热工基础与发动机原理 教学课件 作者 刘永峰 第8章.ppt

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1、热工基础与发动机原理北京建筑工程学院第8章发动机的特性2学习目标：通过本章学习，重点掌握发动机的负荷特性、速度特性、万有特性的定义。了解各个特性曲线的变化趋势及原因各个曲线的形状和位置对发动机的性能有何影响。柴油机和汽油机特性曲线的异同点及形成原因。重点：掌握发动机几种性能变化规律难点：区别汽油机和柴油机性能指标的变化8.1发动机所处的工作状况（简称工况）是由负荷（表示工作负荷的有效转矩、有效功率等）和转速n两个因素决定的。由于与发动机的平均有效压力成正比，所以也经常用表示发动机的负荷。用表示的负荷与发动机的尺寸有关，便于比较不同发动机真正的负

2、荷水平。由于、、n三个参数中，只有两个是独立变量，即当任意两个参数确定后，第三个参数就可以通过式（2-9）求出。以负荷和转速为坐标的平面成为发动机的工况平面。根据发动机配套工作机械运行的特点，发动机实际的工况有以下三种：（1）点工况运行发动机在运行过程中转速和负荷均保持不变（图8-1中的A点）3发动机工况及基本特性（2）线工况运行发动机只在工况面某一确定的线段上工作。（3）面工况运行各种陆上运输车辆等都可以在较宽的转速和负荷范围内工作，其工作区域涵盖了工况平面上某一确定的面积，如图8-1中曲线3和横坐标以及两条竖剖面线所组成的面积，实现的是面工

3、况运行。48.2发动机的负荷特性当发动机保持转速不变时，稳态性能指标随负荷而变化的规律叫做发动机的负荷特性。1.柴油机的负荷特性测定柴油机的负荷特性曲线时，转速不变，各工况供油提前角均调为最佳值，油温、油压、水温均保持合理状态。由于柴油机是负荷质调节，负荷变化也就是过量空气系数变化，所以负荷特性也就是的调整特性。2.汽油机的负荷特性测定汽油机的负荷特性曲线时除了保持转速不变外，各工况均须调到最佳点火提前角和保持理想的过量空气系数，并按规定保持水温、机油温度、机油压力等参数在合理的范围之内。如图8-2b所示，在怠速时无穷大，之后随负荷而急剧下降，

4、80%~90%负荷时达到最低值，以后由于“加浓”又有回升。563.汽油机与柴油机负荷特性曲线的对比标定工况，对比如图8-2所示，主要差别有：1）汽油机有效燃油消耗率都比同负荷的柴油机高，这是两种机型的混合气形成、着火燃烧以及负荷调节方式的不同造成的。2）中低负荷处的拆别明显比最低油耗点和标定功率处大。这是因为汽油机线过于陡尖，而柴油机有较宽的平坦段的缘故。统计资料表明，汽油机和柴油机的综合油耗可达45%，就是由于汽车大多在中低负荷条件下运行所致。由以上两点可知，若单纯从燃油经济性出发进行汽车动力的选择，自然是柴油机由于汽油机，这是柴油机最明显的

5、优势。78.3发动机的速度特性若汽油机保持节气门开度不变或柴油机保持油量调节杆位置不变，而各工况又在最佳调整状态时，发动机的性能指标和特性参数随转速的变换规律称为发动机的速度特性。1.柴油机的速度特性测定柴油机速度特性曲线时，除保持油量调节杆位置不变外，各工况均须调整到各自的最佳供油提前角，此外，水温、油温等参数均应保持正常稳定的状态。1）转矩（）速度特性曲线有相反变化的趋势而使总体上变化平坦。2）功率（）线总的是随转速上升而增大，由于线较平坦，所以可以达到的最大功率点远离最高使用转速（图上看不出来）。3）线则是随转速上升而上翘度加大。82.汽

6、油机的速度特性测定汽油机的速度特性曲线时，除保持节气门开度不变外，各工况均须调整到各自的最佳点火提起角，而过量空气系数则要按理想值来制备。此外，水温、油温等参数均应保持正常稳定的状态。1）转矩在某一较低速处有最大值，然后随转速上升而较快下降，转速越高，降得越快。2）功率先随转速n上升而加大，到一定转速后的下降率高于n的上升率，转而下降。3）有效燃油消耗率随转速的上升而上翘幅度加大，节气门开度越小，则弯曲度越厉害。9103.汽油机与柴油机速度特性曲线的对比1）汽油机线总体上向下倾斜较大，低负荷时倾斜更大，而柴油机曲线总体变化平坦，低负荷甚至上扬。

7、2）汽油机外特性曲线的最大值点，一般就是标定功率点；而柴油机可达到的最大值点的转速很高，多以标定点并非该特性线的极值点。3）柴油机燃油消耗率曲线要比汽油机平坦，低负荷时更是如此。118.4发动机的万有特性发动机负荷特性和速度特性曲线只能用来表示转速或其负荷之一不变化时的性能变化规律，若用来分析多转速、多负荷的综合性能显然不太方便和直观，为此，使用了转速与负荷同时变化的万有特性图。运行工况的万有特性是值负荷及转速都变化时的性能指标或特性参数的变化规律。从图8-4看出，汽油机和柴油机的油耗特性没有明显差异。首先，汽油机的普遍比柴油机高；其次，汽油机

8、的最经济区域处于偏向高负荷区域，且随负荷的降低，油耗增加较快；柴油机的最经济区则比较靠近中等负荷，且负荷改变时，油耗增加较慢。12138.5发动机试验