小。而且在低负荷区,be曲线变化得更快一些。与汽油机相比,柴油机的最低燃油消耗率低,且在低油耗区be曲线更平坦,部分负荷时低油耗区更宽。
6.什么是发动机速度持性?画出汽油机和柴油机速度特性曲线,并解释其变化趋势。 答题要点
发动机固定油量调节机构位置,其性能指标随转速变化的规律,称为发动机的速度特性。油量调节机构位置固定在最大位置(节气门全开或标定油量位置)对应的是全负荷速度特性,又称外特性。
某汽油机的外特性曲线如下图所示。
发动机速度特性曲线变化趋势以汽油机外特性曲线为例: ⑴ 有效转矩Ttq曲线
由式(6-5)Ttq?K2??c??it??m?a可知,Ttq曲线取决于?it、?m、?c、?a随n的变化规律。当节气门开度一定时,过量空气系数?a基本不随n变化,可视为常数,因此
Ttq曲线取决于?it、?m、?c随n的变化趋势。
①?it:在某一中间转速时最大;在转速较低时,因气缸内气流扰动较弱,火焰传播速度较慢,散热损失增加,漏气增多,使得?it较低;在转速较高时,燃烧所占的曲轴转
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角大,传热损失增加,热利用率低,导致?it也较低。不过?it的变化比较平坦,对Ttq的影响不大。
②?m:随着转速的升高明显下降,这是因为随着转速升高,机械损失功率增加。 ③?c:在某一中间转速时最大,这是因为一定的配气相位只适应此转速,低于或高于此转速时,?c均下降。
综合而言,在转速较低时,随着转速的升高,由于?it、?c提高,且其对Ttq的影响超过了?m下降对Ttq的影响,因此Ttq逐渐增大;对应于某一转速下Ttq达到最大值;当转速继续升高时,?it、?m、?c均下降,Ttq迅速下降,曲线变化较陡(相对于柴油机转矩曲线而言)。
⑵ 有效功率Pe曲线
由于Pe?Ttq?n9550,因此在Ttq小于其最大值的范围内,随着n升高,Ttq增大,则Pe迅速增加;此后随着n继续升高,Ttq下降,故Pe的增加速度有所减慢,直到某一转速下,n与Ttq的乘积达到最大,此时Pe达到最大值;若n再升高,Pe反而下降。
⑶ 有效燃料消耗率be曲线
由式be?K3(?it??m)可知,综合?it和?m随转速的变化关系,在某一中间转速时
be最低;当转速高于此转速时,因?it和?m同时下降,则be上升;当转速低于此转速时,
因?it的增加弥补不了?m的下降,则be也上升。
7.什么是发动机万有特性?如何由各种转速的负荷特性做出万有待性? 答题要点
表达发动机多参数的特性称为万有特性。应用较为广泛的万有特性曲线是以转速n为横坐标,以平均有效压力pme(或转矩Ttq)为纵坐标,在图上画出许多等燃油消耗率
be曲线和等功率曲线。
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1)将各转速的负荷特性曲线用同一比例尺,集中画在be-pme坐标图上,见图6.18的上方。
2)此图下方以相同pme比例尺布置n-pme坐标图。 3)在n-pme坐标图上,作等燃油消耗率be曲线。
以be=231g/(KW?h)为例:先在上方图上作be=231g/(KW?h)的水平线,与各负荷特性曲线交于 a、b、 c、 d、 e 、f六点;再将此六点移到n-pme坐标图上;连接各点所形成的封闭曲线,就是所求的等燃油消耗率be曲线。
4)同理可以做出各等燃油消耗率be曲线族。为观察方便,把n-pme图转为pme-n图,就是图6.18所示的燃油消耗率be万有特性曲线。
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5)根据Pe?pmeVsni?103?Kpmen的关系,做出等功率曲线,在pme-n坐标中,30?他们是一组双曲线,如图6.16和图6.17中的虚线。
8.衡量发动机转矩特性的参数有哪几个?它们是如何定义的? 答题要点
衡量发动机转矩特性的参数有:转矩储备系数、转矩适应性系数和转速适应性系数等三个。
发动机外特性有效转矩曲线上,最大转矩Ttqmax与标定工况时的转矩Ttqn之比称为转矩适应性系数。
发动机外特性有效转矩曲线上,最大转矩Ttqmax与标定工况时的转矩Ttqn的差
值,与
标定工况时的转矩Ttqn之比称为转矩适应性系数。
发动机标定转速nn与外特性的最大转矩点对应转速ntq的比值Kn,称为转速适应性系数。
9.转矩适应性系数KT、转速适应性系数的大小对发动机性能有何影响? 答题要点
KT越大, 表明两转矩之差(Ttqmax?Ttqn)越大,即随着转速的降低,转矩Ttq增加较快,在不换挡的情况下,爬坡能力和克服短期超负荷的能力强。
ntq(外特性的最大转矩点对应转速)越低,Kn值越大,在汽车不换挡的情况
下,发动机克服阻力的潜力越大。
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