第十一章 内燃机特性.ppt

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第十一章 内燃机特性

章节内容 第一节 概述 第二节 内燃机速度特性 第三节 内燃机负荷特性 第四节 万有特性 第五节 内燃机的功率标定及大气修正 学习目标 知识目标 1.能正确描述发动机的工况和运转特性的基本概念; 2.能简单叙述发动机负荷特性及其参数分析; 3.能简单叙述发动机速度特性及其参数分析; 4.能简单叙述发动机万有特性及其参数分析; 技能目标 1.能根据发动机各种特性分析发动机的运行特点; 2.能结合发动机参数分析初步判断发动机的工作状态。 第一节 概述 一、内燃机工况 内燃机在某一时刻的运行状况简称工况,以该时刻内燃机输出的有效功率和转速表示。 表征内燃机运行工况的参数可由下式给出 Pe∝ Men 式中:Pe——有效功率(kw); Me——内燃机的扭矩; n——内燃机的转速。 第一节 概述 一、内燃机工况 内燃机工况的类型 根据使用条件大致可分为以下三类: 第一类工况: 内燃机功率变化,但曲轴转速几乎保持不变。例如内燃机带发电机工作时,必须保持稳定的转速,这种工况如图11-1中的曲线1所示,称为线工况。 第一节 概述 一、内燃机工况 内燃机工况的类型 根据使用条件大致可分为以下三类: 第二类工况: 内燃机功率与曲轴转速接近于三次幂函数关系(Pe∝n3)。当内燃机作为船用主机带动螺旋桨工作时,内燃机发出的功率必须与螺旋桨的吸收功率相等,而螺旋桨的吸收功率与其转速成三次幂函数关系,此时内燃机工况的特点由螺旋桨特性决定,所以又称作螺旋桨工况或推进工况。如图11-1中的曲线2所示,也称为线工况。 第一节 概述 一、内燃机工况 内燃机工况的类型 根据使用条件大致可分为以下三类: 第三种工况: 功率和转速都独立地在很大范围内变化,它们之间没有特定的关系。作为汽车等陆地运输机械动力的发动机,都属于这种工况。此时发动机的转速决定于行驶速度,可以从最低稳定转速nmin一直变到最高转速nmax;负荷取决于行驶阻力,在同一转速下,可以从零变到全负荷(图11-1中的曲线3)。内燃机可能的工作区域就是该种类型发动机的实际工作区域,相应的工况区域称为面工况。 第一节 概述 二、内燃机特性 研究内燃机特性的主要目的: 在于分析内燃机在各种工况下的动力性、经济性、稳定性、适应性和可靠性等等,从而确定内燃机正常工作的范围及适宜的工作区域。 当内燃机运转工况变化时,其性能指标也随之变化。因此,评价一台内燃机的好坏,需要考察它在各种工况下的性能指标,然后才能作出判断。对于工况在很大范围内变化的汽车、拖拉机以及工程机械所用的内燃机尤其是这样。 第一节 概述 二、内燃机特性 内燃机性能指标随运转工况而变化的规律称为内燃机特性。内燃机特性的种类很多,其中主要有速度特性和负荷特性等。 内燃机特性往往是以曲线形式表示的。它是通过内燃机的台架试验,测取有关参数,经过整理后绘制而成的。 用以表示内燃机特性的曲线就称为特性曲线。它是评价内燃机性能的一种简单、方便、必不可少的形式。 根据特性曲线可以合理的选用内燃机,并能有效地利用它了解内燃机特性的成因以及影响因素,就可以按需要的方向改造它,使内燃机性能进一步提高,并设法满足使用要求。 第二节 内燃机速度特性 内燃机速度特性是指油量调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门开度)保持不变的情况下,主要性能指标(扭矩、油耗、功率、排温及烟度等)随转速变化的规律。 研究速度特性的目的在于找出内燃机在不同的转速下其动力性和经济性的变化规律,确定内燃机的最大功率、最大转矩和最小燃油消耗率。 一、柴油机的速度特性 柴油机的速度特性曲线如图11-2所示 实线1分别表示外特性的有效扭矩Me、有效功率Pe和有效燃料消耗率ge 的变化趋势,其余虚线分别表示部分负荷速度特性的有效扭矩Me、有效功率Pe和有效燃料消耗率ge 的变化趋势。 一、柴油机的速度特性 ⒈有效扭矩Me曲线的变化规律 由于柴油机输出的有效扭矩Me正比于平均有效压力pe,而pe又与每循环供油量gb、指示热效率ηi及机械效率ηm成正比。 柴油机的有效扭矩Me的大小决定于每循环供油量gb、指示热效率ηi及机械效率ηm 一、柴油机的速度特性 ⒈有效扭矩Me曲线的变化规律 对无油量校正装置的柴油机,转速降低时,由于每循环供油量gb的减少,相应抵消了指示热效率ηi和机械效率ηm,提高的影响,综合作用的结果是使柴油机外特性上的转矩Me曲线很平坦。 部分负荷速度特性时,有效扭矩Me随转速变化规律与外特性时相似,只是由于每循环供油量gb的减少,使其曲线偏低。 一、柴油机的速度特性 ⒉有效功率Pe曲线的变化规律 有效功率Pe与有效转矩Me和转速n的乘积成正比,由于转矩Me随

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