柴油机负荷特性解析-发动机原理与汽车理论

当柴油机保持某一转速不变而移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量Δb时，B、be随Pe（或Ttq、pme）变化的关系称为柴油机的负荷特性。测取时，应将柴油机的供油提前角、冷却液温度、润滑油温度等调整到最佳状态。

由于柴油机只是通过改变循环供油量（空气量变化不大）来调节负荷，因此缸内混合气的浓度，即过量空气系数φa需要改变，这种负荷调节方法称为“质调节”。图4.5所示为Q6 315柴油机的负荷特性。

一、有效燃油消耗率be曲线分析

be变化的取决于ηm和ηit。ηm和ηit随负荷变化的关系如图4.6所示。随着负荷增加，循环供油量增加，φa值减少。当超过一定负荷后，φa再减小就会引起燃烧完善程度下降，ηit也随着降低，高负荷时下降的速度更快。ηm随负荷的增加而上升。

图4.5　Q6 315柴油机的负荷特性

图4.6　柴油机中ηm和ηit随负荷变化的关系(https://www.xing528.com)

当柴油机空转时，ηm等于零，发动机所发出的功率完全用于自身消耗，be为无穷大。逐渐增加供油量，由于ηm迅速上升，be下降，供油量增加到点1（图4.5）位置，be达到最低值，再继续增加供油量时，由于过量空气系数φa的减少，燃烧恶化，不完全燃烧及补燃增加，指示热效率ηit下降较快，致使be升高。

当供油量增到点2的位置时，柴油机冒黑烟，达到国家法规规定的烟度限值，继续加大供油量已不被允许，而且柴油机大量冒黑烟，活塞、燃烧室会积炭，发动机过热将容易引起故障，影响寿命。因此，非增压高速柴油机使用的最大功率受法规规定的烟度限值限制，排气存在“冒烟界限”。

二、燃油消耗量B曲线分析

当转速一定时，柴油机每小时燃油消耗量B主要决定于每循环供油量Δb。Δb增加，B随之增加，待负荷接近烟度限值之后，由于燃烧的恶化，B上升更快一些。对于增压柴油机而言，由于随负荷增大，排气能量增大，增压器转速上升，从而增压压力变大，进气密度提高，所以在高负荷时，φa和ηit变化不大，燃油消耗率曲线较为平坦。