第内燃机速度特性详解.ppt

二、转速适应性系数 转速适应性系数 Kn的大小也影响到发动机克服阻力的潜力，与最大扭矩Ttqmax（Memax）相应的转速nm越低，即Kn越大，在不换档的情况下，克服阻力矩增加的潜力也就越大，它实际上是反映发动机利用内部运动机件来克服阻力的能力。 一般地汽油机Kn为1.15～3.80，柴油机为1.2～2.0。 综合考虑扭矩适应性与转速适应性，得出总适应性系数 K=KmKn 显然，K值越大表明发动机不换挡时所能克服的阻力矩能力愈大，不同用途的内燃机对扭矩的要求不同，应根据其使用特点选择合适的扭矩特性。 TtqR——阻力矩，Ttq——驱动力矩 曲线1、2、3三种发动机转矩速度特性，哪一种的负载适应性最好？ 拖拉机：负载变化大而急剧，要求较大扭矩储备的扭矩曲线。 市内公汽：加速性能对车速影响不大，应选有一定扭矩储备的扭矩特性。 中高级轿车：要求高速性能，高速大扭矩，选用最大扭矩出现在高转速下的扭矩特性。 §4-2-6 汽车发动机速度特性的调整 汽车要在道路情况变化的条件下行驶时保持相对的稳定性，要求汽车在不换挡的情况下具有克服短期阻力变化的能力，而且还要求汽车能在宽广的动力与转速范围内具有低的燃油耗量，以使汽车具有良好的动力性与燃料经济性。 要满足这种要求，汽车发动机的速度特性应该如图3-4所示，这样的速度特性即为汽车发动机的理想速度特性，图中，发动机功率为一条水平直线，扭矩曲线则为一条单边双曲线（Ne=Ttqn），这样的动力曲线能够保证车用发动机在任意阻力条件下行驶自如，变速箱也可以取消。同样，比油耗曲线为水平直线，能保证在宽广的转速范围内汽车具有良好的经济性。 图3-4 汽车发动机理想的速度特性 理想的汽车动力特性应该是什么样的？试画出来。 显然，不管是汽油机，还是柴油机，要实现汽车发动机的这种理想速度特性是非常困难的，对于汽油机，由于其量调节的特点，使其空燃比随转速而变化很小，因而其上凸的充气效率曲线基本上确定了它的扭矩曲线的形状，对于柴油机，虽然可以通过控制供油特性来保证理想的扭矩曲线，但在低速时喷射过多的燃油必将引起发动机冒黑烟，经济性显著下降，因此，无论哪种发动机，要保证水平的油耗线都是困难的，要满足汽车经济性的要求，只能通过合理地匹配汽车底盘与发动机之间的参数，使汽车的常用工况区与发动机的低油耗区相重合，才能达到良好的节油效果。 发动机的速度特性的形状也可以通过一定的途径在一定范围内进行调整，现就汽油机举出两例。 1、气门定时的调整 为了充分的利用进气时的动力效应（惯性充气）提高充气效率，发动机进气门关闭存在一个进气迟闭角（?），该进气迟闭角对充气效率的影响较大，显然也必将对扭矩曲线和功率曲线的形状产生影响。 （进气迟闭角增大，充气效 率最高点向高速移动，最 大值变小）如图3-5所示。 图3-5 进气迟闭角对速度特性的影响 因此，当?减小时（由?2变为?1）充气效率峰值向低速区移动，相应的扭矩曲线的峰值也会随之向低速区移动，低速性能得到改善，动力储备增大，但最高功率减小，高速性能变差，良好的低速性能是以牺牲部分高速性能为代价的。 2、混合气浓度的调整 由于浓混合气条件下，残余废气的影响相对减小，火焰传播速度加快，因而其高速度动力性能较好，而对于稀混合气在一定转速范围内均可比浓混合气燃烧充分，ηi较高，具有良好的经济性能，但转速增大以后，燃烧时间缩短，火焰传播过程不稳定，致使经济性能和动力性能都很快变劣，因此，调整燃用混合气的浓度必然可以改变发动机的速度特性。 图3-6为混合气浓度对速度特性的影响示意图，当使用浓混合气时发动机可能发出较大的功率，高速区油耗低较低，使用稀混合气时，功率下降，但在一个较大的低速范围内比油耗下降，低中速经济性变好，混合气继续变稀时，最大功率与低油耗区继续向低速区移动，但高速性能迅速变差。 图3―6 混合气浓度对速度特性的影响 §4-3 内燃机的速度特性 内燃机的速度特性反映的是内燃机的性能指标随转速的变化关系。在汽车行驶过程中，若司机将油门踏板位置保持一定，由于道路阻力不同，汽车的行驶速度就会改变，上坡时汽车速度逐渐降低，下坡时速度增加，这时内燃机即沿速度特性工作。