第九章内燃机的使用特性与匹配详解.ppt

第九章　内燃机的使用特性与匹配 第一节　内燃机的工况第二节　内燃机的负荷特性第三节　内燃机的速度特性第四节　内燃机的万有特性第五节　内燃机的功率标定及大气校正第六节　内燃机与工作机械的匹配 第一节　内燃机的工况 (1) 点工况　运行过程中转速和负荷均保持不变(图9-1中的A点)的内燃机称为点工况内燃机。(2) 线工况　当内燃机发出的功率与曲轴转速之间有一定的函数关系时，属于线工况内燃机。(3) 面工况　当内燃机作为汽车及其他陆地运输和作业机械的动力时，它的转速取决于车辆的行驶速度，而它的功率则取决于车辆的行驶阻力，而行驶阻力不仅与车辆的行驶速度有关，更主要地取决于道路的情况或土壤的条件等，功率Pe和转速n都独立地在很大的范围内变化。 第一节　内燃机的工况 图9-1　内燃机的各种工况和工作范围A—额定点　—额定转速　—最高工作转速—最低工作转速　1—等转速工况线2—螺旋桨工况线　3—外特性功率线 第二节　内燃机的负荷特性 一、柴油机的负荷特性二、汽油机的负荷特性 第二节　内燃机的负荷特性 图9-2　内燃机的负荷特性a)柴油机　b)汽油机 一、柴油机的负荷特性 对于自然吸气柴油机来说，当它按负荷特性运行时，由于转速不变，其充量系数?c基本保持不变。当负荷变化时，通过燃料量调节机构改变循环供油量以适应负荷的变化，负荷增大时油量增加，反之则减少。这样，可燃混合气的过量空气系数?a将随负荷的增加而减小，随负荷的减小而增大。 二、汽油机的负荷特性 对于预混合强制点火的汽油机来说，由于对应燃烧良好的?a在很小的范围内变化，负荷变化是通过改变进气系统中的节气门的开度，从而改变进入气缸的可燃混合气数量来实现的。 第三节　内燃机的速度特性 一、柴油机的速度特性二、汽油机的速度特性三、适应性系数 第三节　内燃机的速度特性 图9-3　内燃机的速度特性a)柴油机　b)汽油机 一、柴油机的速度特性 图9-4　重型电控增压中冷柴油机外特性曲线 二、汽油机的速度特性 1) 柴油机的Ttq曲线都比较平坦，在油门关小后，Ttq甚至随n而升高(因为这时?a很大，Ttq基本取决于gb)；而汽油机的Ttq曲线基本上是随着n的升高而降低，节气门开度越小，这种降低的趋势越强烈，导致Pe曲线在高转速段上升趋缓，甚至开始下降。2) 柴油机的be曲线都比较平坦，仅在高低速两端略有上翘，而且当节气门关小时，be迅速增大，特别在高速范围尤其剧烈，经济运行的转速范围越来越窄。 三、适应性系数 图9-5　采用电控燃油喷射和可变气门正时的汽油机外特性曲线 三、适应性系数 图9-6　内燃机工作阻力变化时其工作点的过渡情况 第四节　内燃机的万有特性 一、燃油经济性特性二、排放特性 一、燃油经济性特性 图9-7　内燃机的油耗特性a)柴油机　b)汽油机 二、排放特性 1.汽油机的排放特性2.柴油机的排放特性 1.汽油机的排放特性 图9-8　车用汽油机的排放特性a)CO排放特性　b)HC排放特性　c)N排放特性 2.柴油机的排放特性 图9-9　车用柴油机的排放特性a)CO排放特性　b)HC排放特性　c)N排放特性　d)滤纸烟度排放特性 第五节　内燃机的功率标定及大气校正 一、功率标定二、大气校正 一、功率标定 (1) 15min功率　这一功率为内燃机允许连续运转15min的最大有效功率，适用于需要较大功率储备或短时间需要发出最大功率的摩托车、轿车、轻型汽车、快艇等用途的内燃机。(2) 1h功率　这一功率为内燃机允许连续运转1h的最大有效功率，适用于需要一定功率储备以克服突增负荷的工程机械、中小型拖拉机和重型汽车等用途的内燃机。(3) 12h功率　这一功率为内燃机允许连续运转12h的最大有效功率，适用于需要在12h内连续运转而又需要充分发挥功率的重型拖拉机、移动式发电机组、船舶主机和铁道牵引等用途的内燃机。(4) 持续功率　这一功率为内燃机允许长期连续运转的最大有效功率，适用于需要长期连续运转的固定动力、农业排灌、电站、内燃机车、远洋船舶等用途的内燃机。 二、大气校正 内燃机的功率取决于吸入气缸的空气质量流量，而后者与运行现场环境大气状态即压力、温度、湿度等有关。因此，进行功率标定时，必须规定标准大气状态。为了对在不同大气状态下试验得出的功率进行比较，需要进行大气校正，换算到与标准大气状态相对应的标准功率或校正功率。在对内燃机进行性能考核或鉴定时，应根据考核试验现场大气状态将实测功率值按规定的校正方法换算成校正功率值。 第六节　内燃机与工作机械的匹配 一、车用内燃机的匹配二、发电用内燃机的匹配三、船用柴油机的匹配 一、车用内燃机的匹配 (一) 动力性匹配(二) 燃油经济性匹配 (一) 动力性匹配 图9-10　汽车驱动力与行驶阻