華中科技大學(xué)能源學(xué)院動機系內(nèi)燃機實驗報告

1、華中科技大學(xué)內(nèi)燃機實驗報告專業(yè)：動力機械及工程班級：能動15 XX班姓名：張三學(xué)號： U2105XXX完成時間： 2018.10.28目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 測功機校正實驗 2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 發(fā)動機怠速調(diào)整及怠速性能實驗 4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 自由加速煙度值 5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 4.負荷特性實驗 5 H

2、YPERLINK l bookmark24 o Current Document 5速度特性實驗 8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 6.摩擦功率的測定 12 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 7.油泵調(diào)整特性試驗 15測功機校正實驗實驗?zāi)康?測功器的測量精度影響著發(fā)動機性能試驗的準確性，為此必須定期對測功器進行校驗， 以保證其測量精度符合要求。了解測功機的結(jié)構(gòu)及測功原理。掌握測功機的使用和校正方法。實驗儀器及設(shè)備:EIM04發(fā)動機測控系統(tǒng)測功機 WE32 測功機校正機構(gòu) 標準砝碼實驗原理：測

3、功機是內(nèi)燃機模擬加載設(shè)備，有水力、電渦流、電力三種形式。本次試驗對象為杭州 弈科機電設(shè)備公司生產(chǎn)的水力測功機。WE32測功機結(jié)構(gòu)及工作原理WE32水力測功機主要由制動器組件、機座、電控蝶閥、進出水管、傳感器和接線座組 件組成。電控蝶閥由力矩電機、減速齒輪組、位置傳感器、閥片和外殼等組成。測功機圓盤1固定在轉(zhuǎn)軸3上，與轉(zhuǎn)軸一起在外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成測功器的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子有 軸承支撐在外殼2內(nèi)，而外殼又由外軸承支撐在測功器底座上，它可以繞軸線自由擺動。水 經(jīng)過進水閥流入外殼的內(nèi)腔。當(dāng)內(nèi)燃機飛輪帶動轉(zhuǎn)子在外殼中旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)盤與水之間的 摩擦作用，水也跟著一起旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，水被甩向外殼內(nèi)壁，形成一

4、個環(huán)形水圈， 并使其動量矩增加。同時，外殼受水的沖擊后，要繞軸線擺動。水沖擊外殼內(nèi)壁，受到內(nèi)壁 的摩擦阻力的作用降低了速度，付出了動能，在水壓的作用下，折向外殼中心流動，形成環(huán) 形渦流水圈，最后使水的溫度升高。由于水圈與外殼內(nèi)壁的摩擦，外殼的旋轉(zhuǎn)（擺動）速度 比轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動要慢，因而水圈就要阻止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生一個阻力矩。其阻力矩通過聯(lián)軸器 直接作用在內(nèi)燃機的飛輪上，這就是加在內(nèi)燃機上的負荷?；蛘哒f，水吸收了內(nèi)燃機的功率。 這個負荷可以通過調(diào)解進出水量來控制。水圈愈后，阻力矩愈大，吸收的功率愈多。動力機產(chǎn)生的輸出扭矩，即輸入測功機被測功機吸收的制動扭矩由轉(zhuǎn)子通過渦殼內(nèi)的水 層傳輸給定子，在轉(zhuǎn)子均

5、勻旋轉(zhuǎn)時，根據(jù)力矩平衡原理，可知作用在定子上的力矩與動力機 輸出力矩相等。這一力矩通過定子上長度為L的力臂轉(zhuǎn)換成施加在力傳感器上的集中力F。 則有；M=F x L上式表明傳感器上的受力與動力機輸出的力矩成正比。由于傳感器輸出的電壓信號又與 受力F成正比，所以該電壓與測功機的輸出扭矩也成正比。在測量扭矩的同時，轉(zhuǎn)速傳感輸出一可供計數(shù)用的頻率信號（60個脈沖/轉(zhuǎn)），作為動力機的轉(zhuǎn)速，據(jù)此可計算動力機的輸出功率：Ne=1.047xl0-4Mn （kw）。實驗方法:測功機的校驗檢查水平：用水準儀在互相垂直的方向檢查測功機是否水平，要求不平行度不得大 于0.05-0.10/1000（脫開發(fā)動機進行水平檢

6、查）。安裝好校正力臂，起動計算機，并進入測控系統(tǒng)。此時測控系統(tǒng)有一顯示值，關(guān)閉測控系統(tǒng)電源，打開設(shè)定鎖（置于ON）,開電源， 初始化幾秒鐘后同時按住“整定”和“M-N”鍵，用“測功機”旋鈕調(diào)整扭矩，使其為0。返回到測控狀態(tài)，在校正力臂上加一 5kg砝碼，記錄顯示的扭矩值。逐一增加砝碼，并記錄扭矩值，直到扭矩值接近 600N.m。然后逐一減少砝碼，并記錄扭矩值，直到扭矩值接近ON.m按式：AM=9.806x AWxL計算扭矩值，與顯示的扭矩值比較，看其線性度（其中 L=509.9mm，即標定系數(shù)為 5N.m/kg）。如標定值有誤差，應(yīng)修正其標定系數(shù)。關(guān)閉測控系統(tǒng)電源，打開設(shè)定鎖（置于 ON），

7、開電源，初始化幾秒鐘后同時按住“整定”和“P”鍵，用“測功機”旋鈕調(diào)整扭矩，進行 修改。修改完畢后進入測控系統(tǒng)再校驗一遍。如仍有誤差，重復(fù)上述過程直到精確優(yōu)于 3%。校驗完畢，取下校驗力臂，按步驟3將顯示值重新置0,關(guān)閉設(shè)定鎖（置于0FF）。 注意：在標定時，必須使測功機與發(fā)動機及其它設(shè)備脫開，使測功機外殼與轉(zhuǎn)子均處于自由 狀態(tài)，并使測功機和儀表通電 15 分鐘以上。在加減砝碼時，最好對測功機施加一定的沖擊 振動，以消除靜摩擦力對標定精度的影響。實驗數(shù)據(jù)及處理所加砝碼重量（N）測量的扭矩值（N.m）00.84924.99849.314974.719899.2249124.229814 8.93

8、49174.139819 8.620015ft10050450測量的扭矩值與畦碼質(zhì)量的關(guān)系實驗結(jié)果分析 校正力臂為 509.9mm。 20015ft10050450測量的扭矩值與畦碼質(zhì)量的關(guān)系實驗結(jié)果分析 校正力臂為 509.9mm。 依據(jù)扭矩值和砝碼質(zhì)量的關(guān)系可知，所測的力臂為497.2, A= （AM1-AM） /AM1=2.49%3% 因此測功機的測量精度符合要求。14972x + O.-S42JtV 一450發(fā)動機怠速調(diào)整及怠速性能實驗2.1 實驗?zāi)康模?）掌握發(fā)動機怠速調(diào)整的方法2）了解發(fā)動機冷卻熱車狀態(tài)下怠速性能2.2實驗儀器及設(shè)備：YC41122.2實驗儀器及設(shè)備：YC4112柴

9、油機EIM04 發(fā)動機測控系統(tǒng) 測功機 WE32FCM-D 油耗轉(zhuǎn)速測量儀 煙度儀排放儀2.3 實驗方法：廣西玉林柴油機廠 杭州弈科機電設(shè)備公司 杭州弈科機電設(shè)備公司上海內(nèi)燃機研究所 公司 公司一）發(fā)動機怠速調(diào)整啟動發(fā)動機，進入實時測控系統(tǒng)；2待發(fā)動機運行至熱平衡狀態(tài)，即潤滑油溫度與冷卻水溫度達80r左右后，逐漸減 小油門開度和發(fā)動機扭矩大小，使轉(zhuǎn)速下降，直至觸及低速限制螺釘，及油門開度和 扭矩值為 0；觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否為出廠時標定的怠速轉(zhuǎn)速（750r/min）；4調(diào)整發(fā)動機上高壓油泵的低速限制螺釘?shù)奈恢?，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速到750r/min，運行 5min 后，觀察發(fā)動機是否運行運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，要求發(fā)

10、動機在次轉(zhuǎn)速下能穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)速波 動5r/m in,發(fā)動機停機后冷車狀態(tài)下能正常啟動，否則可適當(dāng)調(diào)高怠速轉(zhuǎn)速。二）發(fā)動機冷卻熱車狀態(tài)下怠速性能測量啟動發(fā)動機，進入實時測控系統(tǒng)；調(diào)整發(fā)動機油門開度為0，扭矩為 0（即不加負荷）；運行兩分鐘后，直接測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速波動情況、油耗、發(fā)動機出水溫度 潤滑油溫度、排放（CO、CO2、CH、NOX）。記錄三次平均值；提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷，待發(fā)動機運行至熱平衡狀態(tài)，即潤滑油溫度與冷卻水溫度 達80C左右后，逐漸減小油門開度和發(fā)動機扭矩大小，直至發(fā)動機油門開度為0,扭 矩為 0（即不加負荷）；測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速波動情況、油耗、發(fā)動機出水溫度、潤滑油溫

11、度、排放（CO、 CO2、CH、NOX）。記錄三次平均值；比較發(fā)動機冷熱車狀態(tài)下其轉(zhuǎn)速、油耗及排放結(jié)果。 （三）發(fā)動機自由加速煙度測量啟動發(fā)動機，進入實時測控系統(tǒng)；待發(fā)動機運行至熱平衡狀態(tài)，即潤滑油溫度與冷卻水溫度達80C左右后，再將發(fā) 動機調(diào)整到怠速狀態(tài)；連接好煙度計并打開電源，進入測量模式，將引氣管插入發(fā)動機排氣管；突然加大發(fā)動機油門至最大，停留5秒鐘后松開油門；記錄發(fā)動機此時的最高轉(zhuǎn)速，最大煙度值；重復(fù)三次，取煙度的平均值微發(fā)動機的自由加速煙度值。 2.4實驗結(jié)果分析：1）記錄實驗數(shù)據(jù)序號轉(zhuǎn)速油耗工況 轉(zhuǎn)速油溫C水溫 Ckg/hCO%CO2%N0/ppmHC/ppmr.p.m1冷車怠速

12、80020.422.40.9960.030.87%20122熱車怠速 88352.853.40.69800.01052）發(fā)動機熱車怠速狀態(tài)與冷車相比，轉(zhuǎn)速、油溫、水溫明顯較高，排放性能方面，CO 排放降低， CO2 排放升高（溫度升高，燃料燃燒更充分）； NO 排放降低（缸內(nèi)燃燒因為熱機狀態(tài)優(yōu)化，燃燒完成度更高）。自由加速煙度值最大轉(zhuǎn)速r/minN%啟動48.2295527.9318818.7324418.4由上表可以明顯看到煙度在啟動過程中和突然加油門過程中有最大值，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是噴油量在這兩種情況下不能完美和缸內(nèi)燃燒相匹配，而造成燃燒條件惡化，下面計算突然加油門的平均煙度；N=（

13、27.9+18.7+18.4） /3=21.67負荷特性實驗一、實驗?zāi)康?制取發(fā)動機負荷特性曲線的目的在于找出發(fā)動機在不同負荷下動轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為常數(shù)）時的 動力性與經(jīng)濟性變化規(guī)律，便于使用者將發(fā)動機的負荷控制在恰當(dāng)范圍且較為經(jīng)濟的區(qū)域下 工作-。對不帶調(diào)整器的主要為汽油機的（也包括柴油機）負荷特性（節(jié)流特性），主要顯示發(fā) 動機在負荷變化時經(jīng)濟指標隨發(fā)動機的有效功率（或平均有效壓力）的變化規(guī)律。對帶有調(diào)速器的主要為柴油機的負荷特性，主要顯示高壓油泵齒條（拉桿）在調(diào)速器控 制下負荷變化時動力性與經(jīng)濟性指標隨發(fā)動機有效功率的變化規(guī)律，以及檢驗調(diào)速器工作的 正確性。熟悉制取發(fā)動機負荷特性曲線實驗方法、步驟

14、與基本操作技術(shù)；了解發(fā)動機在不同負荷下運轉(zhuǎn)時動力性與經(jīng)濟性的變化規(guī)律，并了解特性曲線在帶有 調(diào)速器和不帶調(diào)速器發(fā)動機中起作用區(qū)段的變化特點；學(xué)會對實驗數(shù)據(jù)進行處理以及對實驗結(jié)果進行分析，并繪制柴油機負荷特性曲線圖。、實驗儀器及設(shè)備 云內(nèi) 4102 、實驗儀器及設(shè)備 云內(nèi) 4102 柴油機 EIM04 發(fā)動機測控系統(tǒng) 測功機 WE32FCM-D 油耗轉(zhuǎn)速測量儀 溫度計大氣壓力計柴油昆明云內(nèi)動力股份有限公司 杭州奕科機電設(shè)備分公司 杭州奕科機電設(shè)備分公司 上海內(nèi)燃機研究所三、實驗依據(jù)GB1105.1-87 內(nèi)燃機臺架性能試驗方法標準環(huán)境狀況及功率、燃油消耗和機油消耗的標定 GB1105.2-87

15、內(nèi)燃機臺架性能試驗方法GB1105.3-87 內(nèi)燃機臺架性的測量技術(shù)四、實驗原理柴油機負荷特性的實驗基于發(fā)動機負荷特性的定義：保持柴油機轉(zhuǎn)速n不變，調(diào)節(jié)柴油 機噴油泵齒條或拉桿的位置，改變每循環(huán)供油量，發(fā)動機的性能指標和特性參數(shù)（主要指功 率Ne、轉(zhuǎn)矩Me、燃油消耗量G、燃油消耗率、排氣溫度、充氣系數(shù)等）隨發(fā)動機負荷變化 的規(guī)律。實驗基于測控系統(tǒng)的恒轉(zhuǎn)速/恒扭矩（n/M）控制模式。五、實驗步驟啟動發(fā)動機，進入實施測控系統(tǒng)。預(yù)熱發(fā)動機至熱平衡狀態(tài)，水溫達到50C。將測控系統(tǒng)控制模式設(shè)定為恒轉(zhuǎn)速/恒扭矩（n/M）控制模式。轉(zhuǎn)速設(shè)定為1400r/min。4調(diào)節(jié)扭矩至30Nm,保持轉(zhuǎn)速不變，待狀態(tài)穩(wěn)定

16、后讀取并記錄此狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速、扭 矩、功率、小時油耗、煙度、水溫和機油溫度。保持轉(zhuǎn)速為1400r/min不變，分別調(diào)整扭矩至60Nm、90Nm、120Nm、150N m 以及180Nm,待狀態(tài)穩(wěn)定后讀取并記錄此狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、小時油耗、煙度、 水溫和機油溫度。逐漸減小測功器扭矩及轉(zhuǎn)速，空載運行一段時間后停車。六、實驗要求認真記錄發(fā)動機技術(shù)參數(shù)和實驗數(shù)據(jù)；繪制發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 1400r/min 時的負荷特性曲線；評價發(fā)動機負荷變化時動力性與經(jīng)濟性指標隨有效功率（扭矩）的變化規(guī)律。七、注意事項1.在測量負荷特性的過程中，當(dāng)柴油機噴油泵拉桿處于最大位置時屬短時間運轉(zhuǎn)范圍 不能長時間運轉(zhuǎn)，否則對

17、發(fā)動機壽命影響甚大，因此此時的測量要求迅速、準確，盡量 縮短其運轉(zhuǎn)時間。發(fā)動機上有很多旋轉(zhuǎn)部件，實驗過程中應(yīng)保持安全距離，以免發(fā)生危險。發(fā)動機排氣管、冷卻水出水管等屬高溫部件，應(yīng)避免觸摸，以免燙傷。應(yīng)隨時注意發(fā)動機冷卻水出水溫度，將其保持在80C以下。隨時注意發(fā)動機機油壓力和機油溫度的變化，使之控制在允許的范圍內(nèi)。實驗結(jié)束后，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)適當(dāng)時間后停機。八、數(shù)據(jù)處理負荷特性實驗數(shù)據(jù)記錄表發(fā)云動機型號：云內(nèi)4102發(fā)動機機號：大氣溫度：27.6C大氣壓力：-3.9KPa序號轉(zhuǎn)速 r/min扭矩Nm功率kW小時油耗kg/h比油耗 g/kW h煙度%水溫C機油溫度C11400304.381.83841

18、9.63470320.158.657.32140060&82.536288.18181820.362.660.7314009013.193.246246.09552690.46562.94140012017.63.98226.13636360.768.2655140015021.984.773217.15195631.674.169.26140018026.45.609212.46212123.67871.6T-小時油耗唧hT-比油耗/kW h線性（小時油耗 的圖1九、數(shù)據(jù)分析1.由表 1 及圖 1 可知，實驗條件下，功率和扭矩成正比關(guān)系。2.九、數(shù)據(jù)分析1.由表 1 及圖 1 可知，實驗條件

19、下，功率和扭矩成正比關(guān)系。2.由表 1 及圖 1 可知，小時油耗隨有效功率的升高而升高，且二者成近似正比關(guān)系，通 過計算二者趨勢線與橫坐標軸的交點可知摩擦功率約為6.069 kW；比油耗在實驗范圍 內(nèi)隨有效功率的升高而降低，但于何處取得最小值尚不能確定。3.由表 1 及圖 2 可知，在轉(zhuǎn)速固定時，當(dāng)功率較小時，煙度維持在較低水平，而當(dāng)功率 逐漸增大，越過 15kW 時，煙度值急劇增大。5.1 實驗?zāi)康? 制取發(fā)動機速度特性曲線的目的在于找出發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時動力 性、經(jīng)濟性的變化規(guī)律，以及對應(yīng)于最大功率、最大扭矩和最低油耗率時的轉(zhuǎn)速， 從而確定發(fā)動機工人僑最有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，并通過計算，

20、得出扭矩儲備，借以 評定發(fā)動機克服超負荷工作的能力。一般全負荷速度特性稱為外特性，部分負荷 為速度特性。1）熟悉制取發(fā)動機速度特懷曲線的試驗方法、步驟與基本操作技術(shù);2）掌握試驗數(shù)據(jù)處理和分析的方法;3）了 解發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，動力性、經(jīng)濟性的變化規(guī)律及特點;5. 2 實驗儀器及設(shè)備5. 2 實驗儀器及設(shè)備: YC4112 柴油機EIMO4 發(fā)動機測控系統(tǒng) 測功機 WE32FCM-D 油耗轉(zhuǎn)速測量儀 溫度計 大氣壓力計 柴油5.3 實驗依據(jù)GB/T18297 2001 汽車發(fā)動機性能試驗方法 CB/T 18297-2001C1105. 1-87 內(nèi)燃機臺架性能試驗方法 標準環(huán)境狀況及功率、燃油

21、消耗和機 油消耗的標定GB1105.2-87 CB 1105. 2-87 內(nèi)燃機臺架性能試驗方法GB1105. 3-87 內(nèi)燃機臺架性能試驗方法 測量技術(shù)5. 4 實驗原理: 速度特性是指當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)（油門）位置固定不變時，發(fā)動機各性能參 數(shù)（功率、扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率、排溫、煙度、排氣污染物等）隨轉(zhuǎn)速 變化的規(guī)律。速度特性曲線有很多條，每一個油門位置狀態(tài)下都可以測取一條速 度特性，其中油門位置最大時的速度特性稱為外特性，也叫全負荷速度特性。總功率特性是指在內(nèi)燃機燃料供應(yīng)給調(diào)節(jié)機構(gòu)（油門）固定在全負荷位置時， 測得的速度特性。也稱外特性或全負荷速度特性。用曲線的形式表現(xiàn)出來就稱為

22、 總功率特性曲線。5.5 實驗步驟:檢查試驗臺架上的汽油機是否安全聯(lián)接，檢查冷卻液和潤滑油是否滿足要求；打開測試系統(tǒng)各儀器的電源（測功機、油耗儀、計算機、測控系統(tǒng)等），確 定所有儀器設(shè)備運行正常，將測功機控制方式設(shè)定為恒轉(zhuǎn)速控制方式，按要求設(shè) 定油耗儀的相關(guān)參數(shù):起動發(fā)動機，怠速運行幾分鐘無異常后，將發(fā)動機調(diào)整到中等轉(zhuǎn)速和中等 負荷運行，進行發(fā)動機預(yù)熱，直至發(fā)動機冷動液和潤滑油溫度達到規(guī)定要求;調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷，直到調(diào)整到發(fā)動機全負荷工沉（油門全開）轉(zhuǎn)速（最大工作轉(zhuǎn)速） 200/mi 穩(wěn)定后讀取發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩、 功率、燃油消耗茁、 排溫、出水溫度、潤滑油溫度等，必要時測量發(fā)動的噪聲、煙度

23、和排放;油門位置不動，降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，分別穩(wěn)定在2200r/min、i600r/min、 1400r/min、 1200r/min、 000/mi 轉(zhuǎn)速，每工況穩(wěn)定后，分別讀取發(fā) 動機轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、燃油消耗量、排溫、出水溫度、潤滑油溫度等;Q調(diào)整測功機，將發(fā)動機在中低轉(zhuǎn)速中小負荷運行十分鐘以上，再怠速運 行幾分鐘后停機;以記錄的汽油機轉(zhuǎn)速 n 為橫坐標，分別以功率、扭矩、燃油消耗量、燃油 消耗率、排溫為縱坐標，繪制發(fā)動機速度特性曲線。觀察曲線是否正確，如果出現(xiàn)曲線外點，需要對此點工況進行補做試驗。5.6實驗數(shù)據(jù)處理與分析實測有效功率Ne:發(fā)動機在實際進氣狀態(tài)下所輸出的功率。校正有效功率Ne

24、n:將實驗有效功率校正到標準進氣狀態(tài)下的功率。標準進氣狀態(tài)參數(shù):進氣溫度To 298K;進氣總壓Po=100kpa;進氣干空氣壓Pdo=99kpa;水蒸氣分壓 Pwo-99kpa?？偣β?，指發(fā)動機在全負荷工況下僅帶維持運轉(zhuǎn)時所必須的附件時所輸出的 校正有效功凈功率，指發(fā)動機帶全套附件時所輸出的校正有效功率。計算公式:實測功率: Ne = Me*n/9550 （kw）式中 Me 為實測扭矩，單位 N.m:實測燃油消耗率: ge= 1000*GNe (g/kw.h)式中G為發(fā)動機燃油消耗量，單位kght:校正功率: Neo= Ne*a 校正燃油消耗率: geo=ge*a式中a為校正系數(shù)：a= (P

25、do/Pd) * (T/To)Pd=P_ Pw式中Pdo標準進氣干空氣壓，為99kpa; Pd為進氣干空氣壓:T實測進氣 溫度:TO標準進氣溫度為298k; P實測進氣總壓，Pw水蒸汽分壓，通過濕度圖換 算讀取。5.7實驗要求:認真記錄發(fā)動機技術(shù)參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗實測數(shù)據(jù)，計算發(fā)動機校 正系數(shù)、校正有效扭矩、校正有效功率、校正燃油消耗率;繪制發(fā)動機全負荷速度特性曲線;評價發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時動力性、經(jīng)濟性的變化規(guī)律。附:全負荷速度特性試驗數(shù)據(jù)記錄表發(fā)動機型號：云內(nèi)動力4102QB大氣溫度：27.6 C環(huán)境濕度：43.0%大氣壓力：-3.9KPa轉(zhuǎn)速 r/min扭矩N*m功率kw小時耗

26、 油 kg/h比油耗 g/(kg *h)水溫。C機油溫 度C噪聲dB煙度1000206.221.654.666215.519630564.795.394.88.51100215.524.675.477222.010539164.795.395.84.51200216.927.35.722209.597069664.795.396.34.81300222.230.336.313208.143752164.795.3975.81400236.133.567.16213.349225364.795.398.28.31500236.937.137.87211.957985564.795.399.47.

27、61600238.339.968.467211.886886964.795.399.56.51700243.143.49.159211.036866466.494.699.96.5180024646.39.934214.55723547692.11006.8190024949.510.7216.161616284.788.7100.58.42000252.552.8111.47217.193713384.875.2101.99.22100258.556.8512.61221.81178547166.1102.818.92200262.960.392300258.962.332400256.16

28、4.2扭矩功率kw根據(jù)上圖，可以看出，轉(zhuǎn)速在 1000r/min 到 2000r/min 間，扭矩隨轉(zhuǎn)速增加 而增加；功率和轉(zhuǎn)速幾乎成線性關(guān)系，功率隨轉(zhuǎn)速增加而增加。比油耗話皆M 小時耗油煽/h根據(jù)上圖，可以看出，轉(zhuǎn)速在 1000r/min 到 2000r/min 間，小時耗油量和轉(zhuǎn) 速幾乎成線性關(guān)系，小時耗油量隨轉(zhuǎn)速增加而增加；而比油耗和轉(zhuǎn)速成非線性關(guān) 系，比油耗隨轉(zhuǎn)速的增加，先增加再減少后再增加。最低油耗點對應(yīng)轉(zhuǎn)速是 1300r/min,最低油耗是 208g/(kw*h)。1CQ014)lbW1BQQ20M2200噪聲dB T咽度根據(jù)上圖，可以看出，轉(zhuǎn)速在1000r/min到2000r/m

29、in間，噪聲和煙度的變化趨 勢都隨轉(zhuǎn)速增加而增大。摩擦功率的測定實驗?zāi)康?測定發(fā)動機摩擦功率Noa并由此確定機械效率nm,目的在于了解發(fā)動動機的機械磨擦 損失隨曲軸轉(zhuǎn)速與負荷的變化規(guī)律，以便評定發(fā)動機的結(jié)構(gòu)完善程度與調(diào)整裝配質(zhì)量:還可 以借以推算發(fā)動機的指示功率，也可用于評定發(fā)動機工作均勻性。掌握一至二種測量發(fā)動機摩擦功率的方法，測量發(fā)動機摩擦功率的方法很多:有停缸法、 倒拖法、油耗線法、示功圖法、慣性法等。了解發(fā)動機摩擦功率隨其轉(zhuǎn)速與負荷的變化規(guī)律。實驗儀器及設(shè)備:云內(nèi)動力4102QB柴油機湘儀FC2012W測控系統(tǒng)FCM-D油耗轉(zhuǎn)速測量儀實驗原理：發(fā)動機發(fā)出的指示功率Ni扣除運動件的摩擦功

30、以及驅(qū)動配氣機構(gòu)、潤滑油泵、水泵、 發(fā)電機等附件所消耗的功率后才是曲軸輸出的有效功率Ne.所有這些消耗的功率之和總稱 為摩擦功Nm,如下式：機械效率：n mNe/Ni 二Ne/(Ne+Nm)機械效率的測量精度取決于對機械摩擦功率的測量，影響發(fā)動機機械效率的因素很多， 而且這些因素又是不斷變化的，精確測量有較大難度。本次實驗采用以下兩種試驗方法測量 發(fā)動機的摩擦功率。（一）負荷特性法（或稱油耗線法） 根據(jù)負荷特性曲線上的小時耗油量與有效功率之間的關(guān)系，用作圖的方法即可求出發(fā)動 機在該轉(zhuǎn)速下的摩擦功率Nm及機械效率。這種方法簡單方便，有一定的精度，但由于在不同負荷下機械摩擦損失不可能保持不變， 而

31、且在高負荷和低負荷時指示熱效率有所降低，會產(chǎn)生誤差，測量精度取決于摩擦功率隨負 荷變化的穩(wěn)定性、小時耗油量曲線在中、小負荷時的線性度以及作圖的準確性。（二）停缸法: 依次將多缸發(fā)動機的某一缸熄火（斷高壓油的方法）， 通過測量單缸熄火前后的有效功 率，求出熄火缸的指示功率，進而計算出機械效率。特別注意，熄火前后測量有效功率時必 須保持轉(zhuǎn)速一致，同時不得改變單缸循環(huán)供油量（油門位置不變）。在保持發(fā)動機熱狀態(tài)不變 的情況下，這種方法有一定的測量精度。實驗方法:（一） 負荷特性法（或稱油耗線法）: 根據(jù)負荷特性實驗的實驗結(jié)果制取油耗線性變化曲線，用作圖的方法即可求出發(fā)動機在 該轉(zhuǎn)速下的摩擦功率Nm。（

32、二）停缸法: （以標定工況為例） 起動發(fā)動機，進入實時測控系統(tǒng)，采用點動控制方式，預(yù)熱發(fā)動機至熱平衡狀態(tài)。先將控制模式設(shè)為M/n（恒扭矩/恒轉(zhuǎn)速）。將轉(zhuǎn)速設(shè)置為1200rpm,不斷加大設(shè)定扭 矩，直至功率大于摩擦功率，達到8Kw為止，記錄此時功率為Ne。然后將控制模式切換為 n/P （恒轉(zhuǎn)速/恒定油門位置），以此來固定油門位置。切斷第一缸燃油供給（松開高壓油管接頭螺絲），此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速會下降，測控系統(tǒng)會 通過減小負載自動使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速迅速恢復(fù)，發(fā)動機在該狀態(tài)下運行穩(wěn)定后，記錄此時的剩 余有效功率Nel。按順序逐次停止其余各缸，重復(fù)步驟，測得Ne2、Ne3、Ne4。由計算公式：Nm=3*Ne-（

33、Nel+Ne2+Ne3+Ne4）便可求得摩擦功率Nm。實驗數(shù)據(jù)及處理（一）油耗線法油耗隨功率的變化規(guī)律二） 停缸法指示功率轉(zhuǎn)速(r/min)二） 停缸法指示功率轉(zhuǎn)速(r/min)功率（Kw）Ne140011.3Ne114006.95Ne214006.8Ne314006.36Ne414006.42Nm=3*11.3-（6.95+6.8+6.36+6.42）=7.37Kw實驗結(jié)果分析油耗線法測得的摩擦功為6.069KW，停缸法 測得摩擦功為7.37Kw，兩者差異較大，且后者比前者更大。兩種方法在原理上都有弊端，首先對于油耗線法，在計算摩擦功率的時候，近似將油耗線與輸出功率看成線性關(guān)系，但是是否為線

34、性關(guān)系還有待商榷；而對于滅缸法來說， 內(nèi)燃機缸內(nèi)著火和不著火對摩擦功影響較大，一般來說采用滅缸法測出的摩擦功會比實際大一些。根據(jù)實驗中可以看出油耗線線性擬合比較符合，故在這個實驗中，油耗線的測量結(jié)果 誤差更小。根據(jù)停缸法的數(shù)據(jù)還可以計算各缸在該工況下的指示功率，從而比較各缸工作均勻性。根據(jù)以上數(shù)據(jù)得：指示功率功率值（Kw）Ni14.35Ni24.50Ni34.94Ni44.88數(shù)據(jù)表明，各個氣缸的指示功率都不相同，其中1缸和2缸明顯比4缸和3缸小，各缸均勻性較差，原因可能是各缸噴油量不均勻?？梢酝ㄟ^油泵試驗臺上進行噴油量校正來減小油泵調(diào)整特性試驗7.1 實驗?zāi)康?1）掌握高壓油泵的調(diào)整方法及制

35、取高壓油泵特性曲線的試驗方法。2）高壓油泵的特性曲線包括油泵齒條位置不變時，每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速而變化的特性曲線;以及轉(zhuǎn)速固定不變時，每循環(huán)供油量隨齒條位置而變化的特性曲線。7.2實驗儀器及設(shè)備:油泵試驗臺 河北保定油泵設(shè)備廠高壓油泵 （4 缸 I 號泵，標定轉(zhuǎn)速 1250r/min）7.3 實驗方法及原理:（一）操作方法:1.供油量的調(diào)整方法: 用工具擰松柱塞套筒與齒條的緊固螺絲，左右調(diào)整套簡與齒條的相對位置，調(diào)整供油 量，往左油量增大，往右減小油量。各分泵循環(huán)供油量測量平均值的計算gmj=1/3(g1j+g2j+g3j)（j=1，2，3，4 為分泵號）整泵循環(huán)供油量平均值的計算gb=1/4L

36、gmj（j=1，2，3，4 為分泵號）（二）最大供油量及供油均勻性的調(diào)整 每循環(huán)供油量為:g=ge.Ne/60.n.z.i.r （cm3/循環(huán)） Ge-標定功率時的比油耗（g/Kw.h） n-發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min） Ne-標定功率（Kw） i-發(fā)動機缸數(shù) r-燃油比重柴油0.850.87z-沖程輸四沖程z=l/2,二沖程z=1供油不均勻性H的計算：bmax bmin式中:gbmax-各分泵最大平均供油量，即 Max（gml,gm2,gm3,gm4）gbmin -各分泵最小平均供油量，即MinX（gm1,gm2,gm3,gm4）要求在標定轉(zhuǎn)速下B3%，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下B7%各種油泵油量的調(diào)整方式

37、不同，請參照油泵的操作說明進行油量調(diào)節(jié)。（三）高壓油泵速度特性高壓油泵的速度特性是指循環(huán)供油量隨油泵轉(zhuǎn)速變化的特性。當(dāng)固定油泵調(diào)速手柄位置不 變，通過改變油泵轉(zhuǎn)速，測量油泵在不同轉(zhuǎn)速下的循環(huán)供油量，看循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的變化 特性。7. 4實驗步驟:高壓油泵供油時間的測定及調(diào)整安裝好高壓油泵，起動試驗臺的電機，使油泵及管路中充滿燃油，將試驗臺上的調(diào)速 手柄放在“空檔”位置，油泵齒條放在最大位置，用撥桿轉(zhuǎn)動試驗臺上的分度盤，帶動噴油泵 凸輪，使各缸泵油，直到出油閥上的玻璃管不出氣泡為止。這時以第一 缸為準，轉(zhuǎn)動凸輪 軸使第一缸開始供油，并在分度盤上記下刻度，按發(fā)火順序（如 495 柴油機的發(fā)火次序

38、為 1-3-4-2，間隔角 0-90-180-270）逐缸的檢查。如果相差較大，應(yīng)調(diào)整它們的間隔角（當(dāng)挺柱 上墊快加厚時，供油時間就提前角度增大，反之減?。?，使誤差在士 0.5的范圍內(nèi)。檢查各缸的供油持續(xù)角（即噴油開始到噴油結(jié)束時的夾角）;撥動分度盤，觀察裝在油泵 出油閥接頭上的玻璃管，噴油開始時油面上升，記下此時的供油起始角，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動分度 盤，玻璃管開始溢油，直到溢油結(jié)束，記下此時的供油結(jié)束角，它們之差就是供油持續(xù)角（一 般柴油機的平均供油持續(xù)角為11-15）。供油均勻性的調(diào)整把油泵的齒條放在最大位置上固定不動，將轉(zhuǎn)速調(diào)整到500r/min,啟動計數(shù)機構(gòu)開始計 數(shù)，計數(shù)200 次的供油量

39、，觀察 4 個量杯中柴油的數(shù)量是否一致（各缸最杯中有量相差值大 于 3%時， 認為供油不均勻，需調(diào)整），記錄各缸供油量，連續(xù)測量3 次。如供油不均勻， 調(diào)整油門齒條的相對位置，重復(fù)上述試驗，直到各缸供油達到均勻。制取油泵的速度特性曲線 把油泵的齒條放在最大位置上固定不動，改變轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下測量供油量，每個轉(zhuǎn)速測二次取平均值，（一般從標定轉(zhuǎn)速到最低轉(zhuǎn)速每間隔10/min取一點）。繪制每循環(huán)供油量 隨轉(zhuǎn)速變化曲線。7. 5實驗要求：記錄試驗設(shè)備及調(diào)整油泵的型號規(guī)格:認真記錄試驗數(shù)據(jù)，求出各單泵的供油時間、持續(xù)角、供油量、及試驗轉(zhuǎn)速和齒條位計算指定轉(zhuǎn)速時 油泵的供油不均勻性:4.繪制油泵速度特性

40、曲線， 并對試驗結(jié)果進行分析。7.6測量數(shù)據(jù)記錄 各缸供油順序：1342第一缸第三缸第四缸第二缸噴油開始角（）25935080170噴油結(jié)束角（）27036696182供油持續(xù)角（）11161612供油間隔角（）91909090油泵轉(zhuǎn)速n（r/min）5006007008009001000第一缸循環(huán)供 油量（ml）2929.430.23030.8第一缸循環(huán)供汩量（ml）3130.5 31L4 30.2302SUB 23L6 Z9.4 2SL2Z9Z8.844500500700800WO1000T-第一缸循壞供油里（ml）7.7實驗分析：1、實驗中測得的供油持續(xù)角均值為13.75，供油開始時的間

41、隔角為 91,90,90,90。由理想實 驗中供油開始時的間隔角度公式a=360/i;i=4,得出a=90。理想供油持續(xù)角約為9,試驗 誤差較大。產(chǎn)生誤差的原因如下（1）人工讀數(shù)存在誤差，油管有殘余油量未空干凈（2）在 轉(zhuǎn)動分度盤時,對供油始點和終點判斷不精確。（3）機器設(shè)備老舊產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。2、理想狀態(tài)下,循環(huán)供油量隨油泵轉(zhuǎn)速的升高而增大,而在本次試驗中,實驗結(jié)果與理想 狀態(tài)基本相近,產(chǎn)生誤差的原因如下（1）機器設(shè)備老舊,每次試驗的計時存在誤差,油量 收集裝置不能將循環(huán)供油量完全收集,所以導(dǎo)致產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差較大。（2）人工讀數(shù)存在 誤差,油管有殘余油量未空干凈。7.8 思考題:高壓油泵的速

42、度特性曲線各段的含義.在理想實驗中,從總油量隨速度的變化圖可以看出,噴油量為一定值,先隨轉(zhuǎn)速的增加 而增加,然后趨于平緩,在一定轉(zhuǎn)速之后逐漸降為0.含義：當(dāng)柴油機處于怠速工況時,為維持運行,需要保證噴油量； 轉(zhuǎn)速增加時,由于柱塞套筒上進油孔和回油孔的節(jié)流作用引起的。柱塞上端還未關(guān)閉油 孔時,由于節(jié)流作用,被柱塞擠壓的油量來不及通過油孔流出,柱塞上方的油壓就開始升高, 就已經(jīng)開始頂開出油閥開始供油了,同理,當(dāng)供油終了,當(dāng)柱塞回油孔開啟的截面積還不夠 大時,由于節(jié)流作用,柱塞上方的柴油不能立即流到低壓油道里去,仍維持較高的壓力,使 出油閥并不立即關(guān)閉,即供油開始的時間提前和供油停止時間延遲,必然使

43、流向高壓油管并 最終噴向氣缸的流量增多。轉(zhuǎn)速越高,柱塞壓油的速度就越大,柱塞上方建立的壓力越早, 同時壓力下降也越延遲,所以柱塞噴油泵的供油量隨轉(zhuǎn)速的增高而增加,達到極限后,上述 作用不在影響,故噴油量趨于平緩；當(dāng)轉(zhuǎn)速大于一定值時,轉(zhuǎn)速越高,總油量隨之降低,這是由于油泵設(shè)置引起的,對油泵 總成來說,檔調(diào)速手柄位置一定時,轉(zhuǎn)速越高,供油越小。油泵供油特性對柴油機速度特性和調(diào)速特性有何影響?噴油泵油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置固定不動，柴油機性能指標(功率P.扭矩T。燃油消耗率b、 每小時耗油量B、排氣煙度R、排氣溫度t.、渦輪前排氣溫度t.、爆發(fā)壓力P.(P_等，隨轉(zhuǎn) 速 n 變化的關(guān)系稱為柴油機速度特性。柱

44、塞式噴油泵，當(dāng)油量調(diào)節(jié)機構(gòu)位置固定不變時，每 循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系取決于噴油泵的速度特性。隨轉(zhuǎn)速 n 的提高，每循環(huán)供油量增 加。調(diào)速器它能夠靈敏的感覺到外界負荷變化所引起的柴油機轉(zhuǎn)速的變化而自動調(diào)節(jié)噴油 泵供油拉桿的位置增減供油量，從而改變噴油泵的自然供油特性，改變柴油機的扭矩特性， 適應(yīng)外界負荷的要求，保持柴油機的轉(zhuǎn)速始終在給定的范圍內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，以防止柴油機熄火 和超速。當(dāng)供油量為柴油機標定工況下的循環(huán)供油量，若柴油機負荷減輕，轉(zhuǎn)速超過標定轉(zhuǎn) 速，則調(diào)速器在高速彈簧作用下使供油量急劇減少，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于最高空載轉(zhuǎn)速一定值，供油 量減少為0。迫使柴油機停機。若柴油機負荷加重使轉(zhuǎn)速小于標定轉(zhuǎn)速，則噴油泵的供油量 在校正裝置作用下有所增加，此時的供油量大于柴油機標定工況下的循環(huán)供油量并且轉(zhuǎn)速沿 低轉(zhuǎn)速