1、项目十一 发动机特性分析 【学习目标】1）熟悉发动机特性的基本概念。2）熟悉发动机特性曲线的变化规律。发动机性能指标随着调整情况和使用工况而变化的关系，称为发动机特性，通常用曲线表示，称为特性曲线。其中，发动机性能指标随调整情况而变化的关系，称为调整特性，例如汽油机的燃料调整特性、点火提前角调整特性、柴油机喷油提前角调整特性等；性能指标随使用工况而变化的关系，称为使用特性，如速度特性、负荷特性等。学习任务1 发动机的速度特性分析发动机的实际工作状况简称发动机工况，通常用发动机负荷与转速来表示。根据用途不同，发动机负荷可用外部载荷、节气门开度或输出功率具体参数表示。发动机在运行中，其工况通常是变
2、化的，而负荷和转速变化的规律取决于发动机的用途。根据发动机用途的不同，它的工况一般可分为三类，如图11-1所示。学习任务1 一、发动机工况学习任务1 一、发动机工况学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性11evimatMK 学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性2eimKg 学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 二、汽油机的速度特性4.转矩储备系数 在发动机正常工作的转速范围内，节气门开度不变时，如果阻力矩增加，发动机转速将自动下降，发出的转
3、矩增大至与阻力矩平衡时，又可在另一较低转速下稳定运转。为了评定发动机适应外界阻力矩变化的能力，常用转矩储备系数u或适应系数k作为评价指标，如下面两个公式所示：maxmax100%eBBeBMMuMMkM学习任务1 二、汽油机的速度特性学习任务1 三、柴油机速度特性学习任务1 三、柴油机速度特性1eimMKg 学习任务1 三、柴油机速度特性学习任务1 三、柴油机速度特性图11-8 车用柴油机部分负荷速度特性曲线190%负荷 275%负荷 355%负荷3.喷油泵的速度特性及校正喷油泵每个工作循环的供油量主要取决于油量控制机构的位置和发动机转速。当油量控制机构位置不变时，循环供油量随转速变化的特性称
4、为喷油泵的速度特性。图11-9所示为常用柱塞式喷油泵的速度特性。它表明喷油泵的循环油量随发动机转速升高而增加。这是由于随发动机转速增加，喷油泵柱塞移动速度加快，柱塞套上进油孔、回油孔的节流作用随之增大，导致供油开始时刻提前，而供油停止时刻迟后，所以供油持续时间延长，供油量增加；反之，随发动机转速下降，喷油泵的循环供油量减少。学习任务1 三、柴油机速度特性由于随发动机转速下降，喷油泵的循环供油量减少，使发动机输出转矩减小，这会降低发动机的转矩储备系数和适应系数，所以喷油泵上述速度特性不能满足汽车对柴油机转矩特性的要求。此外，发动机的充气效率随转速下降而提高，而供油量却随转速下降而减少，这必然造成
5、低速时进入气缸的空气不能充分利用，发动机不能发出较大转矩，其潜力也就得不到充分发挥。因此，必须改变喷油泵的速度特性，要求在一定转速范围（一般由标定功率时的转速起）内，喷油泵的供油量随转速的下降而较快地增加，以提高柴油机适应外界阻力变化的能力，按这种要求确定的喷油泵的速度特性如图11-10所示。为使喷油泵的速度特性符合理想特性，一般均加装调速器。柴油机在调速器作用下的工作特性称为调速特性。学习任务1 三、柴油机速度特性学习任务2 一、发动机的负荷特性学习任务2 一、发动机的负荷特性学习任务2 一、发动机的负荷特性学习任务2 二、柴油机负荷特性学习任务2 二、柴油机负荷特性学习任务2 二、柴油机负
6、荷特性学习任务3 一、汽油机点火提前角调整特性汽油机的最佳点火提前角并不是固定不变的，对应发动机的每一工况都存在一个最佳点火提前角。由不同转速和不同负荷时的点火提前角调整特性（见图11-16和图11-17）不难看出，最佳点火提前角应随转速的提高而增大，随负荷的增大而减小。在汽车实际使用中，为使汽油机在各种工况下均能获得最佳点火提前角，在传统点火系统中，采用了机械离心式和真空式两种点火提前角自动调节装置，而目前广泛采用电控点火系统来实现。学习任务3 一、汽油机点火提前角调整特性学习任务3 二、柴油机喷油提前角调整特性学习任务3 三、柴油机的调速特性为保证柴油机的工作稳定性，防止高速“飞车”和怠速
7、熄火，传统的柴油机燃料供给系统必须装用调速器。调速器可根据负荷变化自动调节喷油泵供油量，使柴油机在一定转速范围内稳定运转。调速器有全程式和两极式两种。柴油机的调速特性指调速器起作用时，柴油机性能指标随转速或负荷变化的规律。1.全程式调速器的调速特性柴油机装用全程式调速器后，在所有的转速范围内，调速器都能根据外界负荷的变化，通过转速感应元件自动调节喷油泵供油量，保证在驾驶人选定的任何转速下，使柴油机在极小的转速变化范围内稳定运转。学习任务3 三、柴油机的调速特性装有全程式调速器的柴油机调速特性如图11-20所示。当柴油机在某一工况下稳定运转时，若外界阻力矩减少，由于转速升高，全程式调速器将带动供
8、油量调节装置使供油量减少，柴油机输出有效转矩迅速减小；反之，若外界阻力矩增加时，由于转速下降，调速器使循环供油量增加，柴油机输出的有效转矩迅速增加。可见，由于调速器的作用，使柴油机在较小的转速变化范围内，有效转矩可从零变化到最大值或从最大值变化到零，从根本上改善了柴油机的转矩特性，它不仅能使柴油机保持怠速稳定和限制最高转速，而且可使柴油机在任意转速下保持稳定运转。学习任务3 三、柴油机的调速特性2.两极式调速器的调速特性两极式调速器只在柴油机最低转速和最高转速时起作用，以防止高速“飞车”和怠速熄火。中间转速由驾驶人根据需要直接操纵油量调节机构来控制。装有两极式调速器的柴油机调速特性如图11-21所示。由图11-21可以看出，只有在最低转速和最高转速附近两个很小的转速范围内，在两极式调速器的作用下，使柴油机的转矩曲线产生急剧变化；在中间转速范围内，两极式调速器不起作用，转矩曲线按速度特性变化。学习任务3 三、柴油机的调速特性本项目重点讲述了发动机的速度特性、负荷特性和调整特性。通过学习活动应使学生熟悉发动机特性的基本概念，熟悉发动机特性曲线的变化规律。小结
