万有特性

应用于汽车领域的概念

内燃机的速度特性和负荷特性都只能表达两个参数之间的关系，为了表示三个或者三个以上参数之间的关系，可以采用多参数特性，即万有特性。

定义

万有特性是以转速n为横坐标，以扭矩Ttq或平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等耗油率曲线和等功率曲线，组成发动机万有特性。根据需要还可以画出等过量空气系数曲线，等进气管真空度曲线、冒烟极限等。

制取

柴油机通常根据各种转速下的负荷特性曲线，用作图法可以得到万有特性；而汽油机通常用速度特性法作出万有特性图。

等燃油消耗率曲线

（1）将不同转速的负荷特性转换为以平均有效压力Pme或Ttq为横坐标、燃油消耗率b为纵坐标的负荷特性，并逆时针旋转90°。

（2）在万有特性图的横坐标上，以一定比例标出转速数值。纵坐标Pme的比例应与负荷特性Pme的比例相同。

等功率曲线

根据公式Pe= kPmen，可画出等功率曲线，是一组双曲线。

边界线

将外特性中的Ttq-n画在万有特性上，构成边界线。

比较

（1）汽油机：最低油耗偏高，经济区偏小；等ge线在低速区向大负荷收敛，说明汽油机在低速、低负荷ge较高。等Ne线随转速升高而斜穿等ge线，故Ne一定时，n越高越费油；n一定，比柴油机大，说明变工况工作平均油耗偏高。

（2）柴油机：最低ge较低，经济区宽；等等ge线在高低速均不收敛，变化较平坦；等Ne线向高转速延伸时，等ge变化不大。

应用分析

万有特性曲线实质上是所有负荷特性和速度特性曲线的合成。它可以表示发动机在整个工作范围内主要参数的变化关系，用它可以确定发动机最经济的工作区域，当然也可以确定某一排放污染物的最小值区域，等等。在发动机参数匹配过程中，通过参数匹配，使这些最佳性能区域落在最常用的工况范围内，这是发动机性能匹配的重要原则之一。

从使用的角度看，在产品发动机万有特性曲线图上，如图1所示，可以看出全工况范围内，及各种负荷和各种转速时，平均有效压力pe，功率Pe、耗油率ge及排放量等参数的变化规律，从而能够全面确定发动机最合理的调整和最有利的使用范围，这对汽车底盘参数的选择和设计是很有意义的。

例如，当发动机向汽车输出某一功率时，可以找出该功率处的等功率线上对应的最低油耗率点击相应的转速，根据所有输出功率值的最低油耗率转速来设计汽车的传动比，就可以使汽车获得最佳的经济性能，这正是汽车无极传动比设计选择的依据之一。当然通过万有特性曲线也可分析、计算整车各挡位、各种坡度、不同车速下的经济性和动力性等，从而制定出对发动机设计修改、安全寿命、使用、保养等有利的一些参考数据。

（1）由万有特性可以方便地查到发动机在任何点（Ttq、n）工作时的Pe、b、Pme，发动机在任何点（Pe、n）工作时的Ttq、b、Pme以及发动机最经济负荷和转速。

（2）等燃油消耗率曲线的形状及分布情况对发动机使用经济性有很大影响。等燃油消耗率曲线最内层为最经济区，曲线越向外，经济性越差。

如果等燃油消耗率曲线横向较长，表示发动机在负荷变化不大而转速变化较大的情况下油耗较小。常用中等负荷，中等转速工况的车用发动机，希望其最经济区处于万有特性中部，等燃油消耗率曲线横向较长。

等燃油消耗率曲线纵向较长，则发动机在负荷变化较大而转速变化较小的情况下的燃油消耗率较小。工程机械用发动机，希望最经济区在标定转速附近，等燃油消耗率曲线纵向较长些。

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