发动机的几种基本工况
发动机的特性曲线分析
发动机的特性曲线分析发动机特性§6-1 发动机⼯况和性能指标分析式⼀发动机⼯况在绪论中我们已经介绍过⼯况的概念。
有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的⼯作运⾏情况。
⼯况 — Ne ，转速n 。
发动机的⼯况分为点⼯况、线⼯况和⾯⼯况。
⼆发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节⽓门开度（或油门开度）不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。
如：汽车爬坡或阻⼒变化时, 节⽓门（或油门）开度不变, n 随外界负荷的变化⽽变化。
外界负荷⼤, n ↓, 外界负荷⼩, n ↑, 这时发动机沿速度特性⼯作。
⼀汽油机的速度特性（⼀）定义汽油机节⽓门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。
外特性（全负荷的速度特性） — 节⽓门全开（ 100% ）, 测得的速度特性。
部分速度特性 — 节⽓门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。
（⼆）外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑→ ?g ↑→α↓（不多）M k e v i m =2'ηηη（1）ηv — n ↑→⽓流惯性↑→ηv ↑；n ↑↑→节流损失↑→ηv ↓。
（2）ηi — n ↑→⽓流运动↑→混合⽓形成改善→ηi ↑； n ↑↑→燃烧时间↓，燃烧恶化→ηi ↓。
（3）ηm — n ↑→ηm ↓。
（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑→ηi ↑使Me 变化不⼤, 略有↑；ηm ↓⾼速时: →ηv ↓n ↑→ηi ↓使Me ↓↓。
ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑→ Me ↑（不⼤）, 但 Ne ∝ Me ↑ ? n ↑→ Ne ↑↑；⾼速时: n ↑→ Me ↓→ Ne ↑（不⼤）。
3 g e 曲线g k e i m=41ηη低速时: n ↑→ηi ↑，ηm ↓，ηi ↑⼤于ηm ↓→ g e ↓（不⼤）；⾼速时: n ↑→ηi ↓，ηm ↓→ g e ↑↑。
航空发动机 主轴承 工况
航空发动机主轴承工况航空发动机是飞机的动力装置，其主轴承是发动机中的重要组成部分。
主轴承承载着发动机的转子和传递来的力矩，对于发动机的正常运行具有至关重要的作用。
本文将从航空发动机主轴承的工况入手，对其进行详细介绍和分析。
航空发动机主轴承的工况主要包括负载、转速、温度和润滑等方面。
首先是负载方面，航空发动机在工作过程中承受着巨大的负载，包括来自旋转部件的离心力、惯性力和传递来的推力等。
这些力的作用下，主轴承需要承受很高的径向和轴向负载，因此其设计和选用材料必须具有足够的强度和刚度，以确保主轴承在高负载下不发生变形或破坏。
其次是转速方面，航空发动机的转速通常非常高，尤其是涡轮发动机，其转速可达几万转/分钟。
主轴承在高速旋转的情况下，会产生很大的离心力和惯性力，对主轴承的轴向和径向支撑能力提出了较高的要求。
同时，高速旋转也会引起主轴承的振动和噪声问题，需要采取相应的措施进行控制和减小。
温度是航空发动机主轴承工作过程中需要重点考虑的因素之一。
由于主轴承所处的环境复杂，既受到高温气流的冲击，又受到高温油液的浸泡，因此主轴承的温度会非常高。
主轴承的工作温度过高会导致润滑剂的失效，增加主轴承的摩擦和磨损，甚至引发主轴承的故障。
因此，在设计和选材时需要考虑到主轴承的热稳定性和耐热性，采取有效的散热和冷却措施，确保主轴承在高温环境下的正常工作。
润滑是航空发动机主轴承工作的重要保障。
主轴承在高速旋转的情况下，需要具备良好的润滑性能，以减小摩擦和磨损，降低能量损失。
航空发动机主轴承的润滑方式主要有干摩擦润滑和液体润滑两种。
干摩擦润滑适用于低速轴承，通过在轴承表面形成干膜来减小摩擦系数。
液体润滑则是通过润滑油或润滑脂进行润滑，形成油膜来隔离金属表面，减小摩擦和磨损。
在航空发动机主轴承的设计和选择中，需要考虑到润滑方式的选择和润滑剂的性能，以确保主轴承的良好润滑。
航空发动机主轴承的工况对于发动机的正常运行具有重要影响。
发动机的工况
Me曲线
根据Me =k2ηiηmηv/φat分析。 Ⅰ. φat可视为常数： Ⅱ. ηi ： Ⅲ.ηm ： Ⅳ. ηv ： 结论： 在低转速时，Me随n提高而增加； 某一转速Me达到最大值；在高转 速时，Me随n的提高而迅速下降。
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根据Pe = Me n /9550分析： 结论：
旋桨所吸收的功率（Pe=kn3）相
等，也属于线工况（如曲线2）。
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面工况
特点：功率和转速变化范围很大， 如车用发动机。这种工况用曲线 3下面的阴影面积表示。
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第二节 发动机的速度特性
一、汽油机的速度特性： 二、柴油机的速度特性： 三、发动机的工作范围: 四、扭矩储备系数: 五、发动机的标定工况:
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第一节 发动机的工况
发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。
根据Pe Men，当任意两个参数固定，就可以求出第三
个参数。比较常用Pe与n或Me与n两组参数表征发动机稳 定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻 力矩大小，有时也用pe表示负荷的高低。
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发动机工况的分类
根据发动机的用途，其工况可分三类： 固定式工况： 螺旋浆工况： 面工况：
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Pe曲线
由 于 Me 曲 线 变 化 平 坦 ， 在 一 定 转 速 范 围 内 ， 功 率 Pe 几 乎与转速n成正比增加。 柴油机的最高转速由调速器 控制。当转速超过某一值时， 热效率急剧下降；有效功率 下降，并冒黑烟。车用柴油 机的标定功率受冒烟界限的 限制。
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ge曲线
与汽油机类似，也是一 凹形曲线，曲线比较平 坦，最低油耗率比汽油 机低20%~30% 。
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发动机特性
项目六发动机特性学习目标：重点掌握发动机的负荷特性、速度特性、万有特性及柴油机调速特性的定义。
理解各个特性曲线的变化趋势及原因；各个曲线的正式成立和位置对发动机的性能有何影响；柴油机安装调速器的原因。
了解柴油机和汽油机特性曲线的异同点及形成原因；万有特性的应用；两级式调速器和全程式调速器对柴油机性能的影响及各自的特点。
本项目是本课程的重点之一。
发动机经常在较大的负荷和转速范围内工作，仅了解某点或几点的性能指标和参数，往往是不够的，而需要了解在整个工作范围内的变化规律和发展趋势。
任务一发动机工况、性能指标与工作过程参数的关系一、工况发动机的运行情况，简称工况。
工况以功率Pe和转速n来表示。
根据发动机的用途，其工况可分为以下几类：（1）恒速工况 n=常数，如发电机组中的发动机，其转速基本保挂持不变，功率Pe随负荷而变化，称为线工况。
（2）螺旋桨工况作为船舶主机的柴油机按推进特性工作，柴油机功率与转速的立主成正比Pe=kn3，k为比例常数，见图中的曲线2。
（3）面工况汽车在运输作业时，发动机的功率Pe和转速n都在很大的范围内变化。
如图中阴影所示，曲线3中发动机在各种转速下所能发出的最大功率。
（4）点工况内燃机的转速n及功率P e均近似不变，如内燃机作为排灌动力。
二、发动机特性发动机性指标随着调整情况及运转工况变化而变化的关系称为发动特性，特性用曲线表示称为特性曲线。
其中随着调整情况而变化又称为调整特性。
发动机的性能特性包括负荷特性、速度特性、万有特性、空转特性等，速度特性又包括外特性和部分速度特性。
三、发动机性能指标与工作过程参数的关系发动机的有效指标P me、T tq、Pe、be、B与工作过程参数的关系如下列诸式：平均有效压力有效功率有效转矩燃油消耗率小时耗油量要了解上述指标随工况变化的情况，就必须分析ηv、ηi、ηm、α随工况的变化。
四、发动机功率标定根据国家标准CB1105.1─1987《内燃机台架性能试验方法》的规定，内燃机标定功率依不同用途分类如下：（1）15min功率适用于汽车、军用车辆、摩托车的发动机功率的标定。
发动机分类与基本原理
迄今为止， 马自达已经 生产了将近 两百万辆以 转子发动机 为动力的汽 车，其中一 辆曾在1991 年的法国创 造了历史。
发动机的分类和基本原理
1.2 发动机的基本术语
• 1、工作循环：由进气、压缩、作功、排气四
个工作过程组成封闭过程，
• 2、上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处
下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处
燃料在发动机外部燃烧的热力发动机叫做
外燃机： 活塞式蒸汽机
蒸汽轮机；
燃料在发动机内部燃烧的热力发动机叫做
内燃机： 活塞式内燃机
燃气轮机
喷气式发动机
内燃机特点：结构紧凑，体积小，质量轻，容易
起
动，应用广泛。
外燃机特点：热效率低，体积大，笨重 。现
代汽车上
发动机的分类和基本原理
很少应用。
• 二 、 活塞式内燃机的分类
三 往复活塞式内燃机的工作原 理
一) 四冲程汽油机工作原理
在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功、排气等四个过程。
进气
压缩
作功
排气
活塞位置 上止--下止 下止--上止 上止--下止 下止--上止
排气门 进气门 气缸容积 压强Mpa
关 开 增大 0.08-0.09
320-380 温度K
发动机的分类和基本原理
• 内燃机的名称和型号必须符合国家标准GB/725-1991
• 1.内燃机名称均按所采用的燃料命名：柴油机、汽油机、煤气机等 等。
• 2.内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音、气缸布置形式符号组成。
• 3.型号组成：
首部
中部
后部
尾部
系列代号
缸数符号
换代符号
气缸布置形式符号
发动机的稳定工况名词解释
发动机的稳定工况名词解释发动机是一种将燃料能转化为机械能的设备，广泛应用于各种交通工具和机械设备中。
在发动机的运作过程中，有一些稳定工况名词需要解释，以便更好地理解发动机的运行原理和性能。
1. 怠速工况（Idle Condition）发动机在怠速工况下运行时，转速较低，负载较小。
通常是指发动机在不需进行工作的情况下持续运转，如车辆在红灯停车或停车等待时的状态。
怠速工况下，发动机燃烧较为弱化，燃料消耗较低，排放污染物相对较少，但也容易引起怠速不稳、抖动等问题。
2. 全负荷工况（Full Load Condition）全负荷工况是指发动机在最高负载运行下的状态。
当机械设备需要输出最大功率时，发动机必须处于全负荷工况下，以满足其工作需求。
全负荷工况下，发动机的转速较高，燃烧较为充分，燃料消耗较大，排放污染物也相对增多。
3. 峰值扭矩（Peak Torque）峰值扭矩是指发动机在某一特定转速下能够输出的最大扭矩值。
扭矩是描述发动机输出力矩大小的物理量，峰值扭矩是发动机最大输出力矩的极限值。
峰值扭矩通常出现在发动机的低转速区域，例如柴油发动机的峰值扭矩通常出现在1500-2000转/分钟的转速范围内。
4. 燃烧室（Combustion Chamber）燃烧室是发动机内部用来完成燃料燃烧过程的空间。
燃烧室的形状和设计对燃烧效率、动力输出和排放性能有重要影响。
常见的燃烧室有球形、亥姆霍兹燃烧室、皮尔斯燃烧室等多种形式。
优秀的燃烧室设计能够实现高效的燃烧和较低的排放。
5. 空燃比（Air-Fuel Ratio）空燃比是指单位燃料中所含空气质量与燃料质量之比。
在内燃机中，为了实现有效的燃烧过程，空气和燃料的混合比例需要适当调整。
当空燃比过高时，燃烧不充分，发动机性能下降；当空燃比过低时，燃烧过程不稳定，易产生排放污染物。
6. 点火提前角（Ignition Timing）点火提前角是发动机中供电系统控制的参数之一，它指的是点火系统在活塞行驶到最高点之前提前点火的时间。
汽车常用工况解析
有关“汽车常用工况”的解析汽车常用工况主要涵盖了汽车在运行过程中可能遇到的各种情况，这些工况对汽车的性能和使用寿命都有重要影响。
有关“汽车常用工况”的解析如下：1.起步工况：汽车由静止状态转为行驶状态的过程。
在这个过程中，汽车需要克服静摩擦力和惯性，因此发动机需要提供较大的扭矩。
起步工况对发动机的加速性能和低速扭矩要求较高。
2.加速工况：汽车在行驶过程中需要增加速度时所处的工况。
加速工况下，发动机需要提供足够的动力以克服行驶阻力和惯性力，使汽车速度增加。
加速工况对发动机的功率和扭矩要求较高。
3.等速工况：汽车以恒定速度行驶时所处的工况。
在等速工况下，汽车发动机的负载相对稳定，燃油经济性较好。
等速工况是评估汽车燃油经济性和发动机效率的重要指标之一。
4.减速工况：汽车需要降低速度时所处的工况。
减速工况下，发动机可能需要提供制动力以帮助汽车减速，同时也可以通过断开与驱动轮的连接来实现减速。
减速工况对汽车的制动性能和发动机的控制精度要求较高。
5.转弯工况：汽车在行驶过程中需要改变方向时所处的工况。
转弯工况下，汽车需要克服侧向力和离心力，保持稳定的行驶轨迹。
转弯工况对汽车的操控性能和悬挂系统要求较高。
6.上下坡工况：汽车在上坡或下坡行驶时所处的工况。
在上坡工况下，汽车需要克服重力分量，因此发动机需要提供更大的扭矩；在下坡工况下，汽车需要利用发动机制动或刹车来控制速度。
上下坡工况对汽车的爬坡能力和制动性能要求较高。
7.怠速工况：发动机空转时，汽车不移动的工况。
怠速工况下，发动机需要维持稳定的转速，以便随时响应驾驶员的加速需求。
怠速工况对发动机的稳定性、燃油经济性和排放性能有一定要求。
8.滑行工况：驾驶员松开油门踏板，让车辆靠惯性行驶。
这种工况下，发动机不提供动力，车辆靠惯性前进，滑行工况对汽车的燃油经济性有一定影响。
简述发动机工况
简述发动机工况发动机工况是指发动机在运行过程中的各项工作参数和工作状态。
它直接影响着发动机的性能和寿命。
在发动机工况中，有几个重要的参数需要特别关注，包括转速、负荷、温度、压力等。
转速是指发动机每分钟旋转的圈数，通常以rpm（转/分）为单位。
转速的大小直接影响着发动机的动力输出和燃烧效率。
过低的转速会导致动力不足，而过高的转速则容易造成发动机过热和损坏。
因此，在使用发动机时，我们需要根据实际需要调整转速，以保证发动机的正常工作。
负荷是指发动机承受的功率大小，通常以百分比或具体数值表示。
负荷的大小与转速直接相关，过大的负荷会导致发动机过热和损坏，而过小的负荷会造成能量浪费。
因此，在发动机工作时，我们需要根据实际需要调整负荷，以保证发动机的有效工作。
温度是指发动机各个部件的温度，包括冷却水温度、机油温度、排气温度等。
温度的过高或过低都会对发动机的正常工作造成影响。
过高的温度会导致发动机过热，增加零部件的磨损和损坏的风险；过低的温度则会影响发动机的燃烧效率和动力输出。
因此，我们需要保持发动机温度在合适的范围内，以确保发动机的正常工作。
压力是指发动机各个部件的压力，包括进气压力、油压、冷却液压力等。
压力的大小直接影响着发动机的工作效率和动力输出。
过高的压力会增加发动机的负荷，导致动力不足；过低的压力则会影响发动机的燃烧效率和动力输出。
因此，在使用发动机时，我们需要保持合适的压力，以保证发动机的正常工作。
除了以上几个重要的参数外，还有一些其他的工况需要注意。
例如，燃油的品质和供给也会对发动机的工作产生影响，因此我们需要确保燃油的质量和供给的稳定性。
此外，气候条件也会对发动机的工作产生影响，例如在低温环境下，发动机的启动和燃烧效率会受到一定的影响，因此需要采取相应的措施来提高发动机的工作效率。
发动机工况是指发动机在运行过程中的各项工作参数和工作状态。
合理控制和调整这些工作参数，能够保证发动机的正常工作，提高其性能和寿命。
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中等负荷工况节气门的开度在25％～85％范围内。汽车发 动机大部分时间在中等负荷下工作，因此应该供给 φa＝ 1.05～1.15的经济混合气，以保证发动机有较好的燃油经 济性。从小负荷到中等负荷，随着负荷的增加，节气门逐
发动机的几种基本工况
5.大负荷和全负荷 发动机在大负荷或全负荷工作时，节气门接近或达到全开 位置。这时需要发动机发出最大功率以克服较大的外界阻 力或加速行驶。为此应该供给 φa＝0.85～0.95的功率混合 气。从中等负荷转入大负荷时，混合气由经济混合比加浓 到功率混合比。 6.加速 汽车在行驶过程中，在短时间内迅速提高车速。
怠速是指发动机对外无功率输出的工况。这时可燃混合气 燃烧后对活塞所作的功全部用来克服发动机内部的阻力， 使发动机以低转速稳定运转。目前，汽油机的怠速转速为 700～900r/min。在怠速工况，节气门接近关闭，吸入气 缸内的混合气数量很少。在这种情况下气缸内的残余废气 量相对增多，混合气被废气严重稀释，使燃烧速度减慢甚 至熄火。为此要求供给 φa＝0.6～ 0.8的浓混合气，以补 偿废气的稀释作用。
发动机的几种基本工况
1.冷起动
发动机在冷起动时，因温度低汽油不容易蒸发汽化，再加 上起动时转速低(50～100r/min)，空气流过化油器的速度 很低，汽油雾化不良，致使进入气缸的混合气中汽油蒸气 太少，混合气过稀，不能着火燃烧。为使发动机能够顺利 起动，要求化油器供给 φa 约为0.2～0.6的浓混合气，以 使进入气缸的混合3.小负荷 小负荷工况时，节气门开度在25％以内。随着进入气缸内 的混合气数量的增多，汽油雾化和蒸发的条件有所改善， 残余废气对混合气的稀释作用相对减弱。因此，应该供给 φa＝0.7～0.9的混合气。虽然，比怠速工况供给的混合气 稍稀，但仍为浓混合气，这是为了保证汽油机小负荷工况 的稳定性。 4.中等负荷