【正文】 。 ? 由于工作機(jī)械的形式各異、方式不同，匹配的方法也不盡相同。其中，汽車的運(yùn)行工況比較復(fù)雜，其匹配問題在內(nèi)燃機(jī)與工作機(jī)械的匹配中具有一定的代表性，所以本節(jié)介紹的重點(diǎn)是汽車與發(fā)動機(jī)的合理匹配。 一、車用內(nèi)燃機(jī)的匹配 （一）動力性匹配 （二）經(jīng)濟(jì)性匹配 （一）動力性匹配 ? 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩 Ttq在汽車驅(qū)動輪上產(chǎn)生的驅(qū)動力Ft為： ? 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速 n與汽車車速的關(guān)系： t q k 0 ttT i iFrh=a00 . 3 7 7 kr n i iu =ik、 i0分別為汽車變速器、主減速器傳動比； ηt為傳動系效率， r為驅(qū)動輪工作半徑。 于是，可以得到發(fā)動機(jī)外特性轉(zhuǎn)矩曲線 Ttq(n)得出變速器不同檔位汽車驅(qū)動特性曲線。 r f w i jF =F F F F＋ ＋ ＋行 駛 阻 力fF m g f c o s m g f滾 動 阻 力a=?2w D r1F C A2v空 氣 阻 力r=2wDF aAv=iF s i nm g m g i爬 坡 阻 力a=?ajdvFmdt加 速 阻 力d=t q k 0 t 2 aDT i i dv0 . 0 4 7 3 Cr d tam g f A v m g f m驅(qū) 動 力 和 行 駛 阻 力 的 平 衡 可 以 得 到 汽 車 的 行 駛 方 程 ：hd= + + +不同檔位驅(qū)動力 最大爬坡度 最高車速 最高使用轉(zhuǎn)速 后備驅(qū)動力用于加速 （二）燃油經(jīng)濟(jì)性匹配 ?汽車的使用油耗 q100(L/100km)可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷（功率 Pe或阻力 Fr）和燃油消耗率be計算 3100q 2 .7 8 1 0retfFbhr=?0100100q 0 . 0 0 8 8 4 s t m e e kaV p b i iBvr t==使用油耗 阻力 比油耗 傳動系效率 燃油密度 使用 油耗 發(fā)動機(jī) 油耗 汽車車速 發(fā)動機(jī) 排量 平均有效壓力 比油耗 主傳動器 傳動比 驅(qū)動輪工作半徑 沖程數(shù) 變速器 傳動比 0100100q 0 . 0 0 8 8 4 s t m e e kaV p b i iBvr t==? 由上式可見，在其他條件不變的條件下，汽車的使用油耗q100與 成正比，只有當(dāng)其乘積為最小時， q100才能達(dá)到最小。發(fā)動機(jī)在 bemin下工作時，汽車的 q100不一定最低，只有在車速和功率都不變，汽車的 q100才與發(fā)動機(jī)的 be變化趨勢相同。 ? 單純改變傳動比，使發(fā)動機(jī)在 pme較高而 be較低的工況運(yùn)行，并不能降低汽車的 q100。應(yīng)該設(shè)法使發(fā)動機(jī)的萬有特性的最低油耗區(qū)移至中等轉(zhuǎn)速、較低符合區(qū)域，即設(shè)法是發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)區(qū)位于常用檔位、常用車速區(qū)。這就要求選擇發(fā)動機(jī)時，對其特性提出具體要求，或設(shè)法改變特性，適應(yīng)與汽車匹配的要求。 0ekbi i0100100q 0 . 0 0 8 8 4 s t m e e kaV p b i iBvr t==? 汽車用不同的變速器檔位行駛時， q100差異較大。在同一道路條件與車速下，雖然發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率不變，但檔位越低（傳動比越大），后備驅(qū)動力越大，發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率越低，be越高， q100也越大。使用高檔位的情況則與此相反。因此增加變速器的擋位，加大通過選用合適擋位使發(fā)動機(jī)處于經(jīng)濟(jì)工況的概率，有利于汽車的節(jié)油。近年來，汽車變速器檔位有逐漸增加的趨勢，轎車變速器已有 5擋，重型貨車甚至達(dá) 10擋以上。自動控制的無級變速在這方面可達(dá)到最優(yōu)化。 ? 汽車在中低速行駛時， q100最低。高速行駛時雖然發(fā)動機(jī)負(fù)荷率較高，但汽車行駛阻力由于空氣阻力與扎成正比而急劇增大，導(dǎo)致 q100上升。但低速行車造成生產(chǎn)率下降，所以真正的經(jīng)濟(jì)車速應(yīng)使小 q100 ／ va最小。 二、發(fā)電用內(nèi)燃機(jī)的匹配 ? 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)用于發(fā)電時，內(nèi)燃機(jī)一般與發(fā)電機(jī)直接相連，不需中間傳動裝置。這時，發(fā)電機(jī)輸出頻率 f（ H z）與內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速 n（ r／ min）之間有如下關(guān)系 60 fnp=? 由于我國的電網(wǎng)頻率 f=50Hz，而 p只能為整數(shù)，因此我國發(fā)電用內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速只能是 3000,1500, 1000, 750,500r／ min等有限幾種，對應(yīng)發(fā)電機(jī)的 p＝ 1， 2， 3， 4， 6等。 ? 內(nèi)燃機(jī)類型的選擇要根據(jù)發(fā)電設(shè)備的動力要求而定。10kW以下的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組多為便攜式，為求結(jié)構(gòu)輕巧，主要以小型汽油機(jī)（四沖程或二沖程）為動力。 20－1500kW移動式發(fā)電站多以四沖程中、高速柴油機(jī)為動力，作為備用、應(yīng)急或基本電源。固定式基本電源或船用常備電源以四沖程中速柴油機(jī)或二沖程中、低速柴油機(jī)為動力，最大功率可達(dá)數(shù)萬 kW。 ? 發(fā)電用內(nèi)燃機(jī)一般在穩(wěn)定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷率較高。因此，應(yīng)急和備用電源一般標(biāo)定為 12h功率，基本電源應(yīng)標(biāo)定為持續(xù)功率。為了克服發(fā)電機(jī)的勵磁損失以及適應(yīng)短期超負(fù)荷的需要，內(nèi)燃機(jī)功率要大于發(fā)電機(jī)功率，兩者之比就是電站的匹配比。對于小型移動式柴油發(fā)電機(jī)組，功率匹配比在 － ，對大型固定式電站在 － 。發(fā)電柴油機(jī)應(yīng)盡量在bemin的最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)附近運(yùn)轉(zhuǎn)，以節(jié)省能源。 ? 為了保持發(fā)電機(jī)電流頻率的穩(wěn)定性，內(nèi)燃機(jī)要有高性能的調(diào)速裝置，電控調(diào)速系統(tǒng)已廣泛采用。 三、船用柴油機(jī)的匹配 ? 運(yùn)輸用船用主機(jī)絕大部分時間在穩(wěn)定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)荷率較高，一般標(biāo)定為 12h功率或持續(xù)功率。拖輪和渡輪由于間歇運(yùn)轉(zhuǎn)為主，一般標(biāo)定為 lh功率。為了保險，主機(jī)裝船功率是標(biāo)定功率的 85％左右，即采用 “ 減額輸出 ” 匹配方法。船用柴油機(jī)功率范圍很寬，可從幾十到幾萬 kW，轉(zhuǎn)速范圍從最低的56r／ min到 2022r／ min左右。因為一般船用螺旋槳的轉(zhuǎn)速不超過 300r／ min，所以低速船用主機(jī)直接驅(qū)動螺旋槳，而中、高速柴油機(jī)都通過減速器驅(qū)動。減速器應(yīng)有倒車擋。當(dāng)采用雙機(jī)驅(qū)動時，要求裝備左、右機(jī)型配對。 ? 進(jìn)行船機(jī)匹配時，首先應(yīng)根據(jù)船舶類型、噸位、航速等，加上必要的儲備功率，確定船舶要求的最大連續(xù)輸出功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。 ? 主機(jī)選定后，就要進(jìn)行柴油機(jī)與螺旋槳的合理匹配。一般來說，船舶螺旋槳所吸收的功率大致與轉(zhuǎn)速的立方成正比（圖 91曲線 2）。可見，螺旋槳工況線與柴油機(jī)本身的速度特性，例如外特性 3是很不一致的。只有在兩曲線的交點(diǎn) A處，柴油機(jī)功率才與螺旋槳功率相等，并達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。在所有低于標(biāo)定轉(zhuǎn)速 nn的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)時，必須減小柴油機(jī)的循環(huán)供油量，也就是說柴油機(jī)是在一系列部分負(fù)荷點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)。這意味著，只要在低于標(biāo)定轉(zhuǎn)速的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，柴油機(jī)的能力就不能充分發(fā)揮，尚有一定功率儲備。為使船用柴油機(jī)在實際使用時省油，希望其萬有特性上的低油耗區(qū)與螺旋槳特性比較重合。 ?一般 12h標(biāo)定或持續(xù)標(biāo)定的柴油機(jī)在部分負(fù)荷運(yùn)行時經(jīng)濟(jì)性變差，為了充分利用船舶主機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時的儲備功率，提供機(jī)槳聯(lián)合運(yùn)行更好的經(jīng)濟(jì)性，可采用可調(diào)節(jié)距型螺旋槳（調(diào)距槳）。它是一種槳葉螺旋面可相對槳葉軸線轉(zhuǎn)動的螺旋槳，借助一套轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)改變槳葉螺距。這樣一來可使船機(jī)在航行中沿外特性工作，而不再沿螺旋槳特性工作。節(jié)距從正值調(diào)到負(fù)值，即可實現(xiàn)船舶的倒航。