第2节 发动机的负荷特性

在某一中间转速n1最大，高于或低于此转速 都下降。
②
i
随n旳变化关系
n气流运动混合气形成改善 i ； n燃烧时间，燃烧恶化 i 。 在供油量一定情况下，i在某一中间转速微微凸起（最
佳），阐明此时热量转化为功旳程度最高。高于或低于
此转速， 均下降。 i
i
n
③ m 随n旳变化关系
随n，摩擦损失,
以曲线表达，则称为负荷特征曲线；
当汽车以一定旳速度（即等速）沿阻力变化旳道 路行驶时，就是这种情况。此时必须变化发动机 油门来调整有效扭矩，以适应外界阻力矩旳变化， 保持发动机转速不变；
横坐标：负荷可用Pe、Ttq或pme表达（当转速不 变时，有效功率Pe与有效转矩Ttq、平都有效压力 pme互为正比）；
转速n3附近工作，这么可取得比很好旳经济性。
汽车后备功率大，爬坡、加速性好；但后备功率过大 ，则常用工况在低负荷区，经济性差。
2）反应了发动机使用中克服短期超载能 力旳强弱。
从使用角度看，( T -tq max )大Ttq，发动机克服短
期超载旳能力强。
汽车在行驶中，经常会遇到像爬坡等行驶阻 力忽然增大旳情况，为了克服短期超载，降 低司机旳换挡次数，要求发动机旳扭矩随转 速旳降低而增长。
、v 均i ,虽然 略m有下降，
但 因随、vn，、i 使均Tmtq，使,TTtqtqma，x，即随Ttnq继随续n，变化比 较陡。
2）功率Pe曲线
Pe
K2
v
m
i
n
K2Ttq n
显然：功率Pe与Ttq、n成正比。
低速时：nTtq(不大)，因Pe正比于n、Ttq， 故Pe；随n继续，虽Ttq，但因n旳影响不 小于Ttq旳影响，使PePemax ；

涡流环发热。
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
➢容积法：测量消耗一定
容积Vf燃油所需要的时间 t(s)。
➢质量法：测量消耗一定质
量m的燃油所需要的时间t。
B 3.6 V f f
t
be
B Pe
1000
B 3.6 m t
6
7
量瓶
天平
3、排放物的测量
➢常用的排放分析仪：日本HORIBA多组分排放气体分 析仪；AVL多功能排放分析仪 。
变化敏感。 3）柴油机油耗曲线缓慢、宽，又低。
结论：柴油机这种纸调节方式的经济性比汽油机量调节 方式好；且较适应负荷的变化。
7-3 发动机的速度特性
➢ 速度特性定义：在正常工作条件下，负荷一定，性能指 标随n的变化规律。
• 正常工作条件：冷却水温Tw、润滑条件正常，点火时期、
a调节最佳。
• 性能指标动力性：Pe、Ttq n 经济性：be n 排放性：NOx，HC，CO n
K3 i
1
m
一、汽油机的负荷特性
➢ be变化历程分析：
• 负荷，节气门开度，进气
量（Pi ），A/F不变，残余 废气系数；
所以，i ，m
be=K3/(i m ) ;
大负荷时: 加浓A/F=12.5，
燃烧不完全， i ，
使be 。
停止氧传感器反
馈控制
m i
B be
二、柴油机负荷特性
➢ be变化历程分析：
• 负荷喷油量Δb ，Pe ， 空气量不变，A/F 质调节
不完全燃烧i ；
中小负荷区：影响不大；
大负荷区：A/F 的，使i ； • m 变化规律与汽油机相同 负荷，m ；

项目六发动机特性学习目标：重点掌握发动机的负荷特性、速度特性、万有特性及柴油机调速特性的定义。

理解各个特性曲线的变化趋势及原因；各个曲线的正式成立和位置对发动机的性能有何影响；柴油机安装调速器的原因。

了解柴油机和汽油机特性曲线的异同点及形成原因；万有特性的应用；两级式调速器和全程式调速器对柴油机性能的影响及各自的特点。

本项目是本课程的重点之一。

发动机经常在较大的负荷和转速范围内工作，仅了解某点或几点的性能指标和参数，往往是不够的，而需要了解在整个工作范围内的变化规律和发展趋势。

任务一发动机工况、性能指标与工作过程参数的关系一、工况发动机的运行情况，简称工况。

工况以功率Pe和转速n来表示。

根据发动机的用途，其工况可分为以下几类：（1）恒速工况 n=常数，如发电机组中的发动机，其转速基本保挂持不变，功率Pe随负荷而变化，称为线工况。

（2）螺旋桨工况作为船舶主机的柴油机按推进特性工作，柴油机功率与转速的立主成正比Pe=kn3，k为比例常数，见图中的曲线2。

（3）面工况汽车在运输作业时，发动机的功率Pe和转速n都在很大的范围内变化。

如图中阴影所示，曲线3中发动机在各种转速下所能发出的最大功率。

（4）点工况内燃机的转速n及功率P e均近似不变，如内燃机作为排灌动力。

二、发动机特性发动机性指标随着调整情况及运转工况变化而变化的关系称为发动特性，特性用曲线表示称为特性曲线。

其中随着调整情况而变化又称为调整特性。

发动机的性能特性包括负荷特性、速度特性、万有特性、空转特性等，速度特性又包括外特性和部分速度特性。

三、发动机性能指标与工作过程参数的关系发动机的有效指标P me、T tq、Pe、be、B与工作过程参数的关系如下列诸式：平均有效压力有效功率有效转矩燃油消耗率小时耗油量要了解上述指标随工况变化的情况，就必须分析ηv、ηi、ηm、α随工况的变化。

四、发动机功率标定根据国家标准CB1105.1─1987《内燃机台架性能试验方法》的规定，内燃机标定功率依不同用途分类如下：（1）15min功率适用于汽车、军用车辆、摩托车的发动机功率的标定。

第六章 发动机的特性
发动机原理
发动机特性是指发动机性能指标（动力性、经济性、 排污性、运转性能等指标）或工作过程主要参数（v、i、 m、、b等）随调整情况或运转工况而变化的关系。 发动机性能指标随调整情况而变化的关系称调整特性；
如汽油机点火提前角调整特性、化油器调整特性；
柴油机喷油提前角调整特性、循环喷油量调整特性

I E / R K n / R 1

测功器所测的功率Pe与Ф 2及n2成正比，与负载R 成 反比。
13
发动机特性
发动机原理
电涡流测功器—构造与工作原理


电涡流测功器具有结构简单、控制方便、转速范围和功率范围 宽等特点； 这种电涡流测功器是将被测动力机械的功率所产生的涡电流转 换成热能消耗掉，而不能发出电力反馈电网。同时它也不能作 为电动机来反拖动力机械； 电涡流测功器的结构简图： 电涡流测功器产生制动力的原 理是：当励磁绕组通以直流电 时，在闭合磁路中产生静止磁 通。当感应子旋转时，在涡流 环的表面产生感应电动势而形 成涡电流，力图阻止磁通的变 化，从而产生时感应于的制动 作用。
发动机特性
5
发动机原理
发动机的有效指标
p K me m 平均有效压力： v p K n 有效功率： e 1 m i v T K 有效转矩： tq 2 m i

有效燃油消耗率： 每小时耗油量：

发动机特性
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发动机原理
直流电力测功器—工作原理

电机的感应电动势E 为：
E K n 1
若在电枢回路中串联负载电阻R，并忽略电枢内阻； 电枢回路中流过的电流I 为： 当测功器工作发电机模式时，由电磁力产生的制动 力矩(即被测动力机械的输出转矩)Tt、Pe：