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发动机负荷特性


小结:
1. 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。
3000
3500
4000
1. 从发动机角度, 采用高压供油系统可以改善发 动机高负荷区域的经济性。
2. 从经济性匹配使用角度,尽量使用中高负荷率 工况,对小负荷工况,在中低转速工况工作。
§4-3-5 发动机负荷特性与汽车燃料经济性能 的关系
一 条 上 凸 的 曲 线 , 而 ηm 随 负
荷的增大而提高,由于be∝
1
i m
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。
§4-3-3 柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —机械式供
500
400
300 200
0
3e+003 2e+003
3.5e+003 1.5e+20.50e3+003
10
20
30
40
50

60
70
80
油 门 /%
小结:
600 550 500 450 400 350 300 250 200
1000
10 1500
速度特性
10 468000
2000
20 30
70
50
2500 转 速 /rpm
柴油机的负荷特性与汽油机相比,具有下述特点。
(1)柴油机的最低比油耗较汽油机低,这是由于柴油机的ηi 比汽油机高。
(a)柴油机的λ比汽油机大,λ大,燃烧完全,ηi大 (b)柴油机的压缩比比汽油
机大,大,膨胀比大,混 合膨胀充分,热量利用率高, ηi大
(2)柴油机的比油耗曲线较 汽油机平坦,这是由于ηi曲 线形状上两种机型的差别造 成的(部分负荷下柴油机比 汽油机更省油)。
汽油机负荷特性如图41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
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。
§4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析
( (1((2))43充) )残气指 过余系量示废数空效气气率ηv函系η:i:数 汽荷:油↓小燃数油, 机负 烧 机α节:mm量荷 不 ,新 废气对气 气调完 在大门于节工全;,开电,作,小α度控负小温η负↓i汽低,度,荷, 时 进气随较,节负 低ηv流荷 时小阻↑,,,力小燃m↑负,烧新荷改气应少, η节大v气善率加荷低,门, 混 浓 如,负开η合 混 果随i↑荷度气 合 要着,↑时 气提↑负供,,( ,高荷给进η全8功↑功v5,↑负率%,, m气至新阻全左时也工力开右 要 作)气,↓节 加 温,↑,,η气 浓 度混ηvm门 混 正合达v↑废开 合 常气到,度气情加最气 直;况浓有, 所 大值α下↓小,。,,为↓燃,减烧少全不排负完放荷全,时, 达η过不最i又量 变小降空 。值低气。。系数基本
§4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析
小结:
1. 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。
§4-3-2 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)。
油 (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↓。
(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。
负荷特性 800
700
600
耗 油 率 /(g/kW.h)
500
400 300 200
0
3e+003 2e+003
3.5e+003 1.5e+20.50e3+003
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80
油 门 /%
耗 油 率 /(g/kW.h) 耗 油 率 /(g/kW.h)
负荷特性 800
700
600
二、柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —高压电控供油
负荷特性 300
250
2e+003 2.5e+003
200 3.5e+003
150
1.5e+003
100
3e+003
转 矩 /N.m
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
油门转开速 度/rpm%
二、柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —高压电控供油
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