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第七章 内燃机特性 研究内燃机特性的必要性 为了评价内燃机在不同工况下运行的动力性指标(如功率、转矩、平均有效压力等)、经济性指标(燃油消耗率)、排放指标以及反映工作过程进行的完善程度指标(如指示热效率、充量系数以及机械效率)等，就必须研究内燃机的特性。 有关定义 所谓内燃机的特性，就是指上述性能参数随参数调整情况或运转工况变化的规律。 性能指标随调整情况变化的特性称为调整特性，如点火提前角调整特性、供油提前角调整特性等； 性能指标随运行工况变化的特性称为性能特性，如负荷特性、速度特性和调速特性等。 用来表示特性的曲线称为特性曲线，它是评价内燃机的一种简单、直观、方便的形式。 第一节 内燃机的工况 内燃机工况就是指内燃机实际运行的工作状况。 表征内燃机运行工况的参数可由下式给出 式中，Ne为有效功率，Me为内燃机的转矩，n为内燃机的工作转速。 式中的三个参数中，只有两个是独立变量，换句话说，当任意两个参数固定后，第三个参数就可以通过该式求出。比较常用的是用Me与n或者Ne与n两组参数来表征内燃机稳定运行的工况点，原因在于转速n表示内燃机工作过程进行的速度快慢，而Me或Ne说明内燃机发出功率或承受负荷能力的大小。 内燃机的负荷，通常是指内燃机所遇到的阻力矩的大小，由于平均有效压力pe正比于转矩，故有时也用pe来表示负荷的高低。 内燃机的工作区域 发动机的工作区域及限制 1) a曲线是各转速时最大功率(转矩)的限制线，到标定点A为止。 2) b曲线是各负荷条件下的最高转速限制线。 3) c曲线是发动机最低稳定工作转速限制线 4) d曲线是各个踏板位置下的空转怠速线。 5)输出功率为负值的e曲线是发动机灭火，外力倒拖时的工况线。 一、内燃机的三类典型工况 二、内燃机有效性能指标与工作过程参数 之间的函数关系 第二节 内燃机的负荷特性 定义 作用 测试方法 曲线及说明 定义 负荷特性是指当转速n不变时，内燃机的性能指标（经济性指标ge、GT）随负荷而变化的关系，用曲线的形式表示出来，就称为负荷特性曲线。 作 用 由于负荷特性可以直观地显示发动机在不同负荷下运转的经济性以及排温等参数，且比较容易测定，因而在内燃机的调试过程中，经常用来作为性能比较的依据。 由于每一 条负荷特性仅对应内燃机的一种转速，为了满足实际应用的要求，需要测出不同转速下的多个负荷特性曲线。同时，根据这些特性曲线，可以得到发动机的另外一个重要的特性——万有特性。 测试方法 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。 扭矩测试仪器 台架上都采用吸收式测功器，常用的有水力测功器、电力测功器、电涡流测功器。 1）水力测功器 水力测功器是一种典型的吸收型测功器，它将发动机的输出功率转变为热量消耗掉，同时在此过程中完成转矩测量。 水力测功器主要有转子和定子（外壳）两部分组成。它的基本工作原理是利用转子在充满水的定子中旋转所产生的磨擦阻力来吸收发动机功率，同时通过与可摆动的外壳相连的测力机构测出转矩。由于转子的结构不同，水力测功器大体上分为柱销式、盘式和涡流式3种型式。 内燃机带动测功机转子旋转, 将水搅向外围, 水与搅棒的摩擦力带动定子转动。水环越厚, 摩擦阻力越大, 相当于外界阻力矩越大。 优点：结构简单、价廉、工作可靠、应用范围广、功率储备大、使用方便； 缺点：测量精度低、排水温度不能太高、精度依赖供水压力稳定性。 容积法仪器 一 汽油机的负荷特性 转速n不变，发动机的经济性指标随负荷变化的关系。 （一） 定义 转速n不变，汽油机的经济性指标随负荷 — 节气门开度变化的关系。 （二） 特性曲线 1 曲线 负荷? ? 节气门开度? ? ?, ? ? ?? — 曲线陡。 负荷?? ? 为发出最大功率 ? 1, 燃烧不完全 ? ?。 2 曲线 负荷? ? ? 负荷??，开度70～80%时 ? 化油器中省油器（或多腔分动化油器的副腔）开始起作用, 使混合气变浓, ? = 0.8～0.9 ? ??。 二 柴油机的负荷特性 （