第七章发动机的特性 ●意义 发动机作为动力源其工作状态(n,Tq)应 随所带负载的变化而发生相应的改变。而n, T的变化必然会引起运转参数(a、T、P 紊流、混合气形成、燃烧过程、充气效率 循环供油量,指示效率、机械效率)的变化 从而引起发动机性能(经济性、动力性、排 放特性)的变化。 揭示发动机性能随工作状态的变化规律可以 为优化性能、改进设计提供参考依据
第七章 发动机的特性 ⚫ 意义 – 发动机作为动力源其工作状态（n，Ttq）应 随所带负载的变化而发生相应的改变。而n， Ttq的变化必然会引起运转参数（a、T、P、 紊流、混合气形成、燃烧过程、充气效率、 循环供油量，指示效率、机械效率）的变化， 从而引起发动机性能（经济性、动力性、排 放特性）的变化。 – 揭示发动机性能随工作状态的变化规律可以 为优化性能、改进设计提供参考依据
第一节发动机工况 工况 发动机的运行情况,简称工况。工况以转速n和扭矩Tq来表示 此Ttq、n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 Tt nB nd
第一节 发动机工况 ⚫ 一、工况 – 发动机的运行情况，简称工况。工况以转速n和扭矩Ttq来表示， 此Ttq、n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
第一节发动机工况 ●工况分类 恒速工作: 转速不变,而功率改变。例如,带动发电机工作时,为保证 频率的稳定性,要求发动机转速基本不变,功率则随电机负 荷大小,可由零变到最大 流体阻力(螺旋桨)工作: 功率与转速接近三次幂函数关系,Pe=Kn3,K为比例常数。 带动螺旋桨工作的船用机即属此类,故称螺旋桨工况 陆上运输: ●功率和转速都独立地在很大范围内变化 ①转速决定车速,可以从最低稳定转速一直变到最高转速; ②扭矩取决于行驶阻力,在同一转速下,可由零变到全负荷; ③当需要发动机制动时,如汽车下长坡,发动机是由车辆倒拖 而做负功
第一节 发动机工况 ⚫ 工况分类 – 恒速工作： ⚫ 转速不变，而功率改变。例如，带动发电机工作时，为保证 频率的稳定性，要求发动机转速基本不变，功率则随电机负 荷大小，可由零变到最大。 – 流体阻力（螺旋桨）工作： ⚫ 功率与转速接近三次幂函数关系，Pe=K·n3 ，K为比例常数。 带动螺旋桨工作的船用机即属此类，故称螺旋桨工况。 – 陆上运输： ⚫ 功率和转速都独立地在很大范围内变化。 – ①转速决定车速，可以从最低稳定转速一直变到最高转速； – ②扭矩取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷； – ③当需要发动机制动时，如汽车下长坡，发动机是由车辆倒拖 而做负功
第一节发动机工况 m i n 机城损失功率 nmax
第一节 发动机工况
二、发动机特性 发动机性能指标随调整、运转工况而变 化的关系称为发动机特性。 调整工况亠调整特性 性能指标 运转工况一性能特性 发动机特性用曲线表示出来则称为特性 曲线,特性曲线是评价发动机性能的一种简 单、方便、必不可少的形式
二、发动机特性 发动机性能指标随调整、运转工况而变 化的关系称为发动机特性。 性能指标 调整工况 运转工况 调整特性 性能特性 发动机特性用曲线表示出来则称为特性 曲线，特性曲线是评价发动机性能的一种简 单、方便、必不可少的形式
有效性能指标与已知规律参数的关系 目的:推导出性能指标与已知规律参数的关系, 然后用已知的规律去分析性能指标在不同特性 (速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性) 下的变化规律 有效指标通常用平均有效压力pme、有效扭矩T、有 效功率P、有效燃油消耗率b、每小时耗油量B表示 这些指标与发动机工作过程参数中已知规律参a (汽),Δb(柴),ni,m,ny的关系推导如下
三、有效性能指标与已知规律参数的关系 目的：推导出性能指标与已知规律参数的关系， 然后用已知的规律去分析性能指标在不同特性 （速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性） 下的变化规律。 有效指标通常用平均有效压力pme、有效扭矩Ttq、有 效功率Pe、有效燃油消耗率b、每小时耗油量B表示。 这些指标与发动机工作过程参数中已知规律参数：α （汽）， Δb（柴）， ηi ，ηm， ηv的关系推导如下
每循环放热量Q(kJ)为 n, vsp, h Q 式中n充量系数; po大气状态下空气密度(kg/m3) Vs气缸工作容积(m3); a—过量空气系数 hu-—燃料低热值(kJ/kg); Lo理论空气量(kg/kg)
式中 ηv——充量系数； ρo——大气状态下空气密度（kg/m3）； Vs——气缸工作容积（m3）； α ——过量空气系数； hu——燃料低热值（kJ/kg）； Lo——理论空气量（kg/kg）。 o v s v L v h Q = 每循环放热量Q（kJ）为 Q g h = b
根据平均有效压力pne(kPa)的定义 W me S 式中We每循环有效功(kJ); ne—有效热效率 men,p Ponmn=knn 汽油机 nl8b=K·gb 柴油机 式中η指示热效率;nm-机械效率
根据平均有效压力pme（kPa）的定义 式中 We——每循环有效功（kJ）； ηe——有效热效率。 s e s e me v Q v W p = = m v i m v i o o o e v o m e K L h L h p = = = 式中 ηi——指示热效率；ηm——机械效率。 b m i s e b me K g V g p = = 汽油机 柴油机
平均有效压力pme 功率(汽) p=k.77v nen,Pohu hu n P nmn,=Knnn 717m1n 功率(柴) Pme n8b=K·gb·1m·n Pe=Kigininmn 燃油消耗率 扭矩(汽) be=K, T=K 7 小时耗油量(汽) C B=K 7 4 扭矩(柴) 时耗油量(柴) Koningh B=K 48b
功率（汽） P K i m n v e = 1 i m v Ttq K = 2 扭矩（汽） i m be K 1 = 3 燃油消耗率 B K n v = 4 小时耗油量（汽） 扭矩（柴） Ttq = K2 i m gb B = K4 gb n 小时耗油量（柴） 功率（柴） Pe = K1 gb i m n m v i m v i o o o e v o me K L h L h p = = = b m i s e b me K g V g p = = 平均有效压力pme
第二节发动机台架实验简介 燃油拍 量油装置 冷却水箱 稳 空气测量计 至发动机 转速表 测功器 自来水 下水道 发动机 垫与 发动机台架实验简图
第二节 发动机台架实验简介