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第二章 内燃机特性 车辆运行时，由于行驶速度与阻力不断变化，则内燃机的转速和负荷亦相应变化，以适应车辆的需要。 随着转速和负荷的改变，内燃机工作过程也会发生变化。 因此，内燃机在不同使用条件下具有不同的动力性与经济性。 发动机工况 发动机的运行情况，简称工况。工况以功率Pe和转速n来表示，此功率、转速应该与发动机所带动的工作机械要求的功率、转速相适应。 只有当发动机发出的扭矩与工作机械消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按一定功率稳定工作。 定义 内燃机性能指标随调整运转工况而变化的关系称为内燃机特性。 内燃机特性用曲线表示称为特性曲线，它是评价发动机性能的一种简单、方便、必不可少的形式。 功能： 1、通过特性曲线可以分析在不同使用工况下，内燃机特性变化的规律及影响因素。 2、评价内燃机性能。 3、提出改善内燃机性能的途径。 内燃机特性 1、内燃机负荷特性 2、内燃机速度特性 3、柴油机的调速特性 4、内燃机的万有特性 第一节 内燃机负荷特性 负荷特性----表示内燃机在某一转速下，燃油经济性指标及其它参数随负荷变化的关系。 负荷特性曲线是在发动机试验台架上测取的。试验时，调整测功器负荷的大小，并相应调整油量调节机构位置，以保持发动机的转速不变，待工况稳定后，依次记录不同负荷下的有关数据，并整理得到性能曲线。 负荷特性的横坐标通常是Ttq 、Pe、pme三个参数之一，纵坐标主要是燃油消耗量B、燃油消耗率be以及排温、烟度、机械效率?m等。 发动机台架实验 一．汽油机负荷特性 点火提前角最佳、燃油喷射系统及进气系统工作正常，或化油器调整完好情况下，保持汽油机转速一定，每小时燃油消耗量B、燃油消耗率b随负荷（Pe、Ttq或Pme）而变化的关系，称为汽油机负荷特性。 下面对负荷特性曲线进行分析。 燃油消耗率b 指发动机发出每千瓦时的功率在一个小时内燃油消耗量，也称为汽车制动油耗率，常有BSFC(Brake Specific Fuel Consumption)代指；或者指每小时单位有效功消耗的燃油量，通常以每千瓦小时的耗油量表示。 1．每小时燃油消耗量曲线 汽油机转速一定时，每小时燃油消耗量B主要取决于节气门开度和混合气成分。由于汽油机的量调节方式，负荷变化时，节气门开度改变，又影响到混合气量的变化。 量调节方式 汽油机靠改变节气门开度，改变进入气缸的混合气数量来适应负荷变化。其负荷的调节方法称为“量调节”。 分析 汽油机除怠速工况外，从小负荷到中等负荷，随节气门开度变大，B曲线呈线性变化，燃油消耗量逐渐增加，如图； 当节气门开至加浓装置参加工作后，B曲线变陡，燃油消耗量上升较快。 加浓装置 作用：大负荷或全负荷工况时，额外供给部分燃油，以补充主供油装置的不足，得到较浓的混合气（a=0.8~0.9），使发动机输出最大功率。 俗称“省油器”，使发动机在平时(部分负荷时)可以节约大量的汽油。 2．有效燃油消耗率曲线 燃油消耗率b=k3/ηiηm，b随ηi、ηm的变化而变化，ηi、ηm随负荷的变化如图2－2所示。 负荷增至大负荷，加浓装置工作，可燃混合气浓度过大，导致燃烧不完全，指示热效率ηi下降。 当转速一定而负荷增加时，机械损失功率Pm变化不大，指示功率成正比增加，ηm=（1－Pm／P i），因此，ηm随负荷的增加而迅速增加。 有效燃油消耗率曲线分析 根据公式b=k3/ηiηm 来分析该曲线； 当发动机空转（Pe=0）时，指标功率完全用于克服机械损失，即P i =Pm，则ηm =0，所以耗油率b为无穷大。 随负荷（节气门开度）增大，由于ηiηm同时上升，使耗油率曲线迅速下降。 有效燃油消耗率曲线分析 当ηiηm达到最大值，即加浓装置开始工作，负荷为70%~80%时，出现最低耗油率 bmin。此后，随节气门逐渐增至全开，供给最大功率混合气，燃烧不完全现象增加ηi下降，使耗油率又有所增加。 二．柴油机负荷特性 柴油机转速一定，每小时耗油量B、有效燃料消耗率b随负荷（Pe、Ttq或Pme）而变化的关系称柴油机负荷特性。 调节方式 转速一定时，进入气缸的空气量不变，改变负荷相应改变的是每循环供油量Δq，使混合气成分变化。 因此，柴油机是通过改变混合气的过量空气系数来适应负荷的变化。 其负荷调节方法称为“质调节”。 1．每小时燃油消耗量曲线 转速一定时，柴油机的每小时耗油量B，主要决定于每循环供油量Δq。随负荷增加，Δq增加，B随之增加。 当负荷接近冒烟界限点2后，由于燃烧恶化，B上升得更快一些。 如图 2．有效燃油消耗率曲线 根据公式b=k3/ηiηm，柴油机有效燃油消耗率b随负荷的变化取决于ηi和ηm 。ηi、ηm随负荷的变化如图2－3所示。