柴油机的万有特性曲线
柴油机的特性曲线有功率扭矩和转速的关系曲线，负荷特性曲线，万有特性曲线和螺旋桨特性曲线等。柴油机的万有特性曲线，是指以柴油机转速为横坐标，以平均有效压力或扭矩为纵坐标，将柴油机各转速下的负荷特性曲线、速度特性曲线、功率和油耗等参数综合到一起绘出的曲线，称为万有特性曲线。从中可以读出每个特定转速下柴油机不同功率状态时的扭矩、燃油消耗率和其它参数。从中可以观察出柴油机最佳经济运行区域。如下图所示。
发动机工况图汽车发动机工况图既发动机的特性曲线图，是表明发动机在不同转速下输出功率和扭矩的大小，从上可看出发动机的性能表现如何，发动机特性曲线图的横坐标为发动机的转速（转/分，或rpm），纵坐标为发动机的功率和扭矩，图中曲线为发动机在不同转速下功率和扭矩数值变化的轨迹。发动机的特性曲线一般有两条，一条为功率曲线，另一条为扭矩曲线。这一组曲线又称为发动机的特性曲线。功率曲线比较陡，这表明发动机的功率随着转速的提高而急剧上升，其峰顶对应的功率数值即为发动机技术参数中标注的“最大功率”。最大功率越大，汽车可能达到的最高车速也越高。扭矩曲线的两端比较底，中间突起，并比较平缓。实际上中间突起越高越平缓，表示发动机的扭矩特性越好，这种发动机的操纵性越好，汽车越好驾驭。如果在低速时便拥有较大的扭矩，表明汽车的起步性能要好；如果在中高速时才拥有较大扭矩，那它可能是一台高速性能的发动机，在高速行驶时性能较佳。功率和扭矩是谈论发动机最常提到的术语。若过分强调功率和扭矩的最大输出值就会显得以偏概全了，因为在日常行驶中，发动机的运转的转速范围相当大，自怠速时不到每分钟一千转的转速可以上升到每分五六千转甚至更高，不能仅局限于最大功率和最大扭矩“那一点”上。所以一台发动机的输出特性，须从功率、扭矩与转速之间的曲线图上，才能了解发动机的性能特色是否符合你的要求：是着重在日常市区行驶的低速大扭矩反应，还是飙车族偏爱的高转速大扭矩的高速疾驰。发动机很难成为一个“全才”——在低、中、高速都具有很好的扭矩响应，不仅有劲而且跑得快，又当牛使又作马骑，设计发动机时只能有所侧重。随着汽车技术的进步，一些高性能的跑车、高档轿车，在电子技术的支持下，可以让发动机原来一些不变的参数（如气门升程、进排气管长度、凸轮轴等）随着发动机转速变化而积极变化，使发动机在不同转速下都能保持最佳状态，这些正是高级发动机的高明之 处，也是各厂家技术竞争的关键。 经常会有朋友问最佳换挡转数是多少？行车转数是多少？为什么要3000转以上换挡？为什么要2500转行车？要解释这些问题，就要从发动机的特性来说明。那么发动机的主要特性指标是是什么——就是功率和扭拒。功率的大小决定车子能跑多快。（相同质量下，功率大的车，最高速度高）。扭拒决定了车的提速性，相当于爆发力。发动机达到最大扭拒的时候，就是车子提速性最好的时刻。功率和扭拒都是个变量，究竟让最大功率和最大扭拒出现在什么转数下，就是厂家不同设计理念的体现。不同的车，其发动机的特性是不同的，即使使用相同的发动机，不同的调教也会让发动机显现出不同的特点。在这里多说一句，发动机的特性，没有优劣之分，它是厂家设计理念的一部分。所以不要认为高转数发动机就好或是低转数发动机就好。不可能有一部车，任何转数下提速都好，既是0－100加速冠军，又是80－130的冠军，最高车速还是第一，就如同不可能有一个人能同时拿下奥运会100米、800 米和马拉松冠军一样。
读懂发动机特性曲线图，看看加速与节油性能 我和各位车友一样，开始时对发动的性能到底如何，是一头雾水，但要想了解发动机的性能，那么就必须读懂——发动机特性曲线图。本人整理了一些网上收集到的资料，提供给各位车友。 一、什么是发动机转速特性曲线图？ 发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图，是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，简称为发动机特性曲线。 如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能 跑多快，有没有劲。 从“图1”可以看出，转速在ntq点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。
图1 二、如何由曲线图判断发动机性能： 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。 起步加速能力： 图2 拿到一张发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持
发动机负荷特性曲线 2006-9-6 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线
发动机原理三级项目报告 --汽油发动机万有特性曲线的测绘
绪论: 汽车在社会的经济发展和人们的生活中具有重要的地位。汽车是一种综合性强、技术含量高、批量大的产品它在国民经济、国防建设和人民生活等方面起着十分重要的作用。汽车的制造和应用是衡量一个国家发达水平的重要标志许多国家把汽车工业作为国民经济的支柱产业。同时汽车对人类文明也有着重要的影响汽车改变了社会形态和人们的生活影响着人们的学习、工作乃至生活观念、生活方式。而发动机是将汽油（柴油）的燃烧的内能转换成发动机的动能，发动机将其动能通过变速箱、传动轴等传动机构输送给汽车的驱动轮，它是汽车的动力来源。发动机于汽车就好比心脏于人。如果匹配的好，各方面性能都会比较好，如经济型与动力性等，使汽车性能更加完善，更好的服务于人类社会。而做好匹配的前提是能测量出发动机与不同传动系搭配后的各种性能曲线。 这个项目里我们就来学习测量并绘制摩托车发动机（实验过程中搭配了减速器）的万有特性曲线。
一．概述 2.1项目目的及内容： 1.了解发动机台架性能实验系统的基本结构. 2.掌握发动机试验台架的操作方法及数据的收集与处理. 3.测试单缸汽油机的各种性能指标，如：速度特性、负荷特性、万有特性。 4.根据实验所得数据画出所测发动机的外特性曲线，了解外特性曲线的变化规律。 2.2项目要求： 在老师的带领下了解实验设备的连接线路，（如水路，油路，电控线路）以及设备本身工作原理，以及设备如何应用。根据相关要求规则做实验并收集好数据，在学习如何利用数据和计算机软件作图，提高自身多方面技能和视野。
二．总体实验方案 3.1实验设备： ·电涡流测功机以及配套的 ·发动机控制仪 ·数据采集仪 ·开关量模块 ·油耗仪 ·发动机冷却液温度控制系统 ·发动机机油温度控制系统 ·发动机燃油温度压力控制系统 ·发动机中冷温度控制系统 ·发动机排气背压控制系统 外加一台摩托车汽油发动机及连接好的电路，油路，水路。 3.2实验原理及过程： (一)、起动发动机，并预热之，待发动机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可开始实验； (二)、分组按发动机速度特性实验方法完成一系列不同节气门开度下的速度特性。 (三)、按相关实验操作规则停止设备运行。记录数据。 (四)、负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动
西华大学实验报告 开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室 实验时间： 2011 年 月 日 1、实验目的 2、实验设备、仪器及材料 3、实验内容 3.1 一般实验（非上机实验）： 3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容） 3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程） 3.1.3实验记录（核心代码及调试过程） 3.2 上机实验： 3.2.1上机实验的内容及要求 3.2.2算法设计思想与算法实现步骤 3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法 3.2.4 程序运行的结果 注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。 4、实验总结 4.1实验结果分析及问题讨论 4.2实验总结心得体会 注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。 说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。
一、实验目的和任务 1、进一步掌握万有特性曲线意义 2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法 3、了解万有特性曲线的用途 负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。 广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。 二、实验仪器、设备及材料 测功机（电涡流型）一台，汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式，或测功机自带转速）一只，温度传感器（排气温度、水温、油温）若干个，机油压力表，自动耗油测量仪，以上各部分可能集成为发动机测控台架一套。大气压力、温度、湿度计各一支。计算器一只，工具一套，燃料若干。 三、实验原理及步骤 （一）、起动发动机，并预热之，待发动机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可开始实验； （二）、分组按发动机速度（或负荷特性）实验方法完成一系列不同节气门开度下的速度特性，或者不同发动机转速下的负荷特性。 （三）、根据发动机类型的不同，万有特性有两种绘制方法，即负荷特性法和速度特性法。 对于柴油机，一般是根据不同转速下的负荷特性，用作图法求出；对于汽油机， 则根据不同节气门位置的速度特性，用作图法求得。 万有特性作图法（一） 负荷特性法： 1、将各种转速下的负荷特性以平均有效压力Pme为横坐标，以be为纵坐标，以同一 比例尺、在同一张图纸上绘出特性曲线。 2、根据发动机工作转速范围，标出万有特性横坐标n的标尺，纵坐标Pme的标尺与
汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？ 当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。反映发动机运行状况常用速度特性曲线。 汽油发动机曲线图 发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g （克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。 当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。 发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。在汽油发动机外特性曲线中∶
发动机的外特性和负荷特性 发动机的外特性和部分特性统称发动机的速度特性。它是指在正常温度、正常机油压力点火提前角（或喷油提前角）以及燃料供给系的调整均在最佳状态下，使节气门开度（或供油调节杆）保持在一定位置不变，发动机的有效扭矩（Me）、有效功率(Pe)以及油耗率(βe)随发动机转速而变化的规律，速度特性曲线是在节气门开度固定于某一开度下（或在供油调节杆固定于一定位置下），依次改变发动机转速，在每一转速下测算Pe、Me、mT、βe，就可得到节气门在该开度下的特性曲线，如果改变节气门开度，如从小到大，就可得到许多条速度特性曲线，但常采用节气门开度为25%、50%、75%和100%时的曲线作为代表，节气门开度为100%（全开）时的特性称为发动机的外特性，该开度下的特性曲线称为外特性曲线。节气门开度在其他情况下得到的特性称为部分特性，其相应开度下的特性曲线都称之为部分特性曲线，由此可见，一台发动机，部分特性有无数个，而外特性只有一个。因为发动机外特性是在节气门全开或油量调节杆处于最大供油量时测定的，所以外特性曲线上的每一点表示着发动机在不同转速下所能发出的最大功率和最大扭矩，因此，通过发动机的外特性可以得知发动机所能达到的最高性能指标以及对应于Pemax、Memax和βemax时的转速，也可以计算出扭矩适应性系数（或称扭矩储备系数）。一般发动机铭牌上标明的功率、扭矩及相应的转速都是以外特性为依据的。因此，外特性在速度特性中最为重要。发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，
第 2 组 西华大学实验报告 开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室实验时间： 2011 年月日 2、实验设备、仪器及材料 3、实验内容 3.1 一般实验（非上机实验）： 3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容） 3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程） 3.1.3实验记录（核心代码及调试过程） 3.2 上机实验： 3.2.1上机实验的内容及要求 3.2.2算法设计思想与算法实现步骤 3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法 3.2.4 程序运行的结果
注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。 4、实验总结 4.1实验结果分析及问题讨论 4.2实验总结心得体会 注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。 说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。 一、实验目的和任务 1、进一步掌握万有特性曲线意义 2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法 3、了解万有特性曲线的用途 负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。 广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。
教您读懂发动机特性曲线图 2009年11月09日星期一 12:41 如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。 一、什么是发动机特性曲线图？ 大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。 以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。 从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。 图1 二、如何由曲线图判断发动机性能 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。
起步加速能力 图2 拿到一张发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。 超车能力
161 161 第11章 发动机特性 11.1基本概念 全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有很强的适用价值。 11.1.1 发动机特性与特性曲线 1．发动机特性 发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。发动机性能指标主要有功率、转 矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等； 调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油 机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对 发动机性能的影响；运转情况一般指发动机 转速和负荷等。 2．特性曲线 为了直观显示发动机的特 性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲 线。图11-1为Audi （奥迪） 2.4L 四缸5 气门汽油机的外特性曲线。 3.发动机特性分类 发动机特性分调节特性和性能特性两大 类。 （1）调节特性 指发动机的性能指标随 调节情况而变化的关系。如柴油机的供油提 前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特 性、汽油机的燃料调节特性等。 （2）性能特性 指内燃机的性能指标随 运行工况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。 图11-1 发动机特性曲线 （Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性）
162 162 11.1.2 发动机特性的制取 发动机特性需在专门的试 验台（俗称发动机台架）上进 行，图11-2显示了带水力测功 器的试验台的基本组成。它可 以模拟发动机的实际工况，使 其在要求的转速和负荷下工 作，并可以同步测量发动机在 各种工况下的功率、燃料消耗、 废气排放、气缸压力等性能参 数。 发动机特性试验，国家已 有标准，需按有关标准，在规 定的条件下进行。 11.2 发动机调节特性 发动机调节特性对发动机的正确调整、使用与维修关系 密切，值得重视。 11.2.1 柴油机供油提前角 调节特性 它是指在发动机转速一定和油量控制机构（如喷油泵的供油拉杆）位置一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供 油提前角变化而变化的关系。 图11-3为柴油机供油提前角调节特性曲 线。由曲线可见，随着供油提前角θ的改变， 发动机的功率与燃料消耗率也随着变化。对应 于最大功率和最小燃料消耗率的供油提前角即 为最佳供油提前角。发动机使用维修时，应注 意按照使用说明书要求，检查调整发动机静态 最佳供油提前角。 最佳供油提前角是随着发动机的转速变化 而变化的，它一般由供油提前角自动调节装置 来控制。对于电控柴油机，则由ECU 根据发动 机工况精确控制。 11.2.2 汽油机点火提前角调节特性 它是指在发动机转速和节气门开度一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随点火提前角变化而变化的关系。 图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表 5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器 9-水温传感器 10-油压传感器 11-排温传感器 12-气 缸压力传感器 13-油压传感器 14-针阀升程仪 15-电 荷放大器 16-电荷放大器 17-霍尔针阀传感器 18-示波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放大器 22-Ａ/Ｄ转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器 图11-3 柴油机供油提前角调
%不同转速下的燃油消耗率与扭矩的曲线拟合 clear all be仁[222.8,220.4,232.4,228.5,227.8,232.6,248.5,245.9,272.4,329.7]; Ttq仁[399.8,354.1,318.5,278.1,236.2,203.6,185.3,157.2,117.2,80.8]; T1=80:320/9:400;%转换矩阵格式 Be仁in terp1(Ttq1,be1,T1,'spli ne');% n=1400r/mi n 时燃油消耗率与扭矩的曲线拟合 be2=[222.0,221.7,235.4,226.5,230.5,236.8,249.1,276.1,407.9,487.0]; Ttq2=[409.1,365.7,328.3,284.1,243.7,203.2,164.3,123.9,83.5,39.7]; T2=39:371/9:410; Be2=i nterp1(Ttq2,be2,T2,'spl in e'); be3=[226.0,225.3,226.4,233.9,242.1,283.3,253.9,271.4,323.5,468.6]; Ttq3=[408.3,368.3,328.3,289.0,244.4,208.8,167.7,132.1,89.5,46.1]; T3=46:363/9:409; Be3=i nterp1(Ttq3,be3,T3,'spl in e'); be4=[206.5,231.1,231.1,233.0,242.0,244.9,265.0,299.8,398.0,596.8]; Ttq4=[425.6,380.3,332.7,290.9,244.4,205.1,160.2,114.5,68.8,30.7]; T4=30:396/9:426; Be4=i nterp1(Ttq4,be4,T4,'spl in e'); be5=[234.7,259.8,235.5,237.6,242.8,292.3,277.9,308.7,396.2,605.9]; Ttq5=[420.7,379.6,334.6,291.6,244.4,202.8,157.5,116.0,74.1,37.8]; T5=37:384/9:421; Be5=i nterp1(Ttq5,be5,T5,'spl in e'); be6=[174.2,242.2,252.1,287.4,253.6,263.6,290.6,316.8,378.0,518.8]; Ttq6=[404.6,360.5,322.7,283.0,243.3,205.5,162.1,124.7,86.8,52.4]; T6=52:353/9:405; Be6=i nterp1(Ttq6,be6,T6,'spl in e'); be7=[256.9,253.7,253.5,260.0,303.8,280.7,300.6,346.6,435.6,812.9]; Ttq7=[378.0,344.7,310.3,264.3,226.1,186.8,154.2,115.3,76334.1]; T7=34:344/9:378; Be7=i nterp1(Ttq7,be7,T7,'spl in e'); be8=[257.9,295.3,282.4,288.7,301.9,329.7,357.0,475.4,580.3,1080.1]; Ttq8=[315.6,275.5,242.5,210.3,178.5,145.6,118.6,72.6,52.8,22.4]; T8=22:294/9:316; Be8=i nterp1(Ttq8,be8,T8,'spl in e'); B=[Be1';Be2';Be3';Be4';Be5';Be6';Be7';Be8']; N=[1400*o nes(10,1);1600*o nes(10,1);1800*o nes(10,1);2000*o nes(10,1);2200* on es(10,1);2400*o nes (10,1);2600*o nes(10,1);2800*o nes(10,1)]; Ttq n=[T1';T2';T3';T4';T5';T6';T7';T8']; G=[o nes(80,1),N,Ttq n,N.A2,N.*Tt qn ,Ttq n. A2]; A=G\B;%A 为6*1 矩阵 [n,Ttq]=meshgrid(1400:2800,100:600);% 生成n-Ttq 平面上的自变量“格点”矩阵 be=A(1)+n. *A (2)++Ttq*A(3)+n.A2*A(4)+n.*Ttq*A(5)+Ttq.A2*A(6); Pe=Ttq.* n/9550;
读懂汽车发动机特性曲线图 如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。 一、什么是发动机特性曲线图？ 大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。 以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。 从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。 图1
二、如何由曲线图判断发动机性能 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。 起步加速能力 图2 拿到一张发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。
4.什么是速度特性？汽油机、柴油机的外特性？分别分析其外特性曲线的变化规律（根据公式逐项分析并得到规律）？ 答：当负荷保持不变时，发动机的性能指标（有效功率Pe 、扭矩Ttq 、燃油消耗率be 、每小时耗油量B 等）随转速变化的关系，称为发动机的速度特性。 汽油机的外特性是指汽油机节气门全开时所测得的速度特性。 柴油机的外特性（标定功率速度特性）：油量调节机构固定在标定循环供油量位置时，测得的速度特性称为柴油机标定功率速度特性。 汽油机外特性曲线的变化规律： 扭矩曲线：m v i tq K T ηηηα2 =， （1）在节气门开度一定时，α基本为常数。 (2)在某中间转速时，指示热效率i η最大（曲线略凸起）。 在转速高时，燃烧转过的曲轴转角较大，燃烧在较大容积下进行，燃烧效率低，i η小； 转速低时，进气流速↓,紊流强度↓ →使雾化、混合状态↓，火焰传播速度↓，散热、漏气损失大，故i η小。 （3）v η在某一转速时最大，因在该转速时能最好的利用气流惯性进气。 。，进气倒流惯性↓↓↓v n η,, ，气体未全部进入惯性↑↑,n ；。，压降且↓↓?↑?↑↑v a a p p v n η,, （4）m η：随转速提高，机械效率下降，因转速高，机械损失增大。 i m m P P /1-=η，转速↑→ Pm ↑，但Pi 基本不变。故m η下降。 综合上述各参数变化规律：则随n 升高，tq T 增加，在某一n 达最大值，随后n 增大tq T 减小。 功率曲线：n T P tq e ∝，得出e P 的变化规律。 ） （直到迅速低速时：max ,tq T e tq n P n T n ↑↑→↑↑→； )max max e e tq T P P T n n tq （直到较缓慢后：↑↓→↑→； ↓↑→e e P n P 后：max e b 曲线：m i e b ηη/1=，由此得出e b 的变化规律。 ;min 0e m i b n →?最大时，即在某转速ηη ;:0↑↓→↓>e m i b n n ηη，↑↓→↑< 发动机特性曲线 161 第11章发动机特性 11.1基本概念 全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有 很强的适用价值。 11.1.1 发动机特性与特性曲线 1(发动机特性发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。 发动机性能指标主要有功率、转 矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等; 调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油 机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对 发动机性能的影响;运转情况一般指发动机 转速和负荷等。 2(特性曲线为了直观显示发动机的特 性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲 线。图11-1为Audi(奥迪) 2.4L四缸5 气门汽油机的外特性曲线。 3.发动机特性分类 发动机特性分调节特性和性能特性两大 类。 (1)调节特性指发动机的性能指标随 调节情况而变化的关系。如柴油机的供油提 图11-1 发动机特性曲线前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特 性、汽油机的燃料调节特性等。 (Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性) (2)性能特性指内燃机的性能指标随 运行工况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。 161 162 11.1.2 发动机特性的制取 发动机特性需在专门的试 验台(俗称发动机台架)上进 行，图11-2显示了带水力测功 器的试验台的基本组成。它可 以模拟发动机的实际工况，使 其在要求的转速和负荷下工 作，并可以同步测量发动机在 各种工况下的功率、燃料消耗、 废气排放、气缸压力等性能参 数。 发动机特性试验，国家已 有标准，需按有关标准，在规 定的条件下进行。 教您读懂发动机特性曲线图（超牛的技术贴） 如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。 一、什么是发动机特性曲线图？ 大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。 以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。 从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。 图1 二、如何由曲线图判断发动机性能 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图 说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。 起步加速能力 图2 拿到一张发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。 超车能力 汽车的效率大小与发动机的速度特性曲线 出处：pcauto [ 2004-10-10 10:57:33 ] 作者： 责任编辑：wangfen 汽车的效率大小很大程度上决定于发动机 的性能。在许多汽车产品介绍上，都标有“最高 输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动 机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。 那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？ 当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。反映发动机运行状况常用速度特性曲线。 发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g（克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。 当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称 为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力 性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大 功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽 车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般 只标出功率和扭矩曲线。 发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能 使发动机发出最大功率的情况下测出来的。它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。在汽油发动机外特性曲线中∶ 功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。 扭矩曲线则与功率曲线相反，它往往在较低转速下就能获得最大值，然后随转速上升而下降。 比耗油量指千瓦小时的耗油量，它随转速的增长而呈现一个凹形曲线，在中间某一转速下达到最小值，转速增大或者减少，都会使比耗油量增大。 柴油机外特性曲线表现与汽油机有所不同。它的功率N、扭矩M和比耗油量g随转速n而变化，但功率N曲线是随转违上升而上升，差不多到了最大转速（标定转速）仍未出现曲线的最高点。扭矩M曲线变化平缓，在不同转速位置变化量不大。比耗油量g曲线不但起点数值低，而且比较平坦（与汽油机比较）。 虽然各种型号汽油或柴油发动机外特性曲线不会完全一样，但基本还是呈现上述的形态，通过发动机外特性曲线图可以了解发动机的性能和特点，了解功率、扭矩、耗油量和转速之间关系，并找出发动机最佳的工作区域。回答诸如为什么要根据负荷变化换档，为什么中等转速最经济，为什么柴油机能承受较大的负荷，柴油机与汽油机在性能上有什么不同等问题。 【设计研究】 基于 M AT LAB 的发动机万有特性曲线绘制方法 周广猛 1 , 郝志刚 2 , 刘瑞林 1 , 陈东 3 , 管金发 1 , 张春海 4 (1. 军事交通学院汽车工程系 , 天津 300161;2. 军事交通学院训练部 , 天津300161; 3. 军事交通学院基础部 , 天津 300161;4. 兰州军区军械汽车技工训练大队 , 陕西 710111 摘要 :利用 MAT LAB 数学运算能力 , , , 有曲线直观明了 , 把等燃油消耗率曲线、 , 拟合程度较高。 关键词 ; :A文章编号 :1673-6397(2009 02-0034-03 U niversal Characteristics Curve Plotting Method based on MAT LAB Z H O U G uang -m eng 1 ,H A O Z hi -gang 2 , L I U Rui -lin 1 ,CHE N D ong 3 ,G U A N Jin -fa 1 ,Z H A NG Chun -hai 4 (1. Autom obile Engineering Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ; 2. T raining Department ,Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ; 3. G eneral C ourse Department , Academy of Military T ransportation , T ianjin 300161,China ; 4. Ordnance Mechanic T raining Brigade , Lan Zhou Theater , X i ’ an 710111,China Abstract :Taking advantage of MAT LAB mathematic operation , data from engine characteristic test was processed , the method is sim ple and credible , The universal characteristics curve plotted is intuitionistic and perspicuous ,and was in g ood fit with data g ot in test. K ey Words :MATLAB ;Universal Characteristics Curve ;Plot 作者简介 :周广猛 (1984- , 男 , 山东邹城人 , 在读硕士研究生 , 主要研究方向为动力机械特殊环境适应性。引言 为了能全面反映发动机的性能 , 把发动机的多 个参数画在一张图上而形成的多参数的特性曲线叫做发动机的万有特性曲线[1] , 传统用作图法制取万有特性曲线是将不同转速下的负荷特性曲线绘制在同一张坐标图上 , 形成曲线簇 , 然后从曲线簇上把等油耗点逐一投影到万有特性图上 , 并圆滑地连接成等油耗曲线 , 再做出等功率曲线 , 画出外特性曲线 , 进而得到发动机的万有特性曲线 , 这种万有特性曲线的手工绘制方法费时费力 , 难以保证数据和图形 的精度 [2]发动机特性曲线
教您读懂发动机特性曲线图
汽车的效率大小与发动机的速度特性曲线
基于MATLAB的发动机万有特性曲线绘制方法_2_图文(精)
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