历程∝ 历程 受限于φc特性 特性 Pe历程：由Pe∝Ttq n，Pe随n⇑， 历程： 历程 ∝ ， 随 ⇑ 开始T 开始 tq⇑ n⇑⇒ Pe ⇑陡，后随 ⇑⇒ n⇑ ， Ttq⇓，∴ Pe ⇑缓慢。 缓慢。 ⇑ be历程：ηiηm=Max时，be⇒Min 历程： 历程 时 ⇒ 变化不大，所以be随转速 但因ηi变化不大，所以 随转速 变化平缓⇒ 变化平缓⇒柴油机经济性好的 原因之一。 原因之一。
转子
转子外缘 涡流槽
2、油耗仪：测量一定时间内所消耗量的燃料量 、油耗仪： 容积法： 容积法：测量消耗一 定容积V 定容积 f燃油所需要 的时间t(s)。 的时间 。
B = 3.6 Vf ρ f t
质量法： 质量法：测量消耗一 定质量m的燃油所需要 定质量 的燃油所需要 的时间t 的时间 。
m B = 3 .6 t
电涡流测功器：利用涡电流效应将发动机输出功 电涡流测功器： 电能⇒热能。能量吸收部分：制动器⇒ ⇒电能⇒热能。能量吸收部分：制动器⇒转子和定 子组成。 子组成。 原理：励磁线圈供电⇒ 原理：励磁线圈供电⇒产生磁力
定子：外壳、 定子：外壳、涡流环和 励磁线圈。 外壳、 励磁线圈。⇒外壳、涡 流环、 流环、空气隙和转子构 成磁路。 成磁路。 线⇒转子旋转⇒涡流槽和空气隙处 转子旋转⇒涡流槽和空气隙处 磁力线密度变化⇒ 磁力线密度变化⇒涡流环内产生感 应电⇒ 与磁场作用⇒ 应电⇒形成电涡流⇒与磁场作用⇒ 电磁转矩。调节励磁电流⇒ 电磁转矩。调节励磁电流⇒电涡流 强度。涡流电路有电阻⇒ 强度。涡流电路有电阻⇒损耗电能 涡流环发热。 ⇒涡流环发热。
ηm ηi
B be
二、柴油机负荷特性 负荷↑ 喷油量 负荷↑⇒喷油量∆b ↑，Pe ↑， 空气量不变， 空气量不变，A/F ↓⇒质调节 ⇒不完全燃烧⇒ηi ↓； 不完全燃烧⇒ 中小负荷区，影响不大； 中小负荷区，影响不大； 大负荷区， 大负荷区，A/F 的↓，使ηi ⇓ ；
ηm 变化规律与汽油机相同
在高速区易增压， 在高速区易增压，但低速时增 压程度不够⇒为提高低速转矩⇑ 压程度不够⇒为提高低速转矩⇑ 喷油量。 喷油量。∴外特性上循环喷油量 变化特性如图 Ttq历程∝∆g 历程∝ 历程 受限于φc特性 特性 Pe历程：由Pe∝Ttq n，Pe随n⇑， 历程： 历程 ∝ ， 随 ⇑ 开始T 开始 tq⇑ n⇑⇒ Pe ⇑陡，后随 ⇑⇒ n⇑ ， Ttq⇓，∴ Pe ⇑缓慢。 缓慢。 ⇑ be历程：ηiηm=Max时，be⇒Min 历程： 历程 时 ⇒ 变化不大，所以be随转速 但因ηi变化不大，所以 随转速 变化平缓⇒ 变化平缓⇒柴油机经济性好的 原因之一。 原因之一。
转子
转子外缘 涡流槽
2、油耗仪：测量一定时间内所消耗量的燃料量 、油耗仪： 容积法： 容积法：测量消耗一 定容积V 定容积 f燃油所需要 的时间t(s)。 的时间 。
B = 3.6 Vf ρ f t
质量法： 质量法：测量消耗一 定质量m的燃油所需要 定质量 的燃油所需要 的时间t 的时间 。
m B = 3 .6 t
电涡流测功器：利用涡电流效应将发动机输出功 电涡流测功器： 电能⇒热能。能量吸收部分：制动器⇒ ⇒电能⇒热能。能量吸收部分：制动器⇒转子和定 子组成。 子组成。 原理：励磁线圈供电⇒ 原理：励磁线圈供电⇒产生磁力
定子：外壳、 定子：外壳、涡流环和 励磁线圈。 外壳、 励磁线圈。⇒外壳、涡 流环、 流环、空气隙和转子构 成磁路。 成磁路。 线⇒转子旋转⇒涡流槽和空气隙处 转子旋转⇒涡流槽和空气隙处 磁力线密度变化⇒ 磁力线密度变化⇒涡流环内产生感 应电⇒ 与磁场作用⇒ 应电⇒形成电涡流⇒与磁场作用⇒ 电磁转矩。调节励磁电流⇒ 电磁转矩。调节励磁电流⇒电涡流 强度。涡流电路有电阻⇒ 强度。涡流电路有电阻⇒损耗电能 涡流环发热。 ⇒涡流环发热。
发动机原理第七章发动机特性.
三、外特性的意义
( 一 ) 评价发动 机的动力性
最大功率 后备功率
后 备 功 率
(二)评价发动机的工作稳定性
1、扭矩储备系 数 m
m
M e max M e 100% Me
Memax－最大扭矩 Me－标定工况下的扭矩
(1)评价汽车不换档， 发动机克服短期超负 荷的能力。 (2)m大，工作越稳定。 (汽油机Me陡，稳定性优于柴油机。汽10~30%；柴5~10%)
2、找出提高汽车经济性的途径
提高汽车的负荷率。
在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的 负荷率，选用功率较小的发动机。
3、柴油机功率标定
对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限 点2 ； 对工程机械用柴油机，其功率标定在最低 油耗点1。
第二节
本节的主要内容：
速度特性
1. 汽油机的速度特性－外特性曲线 2. 柴油机的速度特性－外特性曲线 3. 外特性的意义－后备功率、扭矩储备系数、 和转速储备系数
要求：
1、负荷特性、速度特性的定义， 曲线特征及意义，懂得特性曲线的变 化原因。 2 、了解柴油机油量校正，调速器 工作原理及调速特性，理解柴油机安 装调速器的必要性。 3 、了解万有特性图的制取方法及 意义。
第一节
定义：
负荷特性
转速不变时，其经济性指标随负荷而变化 的关系。 用曲线表示→负荷特性曲线。 负荷率：发动机发出的扭矩与在该转速下 最大扭矩之比，用百分数表示。
一、概述
1、速度特性定义
发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发 动机的性能指标（Me、Ne、ge）随转速而变化的 关系。
2、全负荷速度特性（或称外特性）
节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于标 定功率循环供油量位置时发动机的速度特性。 **其它称为部分负荷速度特性
第七章发动机特性
be
K3
1
itm
柴油机耗油率be随 负荷的变化取决于ηit 和ηm。
（1）ηit：随负荷增加，每循环供油量△b增加，而转速不变，充
量系数φc变化不大，过量空气系数φa减小，燃烧不完全程度增大， 使ηit减小。大负荷时，混合气过浓，燃烧恶化，不完全燃烧及补 燃增多，使ηit下降更快。 （2）ηm：随负荷增加而上升。
2）从指示热效率曲线的变化趋势上来看，在转速不变的前提下， 柴油机指示热效率随负荷的增大而降低；汽油机采用定质变 量的负荷调节方法，在接近满负荷时采用加浓混合气导致指 示热效率明显下降，而在低负荷时，由于节气门开度小，残 余废气系数较大，燃烧速率降低，需采用浓混合气，加之当 负荷减小时泵气损失增大，导致指示热效率下降。这样，汽 油机的燃油消耗率在中小负荷远高于柴油机。
15分钟功率的标定最高，持续功率的标 定最低。1）、2）、3）称为间歇功率，对于 他们来讲，发动机按其运转时，超出其规定 时间并不意味着发动机破坏，但发动机寿命 和可靠性受到影响。
三、发动机特性参数间的关系 发动机特性参数之间的内在关系，是分析
发动机特性的主要基础，也是解释发动机特 性曲线的依据。
第七章 发动机的特性
发动机的特性：发动机性能指标（经济、 动力、排放性能指标、反映工作过程进行的完善 程度指标）随调整、运转工况变化而变化的关系。
发动机的运行特性:是发动机的性能指标随 工况参数的变化规律；
发动机的调整特性:是发动机性能指标随调 整参数变化而变化的关系。
第一节 发动机的特性概述 第二节 发动机的负荷特性 第三节 发动机的速度特性 第四节 发动机转矩适应性（扭矩特性） 第五节 车用柴油机的调速特性 第六节 发动机的万有特性
综上所述，当Pe=0，ηm=0时，be趋于无穷大。随 负荷增加，ηm迅速增加，且远大于ηit的减少，使be 下降很快。当△b增加到1点位置时，be最小。此后再 增加负荷，由于ηit下降较ηm上升的多，使b又有所增 加。当△b增加到2点时，排气冒黑烟，达到国标规定 限值。当△b超过2点时，燃料消耗量增大，排放污染 严重，影响发动机寿命，所以，柴油机的最大循环供 油量应在标定转速下调整，使烟度不超过允许值。
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通过特性曲线可以分析在不同适用工况下 ， 发动机特性变化的规律及影响因素,评价发动机 性能，从而提出改善发动机性能的途径．
第七章发动机特性
二、发动机的功率标定
内燃机的功率标定，是指制造企业根据内燃 机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件 等要求，人为地规定该产品在标准大气条件 下所输出的有效功率以及所对应的转速，即 标定功率与标定转速。世界各国对标定方法 的规定有所不同。按照国家标准GBll05—— 87《内燃机台架性能试验方法》规定，我国 内燃机的功率可以分为四级：
第七章发动机特性
(1)15min功率
这一功率为内燃机允许连续运转15min的 最大有效功率，适用于需要较大功率储备或 瞬时需要发出最大功率的轿车、中小型载货 汽车、军用车辆、快艇等用途的内燃机。
第七章发动机特性
(2)1h功率
这一功率为内燃机允许连续运转1h的最大有 效功率，适用于需要一定功率储备以克服突 增负荷的工程机械、船舶主机、大型载货汽 车和机车等用途的内燃机。
第七章发动机特性
根据内燃机产品的使用特点，在内燃机的铭 牌上一般应标明上述四种功率的一或两种功 率及其对应的转速。同时，内燃机的最大供 油量限定在标定功率的位置上。对于同一种 发动机，用于不同场合时，可以有不同的标 定功率值，其中，15min功率最高，持续功率 最低。
车用 — 常用15分钟, 1小时或12小时功率中的 两种作为铭牌功率。
第七章发动机特性
第一节 发动机的特性概述 一、发动机的工况
发动机实际运行的工作状况，简称工况。
表征内燃机运行工况的参数可由下式给出
Pe Ttqn
❖式中，Pe为有效功率，Ttq为转矩， n为工作转速。
第七章发动机特性
有效功率Pe和转速n 决定了发动机的 工作运行情况。工况以功率Pe和转速n来 表示，此功率、转速应该与发动机所带动 的工作机械要求的功率、转速相适应。
第七章发动机特性
除持续功率外，其他几种功率均具有间歇 性工作的特点，故常被称为间歇功率。对 间歇功率而言，内燃机在实际按标定功率 运转时，超出上述限定的时间并不意味着 内燃机将被损坏，但无疑将使内燃机的寿 命与可靠性受到影响。
第七章发动机特性
三、发动机性能指标与工作过程的关系 发动机输出的有效指标通常用平均有效
第七章发动机特性
(3)12h功率
这一功率为内燃机允许连续运转12h的最大有 效功率，适用于需要在12h内连续运转而又需 要充分发挥功率的拖拉机、移动式发电机组、 铁道牵引等用途的内燃机。第章发动机特性(4)持续功率
这一功率为内燃机允许长期连续运转的最大 有效功率，适用于需要长期连续运转的固定 动力、排灌、电站、船舶等用途的内燃机。
性能指标随调整情况变化的特性称为调整特 性，如点火提前角调整特性、供油提前角调 整特性等；
性能指标随运行工况变化的特性称为性能特 性，如负荷特性、速度特性和调速特性等。
用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价内燃机的一种简单、直观、方便的形式。
第七章发动机特性
用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价发动机性能的一种简单、方便、必不可少的 形式。
负荷特性：转速不变，其经济性指标随负 荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力Pme表 示）的变化关系。
第七章发动机特性
第三类工况，其特点是功率 与转速都在很大范围内变化， 它们之间没有特定的关系。 汽车及其他陆地运输用内燃 机，都居于这种工况。此时， 内燃机的转速决定于行驶速 度、可以从最低稳定转速一 直变到最高转速；负荷取决 于行驶阻力，在同一转速下， 可以从零变到全负荷。内燃 机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域， 相应的上况区域称为面工况。
第七章 发动机的特性
汽车行驶时，由于行驶速度与道路阻力 不断变化，则发动机的转速和负荷亦相应变 化，以适应汽车的需要。随着转速和负荷的 改变，发动机工作过程也会发生变化。因此 ，发动机在不同使用条件下具有不同的动力 性与经济性。
第七章发动机特性
第一节 发动机的特性概述 第 二节 发动机的负荷特性 第 三节 发动机的速度特性 特性曲线分析 第四节 发动机的转矩适应性 第五节 车用柴油机的调速特性 第六节 发动机的万有特性 作业题
第七章发动机特性
2.研究发动机特性的必要性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动 力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、 经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反映 工作过程进行的完善程度指标(如指示热效率、 充量系数以及机械效率)等，就必须研究内燃 机的特性。
第七章发动机特性
有关定义
所谓发动机的特性，就是指上述性能参数随 参数调整情况或运转工况变化的规律。
第七章发动机特性
第二类工况，其特点是内燃 机的功率与转速接近于幂函 数关系，如图8—1中的曲线2 示的三次幂函数( Pe n3)。当 内燃机作为船用主机驱动螺 旋桨时，内燃机所发出的功 率必须与螺旋桨吸收的功率 相等，而吸收功率又取决于 螺旋桨转速的高低，且与转 速成幂函数关系，这样，内 燃机功率就呈现一种十分有 规律的变化。该类工况常被 称为螺旋桨工况或推进工况， 也属于线工况。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械 消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速 下按一定功率稳定工作。
第七章发动机特性
1.发动机的工况分类 第—类工况，其特点是发动机的
功率变化时，转速几乎保持不变。 该工况又被称为固定式内燃机工 况。例如，发电用内燃机，其负 荷呈阶跃式突变，并没有一定的 规律、然而内燃机的转速必须保 持稳定，以保证输送电压和频率 的恒定，反映在工况图上就是— 条垂直线(图8—1中的曲线1)， 称为线工况。灌溉用内燃机，除 了起动和过渡工况外，在运行过 程中负荷与转速均保持不变，称 为点工况(图8—1中的A点)。
压力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃 油消耗率be、每小时耗油量B表示。这些指标 与发动机工作过程参数的关系。
发动机性能指标分析式
第七章发动机特性
有效功率
Pe
K1
c a
itmn
有效输出转矩
Ttq
K2
c a
itm
燃油消耗率
be
K3
1
itm
小时耗油量
B
K4
c a
n
第七章发动机特性
第二节 发动机的负荷特性
第七章发动机特性
二、发动机的功率标定
内燃机的功率标定，是指制造企业根据内燃 机的用途、寿命、可靠性、维修与使用条件 等要求，人为地规定该产品在标准大气条件 下所输出的有效功率以及所对应的转速，即 标定功率与标定转速。世界各国对标定方法 的规定有所不同。按照国家标准GBll05—— 87《内燃机台架性能试验方法》规定，我国 内燃机的功率可以分为四级：
第七章发动机特性
(1)15min功率
这一功率为内燃机允许连续运转15min的 最大有效功率，适用于需要较大功率储备或 瞬时需要发出最大功率的轿车、中小型载货 汽车、军用车辆、快艇等用途的内燃机。
第七章发动机特性
(2)1h功率
这一功率为内燃机允许连续运转1h的最大有 效功率，适用于需要一定功率储备以克服突 增负荷的工程机械、船舶主机、大型载货汽 车和机车等用途的内燃机。
第七章发动机特性
根据内燃机产品的使用特点，在内燃机的铭 牌上一般应标明上述四种功率的一或两种功 率及其对应的转速。同时，内燃机的最大供 油量限定在标定功率的位置上。对于同一种 发动机，用于不同场合时，可以有不同的标 定功率值，其中，15min功率最高，持续功率 最低。
车用 — 常用15分钟, 1小时或12小时功率中的 两种作为铭牌功率。
第七章发动机特性
第一节 发动机的特性概述 一、发动机的工况
发动机实际运行的工作状况，简称工况。
表征内燃机运行工况的参数可由下式给出
Pe Ttqn
❖式中，Pe为有效功率，Ttq为转矩， n为工作转速。
第七章发动机特性
有效功率Pe和转速n 决定了发动机的 工作运行情况。工况以功率Pe和转速n来 表示，此功率、转速应该与发动机所带动 的工作机械要求的功率、转速相适应。
第七章发动机特性
除持续功率外，其他几种功率均具有间歇 性工作的特点，故常被称为间歇功率。对 间歇功率而言，内燃机在实际按标定功率 运转时，超出上述限定的时间并不意味着 内燃机将被损坏，但无疑将使内燃机的寿 命与可靠性受到影响。
第七章发动机特性
三、发动机性能指标与工作过程的关系 发动机输出的有效指标通常用平均有效
第七章发动机特性
(3)12h功率
这一功率为内燃机允许连续运转12h的最大有 效功率，适用于需要在12h内连续运转而又需 要充分发挥功率的拖拉机、移动式发电机组、 铁道牵引等用途的内燃机。第章发动机特性(4)持续功率
这一功率为内燃机允许长期连续运转的最大 有效功率，适用于需要长期连续运转的固定 动力、排灌、电站、船舶等用途的内燃机。
性能指标随调整情况变化的特性称为调整特 性，如点火提前角调整特性、供油提前角调 整特性等；
性能指标随运行工况变化的特性称为性能特 性，如负荷特性、速度特性和调速特性等。
用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价内燃机的一种简单、直观、方便的形式。
第七章发动机特性
用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评 价发动机性能的一种简单、方便、必不可少的 形式。
负荷特性：转速不变，其经济性指标随负 荷（可用功率Pe、扭矩Ttq或平均有效压力Pme表 示）的变化关系。
第七章发动机特性
第三类工况，其特点是功率 与转速都在很大范围内变化， 它们之间没有特定的关系。 汽车及其他陆地运输用内燃 机，都居于这种工况。此时， 内燃机的转速决定于行驶速 度、可以从最低稳定转速一 直变到最高转速；负荷取决 于行驶阻力，在同一转速下， 可以从零变到全负荷。内燃 机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域， 相应的上况区域称为面工况。
第七章 发动机的特性
汽车行驶时，由于行驶速度与道路阻力 不断变化，则发动机的转速和负荷亦相应变 化，以适应汽车的需要。随着转速和负荷的 改变，发动机工作过程也会发生变化。因此 ，发动机在不同使用条件下具有不同的动力 性与经济性。
第七章发动机特性
第一节 发动机的特性概述 第 二节 发动机的负荷特性 第 三节 发动机的速度特性 特性曲线分析 第四节 发动机的转矩适应性 第五节 车用柴油机的调速特性 第六节 发动机的万有特性 作业题
第七章发动机特性
2.研究发动机特性的必要性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动 力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、 经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反映 工作过程进行的完善程度指标(如指示热效率、 充量系数以及机械效率)等，就必须研究内燃 机的特性。
第七章发动机特性
有关定义
所谓发动机的特性，就是指上述性能参数随 参数调整情况或运转工况变化的规律。
第七章发动机特性
第二类工况，其特点是内燃 机的功率与转速接近于幂函 数关系，如图8—1中的曲线2 示的三次幂函数( Pe n3)。当 内燃机作为船用主机驱动螺 旋桨时，内燃机所发出的功 率必须与螺旋桨吸收的功率 相等，而吸收功率又取决于 螺旋桨转速的高低，且与转 速成幂函数关系，这样，内 燃机功率就呈现一种十分有 规律的变化。该类工况常被 称为螺旋桨工况或推进工况， 也属于线工况。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械 消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速 下按一定功率稳定工作。
第七章发动机特性
1.发动机的工况分类 第—类工况，其特点是发动机的
功率变化时，转速几乎保持不变。 该工况又被称为固定式内燃机工 况。例如，发电用内燃机，其负 荷呈阶跃式突变，并没有一定的 规律、然而内燃机的转速必须保 持稳定，以保证输送电压和频率 的恒定，反映在工况图上就是— 条垂直线(图8—1中的曲线1)， 称为线工况。灌溉用内燃机，除 了起动和过渡工况外，在运行过 程中负荷与转速均保持不变，称 为点工况(图8—1中的A点)。
压力pme、有效扭矩Ttq、有效功率Pe、有效燃 油消耗率be、每小时耗油量B表示。这些指标 与发动机工作过程参数的关系。
发动机性能指标分析式
第七章发动机特性
有效功率
Pe
K1
c a
itmn
有效输出转矩
Ttq
K2
c a
itm
燃油消耗率
be
K3
1
itm
小时耗油量
B
K4
c a
n
第七章发动机特性
第二节 发动机的负荷特性