汽车发动机原理第十一章发动机运行特性与匹配技术

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1、发动机原理第四篇运行特性与性能调控发动机性能指标随工况参数——转速和负荷的变化规律——特性曲线发动机与汽车之间，动力和传动系统要合理匹配发动机特性曲线在不能满足要求时进行调节和校正发动机众多特性参数并非对所有工况都是最优的，希望能实时对多参数进行调控，以达到全工况范围内性能综合优化的目的——电子控制技术使多参数调控得以实现本篇总纲第11章：（1）发动机特性，主要是运行特性—速度特性、负荷特性、全（万有）特性的变化规律及测试方法；（2）运行特性对汽车的适应性及合理匹配并涉及混合动力驱动技术第12章：发动机从传统的机械、液力调控向电子控制技术

2、的发展，分别就汽、柴油机的控制功能和控制策略进行了阐述。各章内容体系第11章：发动机运行特性与匹配技术11.1发动机的特性11.1.1工况、工况平面与功率标定发动机工况是指发动机实际运行的工作状况，表征发动机的运行工况由下式给出工况平面上边界线a左侧边界线c右侧边界线b横坐标上的d曲线e曲线功率标定——国标11.1.2发动机运行特性及其分析方法1.发动机运行特性的评价方法特性曲线、稳态过程、瞬态工况2．发动机运行特性参数间的关系汽油机：柴油机：11.2发动机性能测试11.2.1台架试验设备1、台架2、辅助系统3、各种测量仪器、仪表及操纵台

3、11.2.2功率和油耗的测量1．测功器测功器是用来吸收试验发动机发出的功，改变其负荷及转速，模拟实际使用的各种工况同时测定发动机输出扭矩。输出转速由转速表测得，则由公式求出功率1）水力测功器2）平衡式电力测功器3）电涡流测功器11.2.3试验方法及数据处理1.试验标准（GB／T18297—2001）《汽车发动机性能试验方法》发动机进行功率测定时应考虑下列因素：①发动机的标定功率。②测定时的大气状况。③发动机所带附件。④进气管和空气滤清器阻力、排气背压2.大气修正大气状况是指发动机运行地点的环境大气压力、大气温度和相对湿度。修正系数汽油机校

4、正扭矩、功率；比油耗不校正11.3发动机运行特性与汽车匹配11.3.1发动机的速度特性与汽车动力性匹配速度特性的定义——发动机在油量调节机构（油量调节齿条、拉杆或节气门开度）保持不变的情况下，主要性能指标（转矩、油耗、功率、排温、烟度等）随发动机转速的变化规律。外特性的定义——当油量控制机构在最大位置时，测得的特性为全负荷速度特性（简称外特性）1.柴油机的速度特性速度特性曲线特点分析有效转矩曲线——柴油机转矩的大小取决于每循环供油、指示热效率以及机械效率有效燃油消耗率曲线——指示热效率和机械效率的倒数有效功率曲线——而转矩变化平坦，所以曲

5、线形状还取决于转速的变化。当转速提高时，转矩增加，有效功率迅速上升，直到转矩达到最大值以后，上升变得较平缓，当达最大值时，也达到最大值；此后转速再增加，后燃严重，功率开始下降。2.汽油机的速度特性图11.10汽油机在全、中、小三种负荷时各参数随转速变化的关系图11.11汽油机在全、中、小三种负荷时速度特性曲线汽油机的速度特性曲线分析有效转矩曲线——转速由低逐渐升高，指示热效率、充量系数均上升，虽然机械效率略有下降，但有效转矩总趋势是上升的，到某一点取得最大值。随着转速继续上升，由于指示热效率、充量系数均下降，致使有效转矩迅速下降，变化较陡

6、。有效功率曲线——当转速提高时，开始转矩增加，所以功率迅速上升；转矩达到最大值以后，随转速的上升变得较平缓，当达最大值时，功率开始下降。有效燃油消耗率曲线——综合、的变化3．柴油机和汽油机的速度特性对比分析（1）柴油机在各种负荷的速度特性下的转矩曲线都比较平坦（2）汽油机的有效功率外特性线的最大值点，一般在标定功率点；柴油机可以达到的最大值点的转速很高，标定点要比其低的多。（3）柴油机的燃油消耗率曲线在各种负荷的速度特性下都比较平坦，最经济区的转速范围很宽。4.发动机外特性与汽车动力性匹配汽车驱动轮上产生的驱动力汽车行驶速度(km／h)与

7、发动机转速的关系汽车的行驶阻力汽车的行驶方程图11.12汽车的驱动力—行驶阻力平衡图汽车动力性能最高速度——最高挡驱动力曲线与水平路面行驶阻力曲线的交点最大爬坡度——与最低挡驱动力曲线上最大驱动力点相切的行驶阻力曲线所对应的道路坡度汽车的加速度（加速时间）——在给定行驶速度和变速器挡位下，最大驱动力与行驶阻力之差，就是后备驱动力，可用于加速，按式(11-19)计算汽车的加速度。5.发动机外特性适应性与特性校正图11.13汽、柴油机外特性线与阻力线的稳态平衡关系汽油机的外特性线要比柴油机外特性线的动力适应性好，所以汽油机一般不进行外特性线的

8、改造；柴油机则往往要在低于标定转速段处进行“校正”，使扭矩加大；而在高于标定转速段处进行“调速”，以避免超速“飞车”。衡量发动机工作稳定性能的指标1）转矩适应性系数2）转速适应性系数3）转矩储