【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2)柴油機(jī)的燃油消耗率曲線在各種負(fù)荷的速度特性下都比較平坦，僅在兩端略有翹起，最經(jīng)濟(jì)區(qū)的轉(zhuǎn)速范圍很寬；汽油機(jī)則有所不同，其油耗曲線的翹曲度隨節(jié)氣門開度減小而劇烈增大，相應(yīng)最經(jīng)濟(jì)區(qū)的轉(zhuǎn)速范圍越來越窄。 特性差別之分析（走勢(shì)分析） ? 對(duì)于上述現(xiàn)象，可以通過轉(zhuǎn)矩的分析式來解釋。與柴油機(jī)不同的是，汽油機(jī)采用定質(zhì)變量的負(fù)荷調(diào)節(jié)方法，故轉(zhuǎn)矩的變化與吸入氣缸的混合氣數(shù)量有密切的關(guān)系。為此，根據(jù)充量系數(shù)的定義式，可得 ? 將其代入式 (8— 3)，并化簡(jiǎn)為 （ 8— 5） ? 由前所述可知，汽油機(jī)的過量空氣系數(shù) Φa基本上不隨轉(zhuǎn)速而變化，故可將其看成一個(gè)定值。這樣，轉(zhuǎn)矩就取決于指示熱效率 ηit、充量系數(shù) Φc和機(jī)械效率 ηm的乘積。 以下分析三者隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律 001lVlmgasscab ???? ??mitacmitbme gp ?????? ??(1)指示熱效率 ηit 在節(jié)氣門全開的情況下 (外特性曲線 )，發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于氣缸內(nèi)氣流擾動(dòng)減弱，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档停瑐鳠釗p失以及漏氣損失相對(duì)增加，導(dǎo)致 ηit略有下降；而高轉(zhuǎn)速時(shí)，由于以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)的燃燒持續(xù)期增大，以及泵吸功增加，對(duì) ηit也會(huì)產(chǎn)生不利的影響，故曲線整體呈現(xiàn)馬鞍形的上凸?fàn)?。?dāng)節(jié)氣門開度減小后 (部分負(fù)荷 )，隨轉(zhuǎn)速的提高，節(jié)氣門的節(jié)流作用大大加強(qiáng)，泵氣損失所占比重增大，導(dǎo)致指示熱效率 ηit大大下降，而且隨節(jié)氣門開度的降低，下降幅度更大。 (2)充量系數(shù) Φc 圖 8— 5a是汽油機(jī)充量系數(shù) Φc隨轉(zhuǎn)速的變化情況。圖中的數(shù)字 1— 5是表示節(jié)氣門不同開度下的 Φc曲線，數(shù)字越大，則開度越小。汽油機(jī)沿速度特性運(yùn)行而節(jié)氣門全開 (即外特性下 )時(shí)， Φc曲線在某一中間轉(zhuǎn)速處呈上凸?fàn)?，低于或高于此轉(zhuǎn)速則有一定幅度的下降 (圖中曲線 1)。同樣沿速度特性運(yùn)行而節(jié)氣門處于部分開度時(shí)，由于進(jìn)氣節(jié)流嚴(yán)重，進(jìn)氣阻力增加， Φc減小，而且隨轉(zhuǎn)速升高，Φc下降的斜率也增大；轉(zhuǎn)速降低時(shí)，進(jìn)氣阻力減小，節(jié)氣門的節(jié)流作用減弱， Φc增加 (圖中的曲線 5)。 (3)機(jī)械效率 ηm ? 機(jī)械效率 ηm隨節(jié)氣門開度的變化規(guī)律，如圖 8— 5b所示。根據(jù)式(8— 4)可知，當(dāng)汽油機(jī)按外特性運(yùn)行時(shí)，由于轉(zhuǎn)速越高，機(jī)械損失壓力 pmm越大，故機(jī)械效率 ηm隨轉(zhuǎn)速的增加而下降。當(dāng)沿部分負(fù)荷速度特性工作時(shí)，節(jié)氣門處于部分開度， ηm隨轉(zhuǎn)速的增加而下降的斜率比節(jié)氣門全開時(shí)大 (比較圖中曲線 1與 3)，這是因?yàn)閜mm與節(jié)氣門全開時(shí)一樣隨轉(zhuǎn)速增加而增加，而充量系數(shù) Φc和指示熱效率 ηit則隨轉(zhuǎn)速增加而下降很快，相應(yīng)導(dǎo)致平均指示壓力 pmi隨轉(zhuǎn)速增加而急劇降低。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于某一值后，就會(huì)出現(xiàn) pmi＝pmm的情況，而使機(jī)械效率為零，意味著內(nèi)燃機(jī)在相應(yīng)轉(zhuǎn)速下空車運(yùn)行 (無功率輸出，圖中曲線 4)。節(jié)氣門開度越小，出現(xiàn) ηm＝ 0的轉(zhuǎn)速就越低 (比較曲線 4與 5)。 根據(jù)以上分析可知，對(duì)于汽油機(jī)而言，當(dāng)節(jié)氣門全開時(shí)，轉(zhuǎn)矩曲線將是一條上凸的曲線，且上凸的位置在低速區(qū)；而在部分開度時(shí)，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，開度越小，曲線越陡 。 三、適應(yīng)性系數(shù) 汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，特別適合車用的需要，也就是說，自動(dòng)適應(yīng)道路阻力變化的能力較強(qiáng)，行駛速度比較穩(wěn)定。對(duì)此，可以用圖 8— 6來解釋。內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩與外界阻力矩在 a點(diǎn)是平衡的，內(nèi)燃機(jī)將在 a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 na下穩(wěn)定工作。如遇上坡等阻力增加的情況，內(nèi)燃機(jī)從工況 a過渡到工況 沿速度特性 1工作的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大了 ΔT tq1，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低了 Δn1 。這說明駕駛員不用操作，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行了調(diào)整，轉(zhuǎn)速降低而轉(zhuǎn)矩增大，以克服外界阻力的變化。對(duì)于另一發(fā)動(dòng)機(jī)，其速度特性如圖中曲線 Ⅱ ，由于其轉(zhuǎn)矩曲線較平坦，則從工況 a過渡到工況 2時(shí)，轉(zhuǎn)速降低較多 (Δ n2＞ Δ n1)而轉(zhuǎn)矩增大的幅度并不大 (ΔT tq2＜ ΔT tq1)。這一結(jié)果說明，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線越陡，運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和操縱性能就越好。因此，汽油機(jī)一般不需要配備調(diào)速裝置，即使當(dāng)阻力矩突變到零時(shí)，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速也不會(huì)超速或飛車。柴油機(jī)的調(diào)節(jié)過程與裝置則與汽油機(jī)有明顯的不同，需要采用專門設(shè)計(jì)的調(diào)速器。 概念引入 ?定義 ?范圍 定 義 ? 衡量內(nèi)燃機(jī)工作穩(wěn)定性能的指標(biāo)是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù) φTq和轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù) φn。轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)是指外特性上最大轉(zhuǎn)矩Ttqmax與標(biāo)定轉(zhuǎn)矩 Ttqn之比，即 ? 相應(yīng)地，轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù) φn是指標(biāo)定轉(zhuǎn)速 n n與外特性上最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 ntq之比，即 ? 衡量內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性能對(duì)外阻力變化的適應(yīng)能力的指標(biāo)稱為適應(yīng)系數(shù) φTqn φTqn= φTq. φn m a xtqtqtq nTT? ?nntqnn? ?范 圍 汽油機(jī) Φtq=~ Φn=~ 柴油機(jī) Φtq=~ Φn=~ 說明： 汽油機(jī)適應(yīng)性優(yōu)于柴油機(jī)； 近年來儲(chǔ)備功率提高，外特性應(yīng)用概率減小，適應(yīng)系數(shù)重要性下降。 第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的萬有特性 負(fù)荷特性和速度特性只能用來表示某一轉(zhuǎn)速或某一油量控制機(jī)構(gòu)位置時(shí)，內(nèi)燃機(jī)各種參數(shù)的變化規(guī)律，而內(nèi)燃機(jī)特別是車用內(nèi)燃機(jī)的工況變化范圍很廣，要分析各種工況下的性能，就需要多張負(fù)荷特性或速度特性圖，這樣既不方便，也不直觀。為了 能在一張圖上較全面地表示內(nèi)燃機(jī)各種性能參數(shù)的變化，經(jīng)常應(yīng)用多參數(shù)的特性曲線，這種特性就是萬有特性 。 萬有特性曲線一般是以轉(zhuǎn)速 n為橫坐標(biāo)，以負(fù)荷 (平均有效壓力 pme)為縱坐標(biāo)。在圖上繪出若干條 等油耗曲線和等功率曲線 。兩種類型內(nèi)燃機(jī)典型的萬有特性如圖 8— 7所示。根據(jù)需要，還可在萬有特性曲線上繪出 等節(jié)氣門開度線、等排放線、等過量空氣系數(shù)線 等。 （一）萬有特性的繪制方法 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型的不同，萬有特性有兩種繪制方法，即 負(fù)荷特性法和速度特性法 。 對(duì)于柴油機(jī)， 一般是依據(jù)不同轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性，用作圖法求出； 對(duì)于汽油機(jī)，則根據(jù)不同節(jié)氣門位置的速度特性，用作圖法求得。 近年來，由于計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)以及計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，也可采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸及等值線的插值運(yùn)算，從而直接得到萬有特性。 負(fù)荷特性法 （等油耗線作法） 1)將各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性以平均有效壓力 pme為橫坐標(biāo)，be為縱坐標(biāo)，以同一比例