本章要求： 了解：柴油机调速器的原理。 理解：发动机特性曲线变化的原因。 掌握：汽、柴油机特性曲线的意义，实验方法。 第八章 发动机特性 本章要求： 了解：柴油机调速器的原理。 理解：发动机特性曲线变化的原因。 掌握：汽、柴油机特性曲线的意义，实验方法。

发动机工况： 发动机的运行情况，是以其发出的功率Ne和转速n来表示。常见的发动机工况有面工况、点工况、线工况等。

发动机特性： 发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系。 其中随调整情况而变化的关系称为调整特性 如：柴油机供油提前角调整特性 汽油机点火提前角调整特性 随运转情况而变化的关系称性能特性(或使用特性) 发动机主要特性包括：负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、烟度特性、排放特性等。

第一节 负荷特性 定义： 转速不变时，其经济性指标随负荷而变化的关系。 用曲线表示→负荷特性曲线。 第一节 负荷特性 定义： 转速不变时，其经济性指标随负荷而变化的关系。 用曲线表示→负荷特性曲线。 负荷率：发动机发出的扭矩与在该转速下最大扭矩之比，用百分数表示。

一、汽油机的负荷特性 （一）定义： 汽油机保持某一转速不变，点火提前角，化油器调整完好时，逐步改变节气门开度，ge、Gf随负荷变化的关系。

性 能 指标

（二）曲线特性： （1）主要工作参数的变化

（2）ge=f（Ne)曲线的变化 怠速时: m=0, ge=; (m=1-Nm/Ni) 负荷↑：  ↓，燃速↑-ηi↑ →ge↓直至gemin。 负荷再增加, α↓-ηi↓ ge又上升。 负荷↑↑混合气量↑ α↓ 所以Gf↑

当柴油机保持转速不变，改变循环供油量g时，ge随负荷而变化的关系。 二、柴油机的负荷特性 （一）定义： 当柴油机保持转速不变，改变循环供油量g时，ge随负荷而变化的关系。

性 能 指标

（二）曲线特性 （1）主要工作参数的变化

（2）ge=f（Ne)曲线的变化 1点： 最小油耗点； 2点： 冒烟界线点； 3点： 最大功率点。

三、负荷特性的意义 1、评价不同类型的发动机的经济性 经济性好的要求： （1）gemin较小； （2）负荷特性曲线在gemin附近要平坦。

2、找出提高汽车经济性的途径 提高汽车的负荷率。 3、柴油机功率标定 在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的负荷率，选用功率较小的发动机。 对车用柴油机，其功率标定应在冒烟界限点2； 对工程机械用柴油机，其功率标定在最低油耗点1。

第二节 速度特性 定义： 发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发动机的性能指标（Me、Ne、ge）随转速而变化的关系。 第二节 速度特性 定义： 发动机的燃油供给调节机构位置一定时，发动机的性能指标（Me、Ne、ge）随转速而变化的关系。 节气门开度最大或喷油泵齿条位置处于最大供油位置时，发动机的速度特性称为全负荷速度特性，或外特性，其它称为部分负荷速度特性。

一、汽油机的速度特性 （一）外特性 1、主要工作参数的变化 节气门开度一定， α基本不随n而变化

2、Me、Ne、ge=f（n）曲线 转速由低速开始上升时，Me随转速的升高而下降较快。 Ne∝ Me n ge∝1/ηiηm 工作参数中， 对Me影响最大的是v，即Me的大小主要取决于进入气缸的混合气量。 Me ∝ηv/ Ne∝ Me n ge∝1/ηiηm

（二）部分负荷特性 1-节气门全开 节气门开度1＞2＞3＞4＞5

节气门开度越小，Me曲线越陡，且最大功率点向低速方向移动。 汽油机的速度特性曲线

汽油机的外特性是在节气门全开时测得的,曲线上每一点表示它在此转速下的最大功率及最大扭矩，故它代表内燃机的最高动力性能，所有汽油机均需做外特性曲线。

二、柴油机的速度特性 （一）外特性 1、主要工作参数的变化 性能指标

2、Me、Ne=f（n）曲线 柴油机发出扭矩的多少，主要取决于g的大小。Me曲线变化平稳,比汽油机的Me曲线平坦。 Ne与Me、n成正比由于Me变化平坦，在一定的转速范围内，功率几乎与转速成正比增加。

（二)部分负荷速度特性 喷油泵齿条位置一定时,循环供油量随转速而变化的关系 →喷油泵的速度特性. h4---全负荷；h3、h2、h1---部分负荷

柴油机部分负荷特性曲线，与外特性曲线平行且位于其下方. Me.Ne=f(n)曲线 Me的变化主要取决于循环供油量的变化 柴油机部分负荷特性曲线，与外特性曲线平行且位于其下方. 1—90%负荷 2—75%负荷 3—55%负荷

三、外特性的意义 (一)评价发动机的动力性 发动机的动力性指标高的要求： 1.从外特性曲线及最大功率Nemax.后备功率看: 外特性曲线 部分负荷速度特性 汽车行驶阻力曲线

2.扭矩储备系数 m 定义：发动机的外特性曲线上最大扭矩Memax与标定工况下的扭矩Me之比值 适应系数： K= Memax/Me m=(Memax-Me)/Me×100% 适应系数： K= Memax/Me 作用：评价汽车不换档，发动机克服短期超负荷的能力。 图7-13 发动机最大扭矩对克服阻力的影响 ** K大，工作越稳定。汽油机Me陡，稳定性优于柴油机。

3.转速储备系数 n 定义：发动机标定工况下的转速na与最大扭矩下的转速nmax之比。 n=na/nmax 作用：评价汽车不换档，发动机克服短期超负荷的能力。 图7-14 发动机最大扭矩对应的转速 对克服阻力的影响

（二）评价发动机的工作稳定性 由扭矩储备系数m来评价，m大，意味着扭矩曲线较陡，工作稳定性好。 不同的车用发动机对后备功率、m、n的要求不同，轿车要求后备功率大， 对m、n不要求；载重车考虑经济性，后备功率不大，但m、n要高。

第三节 柴油机的调速特性 一、柴油机上安装调速性的必要性 1、怠速转速不稳； 2、怠速易熄火； 3、高速易飞车 造成上述问题的根本原因是Δg随转速的增加而增加，所以调速器工作时，Δg应随转速的增加而减少。

二、全程式调速器 1、定义： 从最低转速到最高转速都起作用的调速器。 全程调速器工作原理 推力盘 调速弹簧 加速 供油齿条 调速手柄 减油 加油 全程调速器工作原理

2、调速特性 定义:在调速器起作用时,柴油机的性能指标(Ne、Me、ge)随转速或负荷而变化的关系。

图7-20 6120柴油机的调速特性

三、两极式调速器 1、定义：只在最低转速和最高转速时才起作用的调速器。 2、调速特性

第四节 万有特性 1、为了能在一张图上全面表示内燃机性能，经常应用多参数特性，即万有特性。 2、应用最广的万有特性里以速度做横坐标，平均有效压力（或扭矩）做纵坐标。在坐标内做出若干条等耗油率曲线和等功率曲线，组成曲线族。 3、做法：柴油机通常通过负荷特性法做出万有特性图，而汽油机通常用速度特性法做出万有特性图。

4、意义： （1）根据万有特性图，可以看出发动机在各种工况下的经济性。最内层的等油耗曲线相当于最经济的区域，曲线越向外，经济性越差。 （2）等耗油率曲线的形状及分布情况对发动机的使用经济性有重要影响。对汽车用发动机，其最经济区域应大致在万有特性图的中间位置，使常用转速和负荷落在最经济区域内，并希望等油耗率曲线在横向较长。

EQ6100性汽油机万有特性

（1）最内层为最经济区，曲线越向外，经济性越差。 （2）等ge曲线横向长，转速范围宽 等ge曲线纵向长，负荷范围宽 1、同时确定发动机最经济的转速和负荷。 2、等ge曲线的形状与分布的影响 （1）最内层为最经济区，曲线越向外，经济性越差。 （2）等ge曲线横向长，转速范围宽 等ge曲线纵向长，负荷范围宽 车用发动机，其最经济区域应大致在万有特性图的中间偏上位置，并希望等油耗率曲线在横向较长。 可以结合传动系绘制整车的万有特性作为节油参考。

CA6102汽油机万有特性

EQD6102-1柴油机万有特性

汽、柴油机万有特性比较 （1）汽油机：最低油耗偏高，经济区偏小；等ge线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机在低速低负荷ge较高。等Ne线随转速升高而斜穿等ge线，故Ne一定时，n越高越废油。n一定, ge/Me比柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高。 （2）柴油机：最低ge较低，经济区宽；等ge线在高低速均不收敛，变化较平坦；等Ne线向高转速延伸时，ge变化不大。

万有特性图的做法

柴油机排放万有特性

柴油机排放万有特性

柴油机排放万有特性

图6-17 燃油的喷射过程