发动机负荷特性

小结：
1. 从发动机角度， 努力提高小负荷和 高负荷工况下的热 效率。
2. 从经济性匹配使用 角度，尽量使用中 等负荷率工况工作。
§4-3-4 柴油机的负荷特性
一、传统供油系统 柴油机的负荷特性与汽油机具有相似的形态，如图4-2所示。
柴油机的负荷调节方式为“质调节”，即通过改变循环 喷油量调节负荷。随着负荷的增加，循环供油量增加，值 减小，柴油机油气混合不均匀度增加，燃烧不完全程度增大， ηi下降，而且大负荷时，不完全燃烧及补燃增加，ηi下降较 快，ηm则随负荷的增大而增大，ηi、ηm综合作用使得柴油机 的be(ge)曲线在中等负荷区变化较为平缓，负荷较低时，ηm 小，be较大，高负荷时ηi下降迅速，be也会增大。
3000
3500
4000
1. 从发动机角度， 采用高压供油系统可以改善发 动机高负荷区域的经济性。
2. 从经济性匹配使用角度，尽量使用中高负荷率 工况，对小负荷工况，在中低转速工况工作。
§4-3-5 发动机负荷特性与汽车燃料经济性能 的关系
一 条 上 凸 的 曲 线 ， 而 ηm 随 负
荷的增大而提高，由于be∝
1
i m
因此，随度负荷的增加，ηi，
ηm 均 增 大 ， 当 负 荷 增 至
85~90% 油 门 开 度 时 ， 混 合 气
加浓，变小，ηi下降，be(ge)
又有所上升。
§4-3-3 柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —机械式供
500
400
300 200
0
3e+003 2e+003
3.5e+003 1.5e+20.50e3+003
10
20
30
40
50

60
70
80
油 门 /%
小结：
600 550 500 450 400 350 300 250 200
1000
10 1500
速度特性
10 468000
2000
20 30
70
50
2500 转 速 /rpm
柴油机的负荷特性与汽油机相比，具有下述特点。
（1）柴油机的最低比油耗较汽油机低，这是由于柴油机的ηi 比汽油机高。
（a）柴油机的λ比汽油机大，λ大，燃烧完全，ηi大 （b）柴油机的压缩比比汽油
机大，大，膨胀比大，混 合膨胀充分，热量利用率高， ηi大
（2）柴油机的比油耗曲线较 汽油机平坦，这是由于ηi曲 线形状上两种机型的差别造 成的（部分负荷下柴油机比 汽油机更省油）。
汽油机负荷特性如图41所示。由于汽油机混合气 浓度除怠速与全负荷时较浓 以外，在大部分情况下（中 等油门开度）变化不大，因 此，发动机的循环供油量 （小时耗油量B，或Gf）与 节气门开度几乎呈线性变化， 大负荷下混合气变浓，B上 升更快，曲线变陡。
汽油机ηi、ηm随负荷变化
的 关 系 也 示 于 图 4-1 中 ， ηi 是
在负荷特性图中，主要描述的是经济性的指标（B、be） 随负荷而变化的关系，有时根据需要还要测录排气温度Tr和 排气烟度R曲线（对柴油机）等，排气温度在一定程度上反 映零件的热负荷，而烟度则反映了内燃机工作过程进行的好 坏，因此，负荷特性不仅能给出了内燃机在不同负荷下运转 时的经济性能，而且给出内燃机功率标定提供了依据。
§4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析
（ （1（（2））43充） ）残气指 过余系量示废数空效气气率ηv函系η：i：数 汽荷：油↓小燃数油， 机负 烧 机α节：mm量荷 不 ，新 废气对气 气调完 在大门于节工全；，开电，作，小α度控负小温η负↓i汽低，度，荷， 时 进气随较，节负 低ηv流荷 时小阻↑，，，力小燃m↑负，烧新荷改气应少， η节大v气善率加荷低，门， 混 浓 如，负开η合 混 果随i↑荷度气 合 要着，↑时 气提↑负供，，（ ，高荷给进η全8功↑功v5，↑负率%，， m气至新阻全左时也工力开右 要 作）气，↓节 加 温，↑，，η气 浓 度混ηvm门 混 正合达v↑废开 合 常气到，度气情加最气 直；况浓有， 所 大值α下↓小，。，，为↓燃，减烧少全不排负完放荷全，时， 达η过不最i又量 变小降空 。值低气。。系数基本
§4-3-1 汽油机各参数随负荷变化的特性分析
小结：
1. 从发动机角度， 努力提高小负荷工 况下的热效率。
2. 从经济性匹配使用 角度，尽量使用中 高负荷率工况工作。
§4-3-2 汽油机的负荷特性
汽油机的负荷调节采用的是“量调节方式”，即通过改 变节气门开度以改变进入气缸的混合气量，在部分负荷范围 内混合气浓度变化不大，因而汽油机的循环进气量，循环 供油量以及输出功率与节气门开度几乎成比例变化（故有的 负荷特性图上以节气门开度作横坐标，有的以功率作横坐 标）。一般多用功率作横坐标（便于绘制万有特性曲线）。
油 （1）充气系数ηv：ηv基本不随负荷 而变。
（2）残余废气系数：负荷对m废气 影响不大，m新气基本不变，基本不 变。
（3）每循环供油量Δgb：负荷↑， Δ gb↑（质调节）。高负荷后，燃烧恶 化。
（4）过量空气系数α：m新气基本不 变，负荷↑, gb↑, α↓。
（5）指示效率ηi：高低负荷两 头均有下降趋势，总体上随负 荷增加而降低。随负荷↑，α↓， 油气混合不均匀度↑，燃烧不完 全↑；燃烧持续时间↑，后燃↑， ηi↓。负荷太小，缸内温度太低， 燃烧反而恶化；负荷过大，混 合气加浓到一定程度后混合与 燃烧均不完善，因此，高低负 荷两头都有下弯的趋势，尤以 超负荷更为严重。
负荷特性 800
700
600
耗 油 率 /(g/kW.h)
500
400 300 200
0
3e+003 2e+003
3.5e+003 1.5e+20.50e3+003
10
20
30
40
50
60
70
80
油 门 /%
耗 油 率 /(g/kW.h) 耗 油 率 /(g/kW.h)
负荷特性 800
700
600
二、柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —高压电控供油
负荷特性 300
250
2e+003 2.5e+003
200 3.5e+003
150
1.5e+003
100
3e+003
转 矩 /N.m
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
油门转开速 度/rpm%
二、柴油机各参数随负荷变化的特性分析 —高压电控供油