发动机的特性(精)
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发动机主要性能指标及特性综述摘要:本文是以发动机的性能指标及特性为对象,通过研究了解动力性指标、经济性指标、发动机速度特性、发动机工况与负荷、发动机性能指标分类、发动机调节特性、发动机性能特性、发动机性能指标的校、指示功率、指示燃油消耗率等概念及数据,让我们直观及更方便的的方法了解发动机的性能和特性,使我在维修、检测及提升性能等一些方面能更快更有效。
一、发动机主要性能指标:1、动力性指标2、经济性指标3、发动机速度特性4、发动机工况与负荷5、发动机性能指标分类二、发动机特性:1、基本概念2、发动机调节特性3、发动机性能特性4、发动机性能指标的校正三、发动机的指示指标:1、指示功和平均指示压力2、指示功率3、指示燃油消耗率一、发动机主要性能指标1.1、动力性指标(1)有效转矩(T+4)(单位N.m)发动机通过飞轮对外输出的转矩(2)有效功率(Pe表示,单位KW)A、定义:发动机通过飞轮对外输出功率称为发动机的有效功率B、计算公式:(3)发动机产品铭牌A、标定功率和标定转速:发动机产品铭牌上标明的功率及相应的转速称为标定功率和标定转速B、标定功率分类:15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率其中,汽车上常用15分钟功率作为标定功率1.2、经济性指标(1)表示方法:燃油消耗率(2)定义:指发动机每发出1KW有效功率,在1小时内所消耗的燃油质量(g为单位)(3)要求:燃油消耗率越低、燃油经济性越好(4)计算公式:1.3、发动机速度特性(1)定义:发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律(2)来源:发动机台架试验(3)发动机外特性:节气门全开时,台架试验所得到的速度特性称为发动机外特性(4)发动机部分特性:除节气门全开外得到的速度特性称为部分特性(5)发动机外特性曲线图1.4、发动机工况与负荷(1)工况(发动机工作状况):一般用宅的功率与曲轴转速来表征,或也可用负荷与曲轴转速来表示(2)负荷:在某一转速下发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比(%)1.5、发动机性能指标分类发动机的性能主要有两个指标,一个是功率,一个是扭矩。
第9章发动机特性内容提要1 .发动机特性与特性曲线的含义、分类与意义2 .发动机调整特性的含义、分类与曲线3 .发动机负荷特性4 .发动机速度特性5 .发动机方有特性6 .发动机调速特性7 .发动机性能指标的校正9.1基本概念全面了解发动机在全部工况下的性能指标的变化,对合理使用、检查与修理发动机,都有很强的适用价值。
10.LI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状况及运转状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;调整状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;运转状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i线。
图97为AUdi(奥迪)2.4L四缸5气式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整特性和性能特性两大类。
(1)调整特性指发动机的性能指标随调整状况而变化的关系。
如柴油机的供油提前角调整特性、汽油机的点火提前角调整特图9T发动机特性曲线性、汽油机的燃料调整特性等。
(Audi2.4L5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。
9.1.2 发动机特性的制取发动机特性需在特地的试验台(俗称发动机台架)上进行,图9-2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,我国已有标准,需按有关标准,在规定的条件下进行。
9-水温传感器Io-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-显示器它是指在发动机转速肯定和油量掌握机构条件下,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。
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。
柴油发动机的特性一、柴油机的工况所谓柴油机工况是指柴油机的工作状况或运行状况,如转速的高低、负荷的大小等。
概括起来,可以归纳为以下三类:(1)要求柴油机的转速n始终不变或变化很小,而负荷可根据需要从零变化到最大。
柴油机带动发电机工作时,按这种工况工作。
(2)要求柴油机的负荷和转速都能在一定的范围内变化,而它们之间的变化有一定的规律。
柴油机作主机带动螺旋桨工作时按此工况工作。
(3)柴油机的负荷及转速都可以在较大的范围内各自任意变化,它们之间没有相互的依赖关系。
如船上用来带动应急空气压缩机或应急消防泵的柴油机以及陆上的车用柴油机都是属于这种工况。
二、柴油机的特性柴油机的主要性能指标和工作参数随工况而变化的规律叫柴油机的特性。
表征柴油机性能的有效指标主要有:平均有效压力pe、有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge、有效热效率ηe等。
表征柴油机运行状态的工作参数主要有:转速n、进气压力pa、增压压力pk、最高爆发压力pz、排气温度tr、冷却水温度tw、增压器转速nT等。
通常用试验的方法把在不同工况下所测得的上述性能指标和工作参数之间的关系用平面直角坐标系表示出来。
这些性能指标及工作参数之间的关系曲线就叫做柴油机的特性曲线。
柴油机的特性是柴油机固有的性能,是合理使用柴油机的重要依据,有以下作用:(1)评价柴油机性能。
(2)确定柴油机工况。
(3)分析影响特性的状态。
(4)检测柴油机的状态。
第二节柴油机的负荷特性一、负荷特性曲线及其制取负荷特性是指柴油机在转速固定不变时,其主要性能指标及工作参数随负荷而变化的规律。
将这些变化规律在平面直角坐标图上表示出来,就叫负荷特性曲线。
负荷特性曲线的测取,通常是在专门的试验台上进行的。
在有条件的船厂或实船上,也可以测取。
其具体步骤如下:(1)首先按柴油机开动起来,并逐渐将转速加至标定转速nb,再通过测功器稍加外负荷,使柴油机达到稳定的热状态。
(2)依此将负荷从零加至标定负荷的25%→50%→75%→100%→110%。
发动机振动特性分析与试验(精)发动机振动特性分析与试验作者:长安汽车工程研究院来源:AI汽车制造业完善的项目前期工作预示着更少的项目后期风险,这也是CAE工作的重要意义之一。
在整机开发的前期(概念设计和布置设计阶段),由于没有成熟样机进行NVH试验,很难通过试验的方法预测产品的NVH水平。
因此,通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。
众所周知,发动机NVH是个复杂的概念,包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。
客观地说,噪声与振动也相互联系,因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射,另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。
除此之外,发动机附件(如风扇)也存在噪声贡献。
本文仅考虑发动机结构振动问题,即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下,对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。
发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激2. 动力总成模态压缩缩减有限元模型,得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息,用于多体动力学分析。
3. 运动件简化模型建立发动机中的部分动件不用进行有限元建模,可作简化处理,形成梁-质量点模型,用于多体动力学分析。
其中包括:活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。
4. 动力总成多体动力学分析在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下,对动力总成进行时域下的多体动力学分析,并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判,同时,其输出用于结构振动分析。
5. 动力总成结构振动分析基于多体动力学分析结果,对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析,得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性,进行评判和结构优化。
实例分析1. 分析对象以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台,针对其结构振动问题,对其进行结构振动CAE分析,并与其台架试验结果相比较。
发动机的部分参数如下:缸径75mm,冲程85mm,缸间距84mm,最大缸压6MPa。
发动机的外特性和负荷特性2012年07月02日16:03:26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Pe max、M emax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。