汽车发动机原理第十章汽车发动机运行特性.ppt

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1、第三篇运行特性与性能调控•动力机械与配套工作机械之间，都有一个性能合理匹配的问题，即如何最佳满足工作机械各种性能要求的问题。•发动机要在宽广转速和负荷范围内多工况、变工况与汽车配套工作，这就出现了汽车与发动机特性的全工况合理匹配以及发动机本身各种性能参数的调控与优化问题。•发动机特性指的是一定条件下，发动机性能指标与特性参数随各种可变因素的变化规律。其中的运行特性，即主要的性能指标随工况参数—转速和负荷的变化规律最为重要。由发动机运行特性转化而得的汽车的运行特性，如驱动力特性、燃油经济性、运转稳定性、安全性等等，都有一个能否全面满足汽车使用要求的问题。这就要求进行全工

2、况的合理匹配。机、车匹配问题：1、对动力和传动系统提出合理选型和配套要求。2、特性曲线在不能满足要求时如何进行调节和校正的问题：如柴油机设置调速装置以保证汽车运行的安全与可靠就是一个明显的例证；发动机的点火和喷油提前装置，可变配气相位系统等都是例证。近年来，电子控制技术的飞速发展，使更多的参数有了实时调控的可能，出现了多种发动机的“可变”技术，这对汽车和发动机性能的全面改善有着积极的意义。本篇将重点阐述下述几个方面的问题：1）发动机特性，主要是运行特性——速度特性，负荷特性，全特性的变化规律；2）发动机运行特性对汽车的适应性以及汽车与发动机动力、经济性的合理匹配；3）

3、柴油机速度特性的调节与校正；4）汽、柴油机的电子控制与管理。发动机性能与参数的调控是热能动力、电子和控制学科的交叉技术。本篇并不专门阐述控制与电子学的理论，也不专门论述各种电子与控制系统的结构特征，而是从发动机性能的角度阐述性能与参数调控的依据、基本原理和方法，并进一步说明其对汽车、发动机性能的影响。有关电子与控制的深入问题，可参阅“汽车电子学”、“控制原理”等专业书籍。第十章汽车发动机运行特性第一节工况、工况平面与功率标定一．发动机运行工况汽车的运行状况是由速度和行驶时克服的总阻力来表示的。发动机的运行状况是则由转速和曲轴输出的功率表示。因此，一个确定的转速和一个确

4、定的输出功率（负荷）就形成发动机的一个运行工况。发动机稳定运行中，转速和输出功率保持不变，是为稳定工况。发动机变速、变负荷动态运行时，如起动、加减速以及行驶路面状态的变化等，工况随时间而变化，是为动态工况。不论什么工况，在转速确定条件下，输出功率Pe同输出转矩Ttq、平均有效压力pme成正比，也同汽油机的节气门位置、柴油机的油量调节杆位置和循环供油量有确定的单值比例关系。所以发动机的负荷，既可用输出功率Pe表示，也可用上述参数之一来表示。二．工况平面与发动机的工作区域以负荷和转速为座标的平面叫发动机的工况平面。发动机实际工作区域可在这个平面上表示出来。根据发动机配套工

5、作机械运行的特点，发动机实际的工作区域有下面三种情况。1）点工况运行发动机只在某一固定工况下工作，如图10-1工况面上的①点。在水库或江河上日夜抽水的发动机，认为是按点工况运行的。2）线工况运行发动机只在工况面上某一确定的线段上工作。常见有两种情况；一种是发电机组、粮食加工、排灌等固定作业机组，工作时都保持在转速变化不大的调速线上运行，如图10-1工况面上的②线；另一种则是船舶发动机行驶的工况，由于靠螺旋浆推进，发动机输出功率与转速呈三次方关系，形成图10-1工况面上③线所示的螺旋浆工况。3）面工况运行汽车、拖拉机、坦克及工程运输机械的工作区域涵盖了工况平面上某一确定

6、面积，实现的是面工况运行。图10-1剖面线所包围的面积为一般汽车发动机的工作区域，它由下述各条曲线所界定。①上缘a曲线，是各转速时最大功率（转矩）的限制线，到标定点A为止。②右侧b曲线，是各负荷条件下的最高转速限制线。a、b曲线都是在驾驶员最大加速踏板位置条件下获得的。对于汽油机，a、b曲线都在节气门全开时获得，称为速度外特性线；对于柴油机，a曲线为校正外特性线，b曲线则是调速器起作用的调速特性线。以上各线将在后文详细说明。③左侧C曲线是发动机最低稳定工作转速限制线。低于此转速时，由于燃烧波动和运动件惯性过小的影响，发动机无法稳定工作。④横座标上的d曲线是各个加速踏板

7、位置下的空转怠速线。此时动力输出为零，发动机的指示功率与空转的机械损失功率相平衡。⑤输出功率为负值的e曲线是发动机灭火，外力倒拖时的工况线。此时倒拖功率与灭火后空转的机械损失功率相平衡。e曲线当然不属正常工作范围，它只是在汽车挂挡下长坡时起制动的作用，维持汽车不再加速而具有某一稳定速度。台架反拖测试机械功率损失时，也属此种工况。汽车发动机工况范围很广，常选用几个典型工况点的性能指标来近似反映全工况面的情况。常用的典型工况为图10-1上的标定工况A、最大转矩工况B、最低稳定怠速工况C和最高空转转速工况D。有时还利用速度外特性上的最低燃油消耗率点和全工况