第4-2发动机负荷特性.ppt

§4-2 内燃机的负荷特性 内燃机负荷特性是指发动机转速不变的条件下，其他性能参数（主要是经济性指标）随负荷（油门或节气门开闭）而变化的关系。汽车在实际运行时，除超车、爬坡等运行工况下油门全开外，大部分工况是发动机在中等负荷区工作，车速基本不变，但由于道路阻力的变化，使得油门（或节气门）开度随时发生变化，以适应外界阻力的变化，因此，发动机的负荷特性对汽车运行性能具有重大的影响。通常用发动机的负荷特性来分析汽车燃料经济性的好坏，而用发动机的外特性分析汽车的动力性能。（汽车的动力性能主要用发动机的外特性来反映）。 （4）指示效率ηi：小负荷?大，α小，燃烧不完全，ηi低，随负荷↑，燃烧改善，ηi↑，供给功率混合气时（85%左右节气门开度时），混合气加浓，α小，燃烧不完全，ηi又降低。 （2）残余废气函数?： ；小负荷时，ηv小，m新气少，?大，负荷↑，ηv↑，m新气↑，m废气有所↓，?↓，全负荷时达最小值。 （1）充气系数ηv ：汽油机量调节，负荷↓，节气门开度↓，进气节流阻力↑，ηv低，随着负荷↑，节气门开度↑，进气阻力↓，ηv↑，直至全开，ηv达到最大值。 （3）过量空气系数α：对于电控汽油机，在工作温度较低时，小负荷应加浓混合气，全负荷如果要提高功率，也要加浓混合气；工作温度正常情况下，为减少排放，过量空气系数基本不变。 §4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析 小结： 从发动机角度， 努力提高小负荷工况下的热效率。 2. 从经济性匹配使用角度，尽量使用中高负荷率工况工作。 §4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析 §4-3-2 汽油机的负荷特性 汽油机的负荷调节采用的是“量调节方式”，即通过改变节气门开度以改变进入气缸的混合气量，在部分负荷范围内混合气浓度?变化不大，因而汽油机的循环进气量，循环供油量以及输出功率与节气门开度几乎成比例变化（故有的负荷特性图上以节气门开度作横坐标，有的以功率作横坐标）。一般多用功率作横坐标（便于绘制万有特性曲线）。 在负荷特性图中，主要描述的是经济性的指标（B、be）随负荷而变化的关系，有时根据需要还要测录排气温度Tr和排气烟度R曲线（对柴油机）等，排气温度在一定程度上反映零件的热负荷，而烟度则反映了内燃机工作过程进行的好坏，因此，负荷特性不仅能给出了内燃机在不同负荷下运转时的经济性能，而且给出内燃机功率标定提供了依据。 汽油机负荷特性如图4-1所示。由于汽油机混合气浓度除怠速与全负荷时较浓以外，在大部分情况下（中等油门开度）变化不大，因此，发动机的循环供油量（小时耗油量B，或Gf）与节气门开度几乎呈线性变化，大负荷下混合气变浓，B上升更快，曲线变陡。 汽油机ηi、ηm随负荷变化的关系也示于图4-1中，ηi是一条上凸的曲线，而ηm随负荷的增大而提高，由于be∝ 因此，随度负荷的增加，ηi，ηm均增大，当负荷增至85~90%油门开度时，混合气加浓，?变小，ηi下降，be(ge)又有所上升。 （1）充气系数ηv：ηv基本不随负荷而变。 （2）残余废气系数?：负荷对m废气影响不大，m新气基本不变，?基本不变。 （3）每循环供油量Δgb：负荷↑， Δ gb↑（质调节）。高负荷后，燃烧恶化。 （4）过量空气系数α：m新气基本不变，负荷↑, gb↑, α↓。 §4-3-3 柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —机械式供油 （5）指示效率ηi：高低负荷两头均有下降趋势，总体上随负荷增加而降低。随负荷↑，α↓，油气混合不均匀度↑，燃烧不完全↑；燃烧持续时间↑，后燃↑，ηi↓。负荷太小，缸内温度太低，燃烧反而恶化；负荷过大，混合气加浓到一定程度后混合与燃烧均不完善，因此，高低负荷两头都有下弯的趋势，尤以超负荷更为严重。 小结： 从发动机角度， 努力提高小负荷和高负荷工况下的热效率。 2. 从经济性匹配使用角度，尽量使用中等负荷率工况工作。 §4-3-4 柴油机的负荷特性 一、传统供油系统 柴油机的负荷特性与汽油机具有相似的形态，如图4-2所示。 柴油机的负荷调节方式为“质调节”，即通过改变循环喷油量调节负荷。随着负荷的增加，循环供油量增加，?值减小，柴油机油气混合不均匀度增加，燃烧不完全程度增大，ηi下降，而且大负荷时，不完全燃烧及补燃增加，ηi下降较快，ηm则随负荷的增大而增大，ηi、ηm综合作用使得柴油机的be(ge)曲线在中等负荷区变化较为平缓，负荷较低时，ηm小，be较大，高负荷时ηi下降迅速，be也会增大。 柴油机的负荷特性与汽油机相比