扭矩储备和发动机性能

扭矩储备和发动机性能

扭矩储备使越野柴油发动机能够承受由它提供动力的机器所增加的负载,且不会降低工作效率。我们可以在操作柴油动力农用推土机期间看到这一特征发挥作用。充足的扭矩储备将使推土机可以穿越障碍并爬上斜坡,同时感觉动力强大。机器可受益于呈现良好扭矩储备特征的发动机,这种优势可推动发动机的发展。

非道路用柴油发动机以操作员设定、发动机调速器维持的速度运转,而不管机器施加的负载如何变化。只要所施加的负载未达到或超过发动机的扭矩曲线,它就会继续这样做。这被称为“负载承受能力”。

当机器施加的负载高于发动机扭矩时,发动机的速度会下降。主观来讲,机器不会感觉动力非常强大;客观来讲,如果速度下降明显,它的工作效率将会降低。

当发动机以超过扭矩峰值的发动机速度在扭矩曲线上运行时,负载增加将导致发动机过载,并且其速度会降低至会带来更大扭矩的水平。这被称为“扭矩储备”。 

扭矩储备在客观角度可以被定义为百分比:扭矩增加的百分比(从最大动力(扭矩)到峰值扭矩)。它也可以被定义为 Nm/100rpm。有时候,后者更有用,因为它定义了扭矩过载应会带来的速度下降。

增加负载

这对机器操作员意味着什么?

假设农用推土机以较高的发动机速度、部分负载和恒定行驶速度在平地上运行。将耕作高度降低至地面可增加发动机的负载,但只要它不超过扭矩曲线,它便将保持行驶速度。 

如果推土机贴合斜坡,则发动机上的负载会再次增加。如果它现在超过扭矩曲线,发动机将减速至更大扭矩,并且推土机将保持稳定,但行驶速度降低。

随着坡度加大,会将更多负载施加在发动机上,发动机速度以及之后的行驶速度也会进一步降低。 

当耕作期间碰到地下的石头时,发动机负载会大幅增加,这将导致速度下降。然而,利用充足的扭矩储备,推土机将能克服困难,将石头移开并恢复它先前的行驶速度。

推土机功能强大

在负载超过目标速度下的扭矩曲线的所有这些条件下,扭矩储备增多会使发动机速度降幅减少,进而使行驶速度降幅减少。无论从主观还是客观角度来看,推土机都会感觉动力更加强大。

反过来,当发动机以低于扭矩峰值的发动机速度在扭矩曲线上运行时,负载增加将导致发动机过载,并且其速度会降低至带来更小扭矩的水平。这可以被称为“负扭矩储备”。 

除非机器操作员做出反应,或者机器系统降低它对发动机的要求,否则,结果至少是发动机停滞,永久低速运行,或者是,发动机熄火并停止运行。在我们的推土机示例中,推土机将无法爬山,或者将在耕作遇到地下石头时停止。

良好的扭矩储备特征

大多数机器均可受益于呈现良好扭矩储备特征的发动机,这种优势可推动发动机的发展。大多数现代发动机都旨在降低峰值扭矩速度,这会增大可以使用正扭矩储备时的发动机速度范围。 

我们也在为发动机开发基于最大发动机速度范围实现恒定最大动力的能力,这一能力会使扭矩在速度降低时以非线性速率增长。此特征可被发动机利用“动力膨胀”来进一步扩大,其中最大动力是以比全扭矩曲线上最大速度低的速度实现的。

 


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