汽车的效率大小与发动机的速度特性曲线

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。

二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画“×”）1、汽车行驶时滚动阻力和坡度阻力在任何行驶条件下均存在。

（×）2、汽车行驶时空气阻力和加速阻力在任何行驶条件下均存在。

（×）3、在硬路面上滚动阻力产生的根本原因是轮胎与路面的摩擦。

（×）4、当汽车的所有车轮都飞离地面后，其滚动阻力仍然存在。

（×）5、汽车最高挡的最高车速一定大于次高挡的最高车速。

（×）6、汽车的动力特性图可以用来比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。

（×）7、质量不同但动力特性图完全相同的两辆汽车，其最高车速和最大驱动力相同。

（×）8、空车和满载时汽车的动力性能没有变化。

（×）9、变速器在不同挡位时，发动机的最大功率相同。

（√）10、变速器在不同挡位时，汽车的最大驱动力不同。

（√）11、汽车超车时应该使用超速挡。

（×）12、设置超速挡的目的是为了改善汽车的动力性。

（×）13、轮胎的充气压力对滚动阻力系数值有很大的影响。

（√）14、随着轮胎胎面花纹深度的减小，其附着系数将有显著下降。

（√）15、增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。

（√）16、汽车的后备功率越大，则其加速能力、上坡能力和最高车速也越大。

（）17、发动机的后备功率越大，汽车的最高车速越大。

（×）18、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。

（×）19、增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。

（√）20、最大传动比与最小传动比之比值越大，挡位数应越多。

（√）21、汽车的等速百公里燃油消耗量是全面反映汽车实际运行情况的燃油经济性指标。

（×）22、汽车的等速百公里燃油消耗量正比于行驶阻力和燃油消耗率，反比于传动效率成。

（√）23、车开得慢，油门踩得小，就一定省油。

（×）24、只要发动机省油，汽车就一定省油。

发动机特性曲线161第11章发动机特性11.1基本概念全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有很强的适用价值。

11.1.1 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情况及运转情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;调整情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;运转情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，称为发动机特性曲线。

图11-1为Audi(奥迪) 2.4L四缸5气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节特性和性能特性两大类。

(1)调节特性指发动机的性能指标随调节情况而变化的关系。

如柴油机的供油提图11-1 发动机特性曲线前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特性、汽油机的燃料调节特性等。

(Audi 2.4L5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。

16116211.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在专门的试验台(俗称发动机台架)上进行，图11-2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，国家已有标准，需按有关标准，在规定的条件下进行。

图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器9-水温传感器 10-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11.2 发动机调节特性发动机调节特性对发动机波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放的正确调整、使用与维修关系大器 22-,/,转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器密切，值得重视。

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”。

教您读懂发动机特性曲线图2009年11月09日星期一12:41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。

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。

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。

第3节发动机的速度特性第三节发动机的速度特性应知：速度特性的定义外特性、部分速度特性扭矩特性测取、绘制、分析曲线分析发动机的动力性速度特性的应用汽油机、柴油机速度特性的对比分析应会：一、速度特性定义：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变化的关系。

外特性：节气门全开(标定工况点)部分速度特性：节气门部分开度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。

二、速度特性的测取与绘制测取参数：动力性指标：经济性指标：监控参数:温度：压力：三、汽油机速度特性曲线的分析v Ttq k 2 i mv Pe k1 i m n v B k4 nbe k31i m1.外特性曲线：充气效率、指示热效率、机械效率随转速的变化关系：外特性曲线的意义：发动机在此转速下所输出的最大功率及其扭矩代表发动机的动力性外特性曲线必须测取总功率：净功率(使用外特性曲线):2.部分速度特性曲线v Ttq k 2 i mv Pe k1 i m n v B k4 nbe k31i m四、柴油机速度特性的分析v Ttq k 2 i m k 2 b i mv ‘ Pe k1 i m n k1Ttq n 1 v be k3 B k 4 n k 4 bn i m1.标定工况速度特性曲线：2.部分速度特性曲线五、扭矩特性1. 含义：外特性曲线中的扭矩曲线 2.研究的意义：短期超载能力爬坡能力3. 评价指标扭矩储备:扭矩储备系数：Ttq ma_ Ttq TtqK Ttq ma_ Ttq100%扭矩适应性系数：K=1.2_1.4(汽油机) K=1.05(柴油机)转速储备：转速储备系数：标定工况时的转速/最大扭矩时的转速之比。