柴油发动机工作时,把转速保持在最大转矩转速与最小耗油率转速之间运转,虽然柴油发动机的经济性最好,转矩也最大,但柴油发动机的功率不能充分利用,车辆行驶的快速性也不能充分发挥。
因此,在选择柴油发动机的使用转速时,不仅要考虑柴油发动机的燃料经济性及动力性,同时,还要考虑车辆的行驶速度,即只有把转矩、功率和耗油率三者结合起来,才能正确确定柴油发动机的使用转速。根据这一原则,一般把柴油发动机的使用转速选定在最大转矩转速与最大功率转速之间的某一转速。
怎样确定柴油发动机的使用转速?
例如,6BT柴油发动机的最大转矩转速为1500r/min,最低耗油率转速为1300~1600r/min,最大功率转速为2600r/min,其使用转速则可确定为1800r/min。在这一转速下,虽然耗油率不是最低,但也不是最高,而是中间偏低,特别是在这一转速下,柴油发动机功率和转矩都比较大,车辆不论是爬坡、牵引行驶或高速行驶,柴油发动机都能较好地适应车辆工作的需要。
因此,在车辆行驶过程中,应根据运动阻力情况,选择适当的排档,使柴油发动机能在较大负荷下以使用转速工作,除爬坡外,避免在大负荷低转速情况下工作,以充分发挥柴油发动机和车辆的使用性能。同时,也不宜在油门全开的情况下长时间以额定转速工作,以减少机件磨损和燃料消耗,保证行驶安全。
转矩、功率和耗油率是怎样随转速的变化而变化
当柴油发动机油门在全开位置不变时,其转矩、功率和耗油率随转速的变化情况是:从负荷最大而车速最低起,随着负荷的减轻和转速的增高,转矩逐渐增大,耗油率逐渐降低;当达到最大转矩转速和最低耗油率转速后,随着负荷再度减小,转速再次升高,其转矩逐渐减少,耗油率又逐渐升高。
转矩和耗油率之所以这样变化,是因为柴油发动机在大负荷低转速时,喷油泵渗漏增多,供油量相对减小,工作气体在气缸内的渗漏也增多,同时,喷射质量不良,燃烧不完全,燃烧气体与气缸壁的接触时间长,热量损失多,燃烧气体压力不是最大,故曲轴上的转矩较小,柴油发动机的耗油率较高。
当负荷减小转速升高时,喷油泵渗漏减少,供油量相对增多,同时气缸内气体渗漏减少,充气量增大,热量损失减少,燃烧较完全,故转矩增大至最大值,耗油率降低到最小值。当负荷再度减小、转速再次升高时,供油量虽可略增一些,但由于充气损失增大,活塞等运动机件摩擦损失增多,再加上燃烧过程所占曲轴的转角增大,后燃严重,所以,转矩反而降低,耗油率又转而升高。
至于功率,它不但随转速变化,同时还随转矩的变化而变化;而且这种变化还取决于两者的变化是否一致。当转速增高、转矩增大、两者变化一致时,功率随转速的增高而增大较快。当转速增高到最大转矩转速后,随着转速再次升高,转矩反而下降,但由于转速升高的幅度比转矩下降的幅度大,故功率仍随转速升高而增大,只不过增大的速度比前一阶段要慢。
当转速达到额定转速后,功率随转速的升高迅速下降。因为这时调速器开始起作用,喷油泵开始减油,循环供油量大大减少,转矩迅速下降,而且转矩下降的幅度比转速增高的幅度大,故功率随转速的升高而迅速下降,直到转矩、功率因转速升高(如升高到最高空转矩转速或柴油发动机由外力带动而使转速升高到断油时的转速)而下降到“零”为止。