《发动机原理》课程教学课件（PPT讲稿）第八章 发动机的特性

第8章发动机的特性发动机的特性：发动机性能指标随调整参数及运行工况而变化的关系。发动机的特性可分为两大类：一类为调整特性即发动机主要性能指标随混合气成分、点火提前角或供油提前角等各项调节参数改变而变化的关系，例如汽油机点火提前角调整特性、燃料调整特性（见5.1.2）和柴油机供油提前角调整特性（见6.1.2）等；另一类为使用特性，它反映发动机的性能指标随运行工况的变化规律，这类特性有发动机的速度特性、负荷特性调速特性、万有特性等

第8章 发动机的特性 发动机的特性：发动机性能指标随调整参数及运 行工况而变化的关系。 发动机的特性可分为两大类：一类为调整特性， 即发动机主要性能指标随混合气成分、点火提前角或 供油提前角等各项调节参数改变而变化的关系，例如 汽油机点火提前角调整特性、燃料调整特性(见5.1.2) 和柴油机供油提前角调整特性(见6.1.2)等；另一类为 使用特性，它反映发动机的性能指标随运行工况的变 化规律，这类特性有发动机的速度特性、负荷特性、 调速特性、万有特性等

随着运转工况的不同，发动机所发出的功率P。转矩Tt.和燃料消耗率b。等性能指标也相应变化。因此，评价一台发动机性能的好坏，不仅要看它在标定工况下的性能指标，还应考察它在各种不同工况下的性能指标。特性如果以曲线的形式表示，则称为特性曲线。为了分析发动机特性曲线，需分析发动机性能指标随工作过程参数的变化关系。要了解Pme、Ttg、P。b。、B随工况变化的规律，就必须分别分析充量系数过量空气系数，指示热效率、机械效率，每循环供油量等随工况变化的情况，然后加以综合

随着运转工况的不同，发动机所发出的功率Pe、 转矩Ttq和燃料消耗率be等性能指标也相应变化。因 此，评价一台发动机性能的好坏，不仅要看它在标 定工况下的性能指标，还应考察它在各种不同工况 下的性能指标。 特性如果以曲线的形式表示，则称为特性曲线。 为了分析发动机特性曲线，需分析发动机性能指 标随工作过程参数的变化关系。要了解pme、Ttq、Pe、 be、B随工况变化的规律，就必须分别分析充量系数， 过量空气系数，指示热效率、机械效率，每循环供 油量等随工况变化的情况，然后加以综合

柴油机汽油机deKPmen,nmPme = K'Agn,nmda= KTn,nmT.g = K,Agn,nmdad.P =K,n,nmnP, = K,Agnnmndab.3n,nmn,nmpB=b.PB= KAgnda

汽油机 me i m p  K g  ' 柴油机 Ttq  K g i m ' 1 Pe  K gi m n ' 2 i m e K b  3  B  K gn ' 4 i m e K b  '3  i m ac pme K     i m ac Ttq K     1 P K i m n ac e     2 B b P K n ac e e    4

发动机的特性是发动机性能的综合反映。研究发动机特性的目的：（1）了解发动机在不同工况下的动力性和经济性分析发动机在某一工况下运行的可能性和适应性等从而可以更合理的选用发动机，并能更有效地利用它。（2）了解形成特性曲线历程的原因以及影响它变化的因素，就可以按需要的方向改造它，以满足配套使用的要求

发动机的特性是发动机性能的综合反映。研究发 动机特性的目的： （1）了解发动机在不同工况下的动力性和经济性， 分析发动机在某一工况下运行的可能性和适应性等， 从而可以更合理的选用发动机，并能更有效地利用 它。 （2）了解形成特性曲线历程的原因以及影响它变化 的因素，就可以按需要的方向改造它，以满足配套 使用的要求

8.1发动机的工况发动机实际运行的工作状况，简称发动机工况发动机在运转过程中变化的主要性能参数是表示工作频率的转速n和表示工作负荷的有效功率P。（或转矩Tt。），所以发动机的工况就决定于它所发出的功率（或转矩）和曲轴的转速。通常用Tt.和n或P。和n两个参数来表征发动机的运行工况Pe=Ttqn/9550

§8.1 发动机的工况 发动机实际运行的工作状况，简称发动机工况。 发动机在运转过程中变化的主要性能参数是表示 工作频率的转速n和表示工作负荷的有效功率Pe（或 转矩Ttq），所以发动机的工况就决定于它所发出的 功率（或转矩）和曲轴的转速。通常用Ttq和n或Pe和 n两个参数来表征发动机的运行工况。 Pe=Ttqn/9550

不同用途的发动机工况变化的规律不同，但一台发动机在P。～n工况图上的工作区域是有限的，如下图所示，上边界线为发动机的油量控制机构处于油量最大位置时，在不同转速下发出的最大功率限制线；左侧边界线为发动机最低稳定工作转速限制线；右侧边界线为发动机最高转速限制线。下边界直达横坐标轴，为发动机在不同转速下的空转。发动机实际工作区域取决于发动机的用途

不同用途的发动机工况变化的规律不同，但一 台发动机在Pe～n工况图上的工作区域是有限的，如 下图所示，上边界线为发动机的油量控制机构处于 油量最大位置时，在不同转速下发出的最大功率限 制线；左侧边界线为发动机最低稳定工作转速限制 线；右侧边界线为发动机最高转速限制线。下边界 直达横坐标轴，为发动机在不同转速下的空转。发 动机实际工作区域取决于发动机的用途

上边界线3为内燃机油量控制机构处于最大位置时，不同转速下内燃机所能发出的最大功率nnnmax右侧边界线为最高转机的工作区域速nmax限制线，受到转速过高所导致的惯左侧边界线为内燃机最低稳定性力增大、机械摩擦工作转速nmin限制线，低于此损失加剧、充量系数转速时，由于曲轴飞轮等运动下降、工作过程恶化部件储存能量较小，导致转速等各种不利因素的限波动大，内燃机无法稳定工作制

上边界线3为内燃机油 量控制机构处于最大 位置时，不同转速下 内燃机所能发出的最 大功率 左侧边界线为内燃机最低稳定 工作转速nmin限制线，低于此 转速时，由于曲轴飞轮等运动 部件储存能量较小，导致转速 波动大，内燃机无法稳定工作 右侧边界线为最高转 速nmax限制线，受到 转速过高所导致的惯 性力增大、机械摩擦 损失加剧、充量系数 下降、工作过程恶化 等各种不利因素的限 制

根据使用条件不同，发动机的工况大致可分为以下三类：1．第一类工况一固定式发动机工况。发动机功率变化，但曲轴转速几乎保持不变，如发动机带动发电机、压气机和水泵等工作机械工作时。用垂直线1来表示。2．第二类工况一螺旋奖工况。发动机发出功率与曲轴转速接近于三次幂函数关系：P。=Kn3，如发动机作为船用主机时。用曲线2表示。3．第三类工况一面工况。功率和转速之间没有确定的关系，都可以在很大的范围内变化，如发动机作为汽车、拖拉机等陆上运输的车辆动力时。可用图中的整个工作区域来表示

根据使用条件不同，发动机的工况大致可分为以 下三类： 1. 第一类工况—固定式发动机工况。发动机功率变 化，但曲轴转速几乎保持不变，如发动机带动发电 机、压气机和水泵等工作机械工作时。用垂直线1 来表示。 2. 第二类工况—螺旋桨工况。发动机发出功率与曲 轴转速接近于三次幂函数关系：Pe ＝ Kn3 ，如发动 机作为船用主机时。用曲线2表示。 3. 第三类工况—面工况。功率和转速之间没有确定 的关系，都可以在很大的范围内变化，如发动机作 为汽车、拖拉机等陆上运输的车辆动力时。可用图 中的整个工作区域来表示

88.2发动机的负荷特性负荷特性：是指发动机转速不变时，其经济性指标（b。、B）随负荷而变化的关系。发动机负荷：通常是指发动机工作时阻力矩的大小发动机稳定运转时，发动机的转矩与阻力矩相等因pme、P。正比于Ttg，因此常用pme、P。来表示发动机的负荷。制取负荷特性的目的：显示发动机不同负荷下运转的经济性

§8.2 发动机的负荷特性  负荷特性：是指发动机转速不变时，其经济性指标 （be、B）随负荷而变化的关系。  发动机负荷：通常是指发动机工作时阻力矩的大小。 发动机稳定运转时，发动机的转矩与阻力矩相等。 因pme、Pe正比于Ttq，因此常用pme 、Pe来表示发 动机的负荷。  制取负荷特性的目的：显示发动机不同负荷下运转 的经济性

8.2.1柴油机的负荷特性1.定义：柴油机保持某一转速不变，而改变每循环供油量时，B、b。随P。（或Ttg、Pme）变化的关系。2.制取柴油机负荷特性的方法：（a）在试验台架上测取（b）条件：将柴油机的供油提前角、冷却水温度、润滑油温度等调到最佳值后进行。（c）步骤：改变发动机负荷，相应调整喷油泵油量调节机构以改变供油量，使转速保持不变，测出不同负荷时的B，算出相应的b。，即可绘制出柴油机的负荷特性，即 B=(P）、b。=f(P）等曲线

8.2.1 柴油机的负荷特性 1. 定义：柴油机保持某一转速不变，而改变每循环供 油量时，B、be随Pe（或Ttq、pme）变化的关系。 2. 制取柴油机负荷特性的方法： （a）在试验台架上测取。 （b）条件：将柴油机的供油提前角、冷却水温度、 润滑油温度等调到最佳值后进行。 （c）步骤：改变发动机负荷，相应调整喷油泵油量 调节机构以改变供油量，使转速保持不变，测出不 同负荷时的B ，算出相应的be ，即可绘制出柴油机 的负荷特性，即 B  f (Pe ) 、 等曲线。 、 ( ) e Pe b  f