2015《发动机原理》实验指导书

1、«发动机原理课程实验指导书彭辅明袁守利编汽车工程学院2015年4月刖曰1. 实验总体目标、任务与要求1、巩固所学的理论知识、加深对内燃机性能实验的认识和了解。2、掌物内燃机性能试验和某些专项试验的试验方法。3、了解内燃机试验台架的基本组成和常用测试仪表的结构及其工作原理，并掌物其使用方法。4、掌物对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析的基本方法。2. 适用专业热能与动力工程、车辆工程、汽车服务工程3. 先修课程发动机构造、热能与动力机械测试技术。实验项目与学时分配（见表一）表一实验项目与学时分配实验项目名称实验学时每组人数实验类型开出要求实验一发动机速度特性2810综合必做实验二发

2、动机负荷特性2810综合必做4. 实验改革与特色通过学生在实验过程中的实际操作，培养学生的实验技能和实际动手的能力，进步加深对理论知识的掌物和理解。实验一发动机速度特性一、实验目的1、掌物发动机速度特性的试验方法。2、学会对实验数据进行处理，对实验结果进行分析；并绘制发动机速度特性曲线图。二、实验条件1、玉柴YC6J180-42柴油发动机机（Pemax=132kW/2500r/mi0一台2、CW26®电涡流测功机一台3、FST3发动机数控试验台一台4、FCMM-地耗测量仪一台5、0#国用柴油20升三、实验原理发动机速度特性：在发动机油门开度一定（部分开度或全开）的情况下，研究其功率P

3、es扭矩Ttq、耗油量B及燃油消耗率be与转速n之间的关系。四、实验内容和要求1、调整测功机负荷及指挥全组协调动作，一人；测功机负荷的调整应均匀、准确，尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷，造成发动机的转速剧烈波动。2、调节、监视发动机油门，一人；当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭发动机油门。3、测量发动机转速和油耗，一人；测量转速时，应注意转速的上下波动情况，当转速的波动值超过土20r/min，该组实验数据应视为无效并重做。4、调节，监视发动机冷却水出水温度，一人；保持发动机冷却水出水温度稳定在80±5C范围内，出现气阻现象（无冷却水排除或冷却水出水温度超过100C）,应立即报告

4、，以便及时停机。5、监视发动机机油压力、温度，一人；出现异常情况应及时报告。6、记录发动机扭矩（测功机读数）Ttq、发动机转速n、耗油质量m和耗油时间t,一人；实验数据记录应准确无误。7、绘制实验监督曲线，一人；当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点，应及时指出，以便补测校正。五、实验方法与步骤1、按照附录一发动机台架试验安全操作规范，作好试验前的准备工作。确认发动机台架系统（含发动机和测功机等）油、水、电连接正常。2、FST3发动机数控试验台上电，进入数控试验台操作界面，确认各项监测数据正常，选择恒转速工作模式。3、起动发动机。发动机数控试验台油门上电、励磁上电，预热发动机至发动机

5、冷却水出水温度为80±5C。同时了解发动机数控试验台基本工作原理。4、预热完成后，调节发动机油门开度至最小，发动机回到怠速。开始发动机速度特性实验。5、改变测功机设定转速至实验最低转速1000r/min,调整发动机油门开度，使其达到实验所需开度（30-40%;400-500Nm）,固定油门开度大小。在整个实验过程中，油门开度不再发生改变。待发动机的工况稳定后，测量其燃油消耗量m（g）,测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩（测功机读数）Ttq和发动机转速n,并记录保存实验数据。6、改变测功机设定转速（每次的改变量不要太大）至1200r/min,待发动机的工况稳定后，测量其燃油消耗量m

6、（g）,测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩（测功机读数）Ttq和发动机转速n,并记录保存实验数据。7、依次增加测功机设定转速分别至1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min、1800r/min、2000r/min,2200r/min,2400r/min重复上述测量，并记录保存实验数据。8、以发动机转速n为横坐标，发动机扭矩（测功机读数）Ttq为纵坐标绘制实验监督曲线。9、实验完毕后，应逐渐减小测功机负荷至发动机空负荷再低速运转数分钟后停车，抄录整理实验数据，将数据记入实验记录表（见表二），作好保养活理工作，经实验指导老师签字后即可离开实验室。六、实验的重

7、点或难点1、测功机负荷的调整。2、实验数据的处理以及结果分析。七、实验注意事项1、在测发动机外特性时，发动机的最大功率工况届短时间运转范围，不能长时间运转，否则对发动机寿命影响其大，因此这时的测量要求迅速、准确，尽量缩短其运转时间。2、在测发动机外特性时，因负荷较大，联轴节可能断裂飞出伤人，因此要注意安全，联轴节两旁不得站人。3、随时注意调节发动机冷却水的出水温度，并保持在80±5Co4、随时注意发动机机油压力和机油温度的变化，使之控制在允许的范围内。八、思考题1、整理分析试验数据，参考教材绘制发动机速度特性曲线图（要求用坐标纸或计算机绘制）2、部分开度速度特性曲线的变化和外特性相比

8、有何不同？其原因何在？对运输车辆有何好处？3、分析本次实验的结果，指出功率Pe、扭矩Ttq、燃油消耗率be曲线的形状是怎样形成的？4、运输式汽油发动机额定功率与固定式柴油发动机额定功率有何不同？5、标准大气状况如何定义，怎样将重要的实验数据修正为标准大气状况下数值？表二发动机速度特性试验数据记录表发动机型号出厂编勺试验单位测功机型号测功机系数试验目的试验日期进气温度大气温度：干球CC湿球C试验人进气总压kPa(mmHg)燃油密度水蒸气分压kPa(mmHg)校正系数序测功机有效功率有效扭矩燃油消耗量燃油消耗率kwN-m(g/kw-h)冷却水温度号转速r/min磅秤读数实测校正实测校正容积或质量c

9、m3或g时间实测kg/h实测校正签字年月日实验二发动机负荷特性一、实验目的1、掌物发动机负荷特性的试验方法。2、学会对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析，并绘制发动机负荷特性曲线图。二、实验条件1、玉柴YC6J180-42柴油发动机机（Pemax=132kW/2500r/mi0一台2、CW26®电涡流测功机一台3、FST3发动机数控试验台一台4、FCMM-地耗测量仪一台5、0#国用柴油20升三、实验原理发动机负荷特性：在保持发动机转速n不变的情况下，调节发动机油门开度的大小，改变每循环供油量，研究发动机的燃油消耗量B、燃油消耗率be与功率Pe之间的关系。四、实验内容和要求1、调节

10、发动机油门开度及指挥全组协调动作，一人；当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。2、调整测功机负荷，一人；测功机负荷的调整应均匀、准确，尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷，造成发动机的转速剧烈波动。3、监视发动机转速和测量油耗，一人；监视转速时，应注意转速的上下波动情况，当转速的波动值超过土20r/min，该组实验数据应视为无效并重做。4、调节，监视发动机冷却水出水温度，一人；保持发动机动机冷却水出水温度稳定在80±5C范围内，出现气阻现象（无冷却水排除或冷却水出水温度超过100C）,应立即报告，以便及时停机。5、监视发动机机油压力、温度，一人；出现异常情况应及时报告。6、记录

11、发动机扭矩（测功机读数）Ttq、发动机转速n、耗油质量m和耗油时间t,一人；实验数据记录应准确无误。7、绘制实验监督曲线，一人；当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点，应及时指出，以便立即补测校正五、实验方法与步骤1、按照附录一发动机台架试验安全操作规范，作好试验前的准备工作。确认发动机台架系统（含发动机和测功机等）油、水、电连接正常。2、FST3发动机数控试验台上电，进入数控试验台操作界面，确认各项监测数据正常，选择恒转速工作模式。3、起动发动机。发动机数控试验台油门上电、励磁上电，预热发动机至发动机冷却水出水温度为80±5C。同时了解发动机数控试验台基本工作原理。4、预

12、热完成后，调节发动机油门开度至最小，发动机回到怠速。开始发动机速度特性实验。5、改变测功机设定转速为负荷特性实验转速1400r/min,调节发动机油门开度的大小，使之处于最大位置。待发动机的工况稳定后，测量其燃油消耗量m（g）,测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩（测功机读数）Ttq和发动机转速n,并记录保存实验数据。6、根据发动机在该转速下输出的最大扭矩计算并确定发动机扭矩Ttq（发动机负荷）调节量的大小，保证实验工况点不少于7个点，以便绘制发动机负荷特性曲线。7、依次减小发动机油门开度的大小（此时测功机自动调整发动机的负荷大小，保持发动机转速稳定在1400r/min）使发动机扭矩（测功机

13、读数）Ttq每次降低50N.m重复实验步骤5,记录保存实验数据。直至测功机的读数接近为零。8、以发动机扭矩（测功机读数）Ttq为横坐标，耗油质量m为纵坐标绘制监督曲线。9、实验完毕后，将发动机空负荷、低速运转数分钟后停车，并抄录整理实验数据，将数据记入实验记录表（见表三）,作好保养活理工作，经实验指导老师签字后即可离开实验室。六、实验的重点或难点1、发动机油门开度的调整。2、实验数据的处理以及结果分析。七、实验注意事项1、在测量负荷特性的过程中，当发动机油门开度处于最大位置时届短时间运转范围，不能长时间运转，否则对发动机寿命影响其大，因此这时的测量要求迅速、准确（油耗可以只测量一次），尽量缩短

14、其运转时间。2、发动机上有很多旋转部件，实验过程中不要离发动机太近，以免发生危险。3、发动机排气管、冷却水出水管等届高温部件，不要触摸，以免烫伤。4、随时注意调节发动机冷却水的出水温度，并保持在80±5Co5、随时注意发动机机油压力和机油温度的变化，使之控制在允许的范围内。八、思考题1、整理分析试验数据，参考教材绘制发动机负荷特性曲线图（要求用坐标纸或计算机绘制）。2、比较发动机负荷特性和速度特性的区别？3、结合本次实验的结果，指出随着发动机负荷的变化，其燃油消耗率如何变化？为什么？4、标准大气状况如何定义，怎样将重要的实验数据修正为标准大气状况下数值？表三柴油机负荷特性实验数据记录

15、表发动机型号出厂编勺试验单位测功机型号测功机系数试验目的试验日期进气温度大气温度：干球CC湿球C试验人进气总压kPa(mmHg)燃油密度水蒸气分压kPa(mmHg)校正系数序测功机有效功率有效扭矩燃油消耗量燃油消耗率kwN-m(g/kw-h)冷却水温度号转速r/min磅秤读数实测校正实测校正容积或质量cm3或g时间实测kg/h实测校正签字年月日附录一发动机台架试验安全操作规范1、试验前要对试验台架、发动机、测功机、联轴节、各连接螺栓及运动部件进行检查，运动部件运动不得受阻碍，连接不允许有松动现象。2、检查发动机燃油、机油、冷却水和测功机润滑油、冷却水等是否足正常；检查各仪器仪表如转速表、机油压

16、力表、冷却水温表等是否安装正确。3、起动、预热发动机，注意联轴节两旁不得站人，按先空车后小负荷运转数分钟，然后逐渐加至中等负荷（或较大负荷）预热发动机至冷却水出水温度达到80±5C左右4、必须在发动机工况稳定之后同时测量各有关参数，整个实验过程中，应保证冷却水出水温度始终控制在80±5C之间，蒸发水冷式柴油机要等到冷却水沸腾，并且尽量使之波动微小，特性曲线一般测量810点。5、试验后应逐渐减小发动机负荷至空车再运转数分钟后停车。附录二绘制曲线要求1、测量点在图中的位置必须标明，曲线不得将点完全覆盖。2、在同意坐标系中有几条曲线，可用不同的符号表示不同曲线上的点。3、将各测点

17、连成曲线时，必须圆滑过渡，按其特性的规律画，不得连成折线。4、曲线线型粗细适中，以活楚为原则。坐标比例应参考有关资料合理选择。5、同一坐标系中有多种曲线时，应分别表明各自的比例尺。附录三实验数据的计算1、主要数据名称、单位及通用符号（见表六）表六主要数据名称、单位及通用符号名称法定单位符号进气温度C摄氏度t进气温度K开尔义T进气干空气压kPa千帕斯卡Pd水蒸气分压kPa千帕斯卡Pw进气总压kPa千帕斯卡P测功机磅秤读数N牛顿W测功机臂长m米L测功机常数C转速r/min转/分N实测有效扭矩Nm牛顿米Ttq校正有效扭矩Nm牛顿米Ttqo实测有效功率kW千瓦Pe校正有效功率kW千瓦Peo燃料消耗量或

18、供油量kg/h千克/时B实测燃油消耗率g/kWh克/千瓦时be校正燃油消耗率g/kWh克/千瓦时Beo燃油密度3g/cm克/厘米3pf燃油消耗时间s秒t燃油消耗容积3cm厘米3V燃油消耗质量g克m汽油机校正系数aa柴油机校正系数ad2、发动机的标准进气状态（见表七）表七标准进气状态进气参数法定单位米制单位进气温度T298K25C进气干空气压Pd99kPaq742.5mmHg水蒸气分压Pw1kPaq7.5mmHg进气总压P100kPaq750mmHg3、计算公式a. 1）基本计算公式实测有效扭矩实测有效功率Ttq=W-LPe=(2兀WL-n)/60乂1000=0.1047X10-3-WL-nc. 燃料消耗量或供油量B=3.6XAm/Atd. 实测燃油消耗率be=1000xB/Pe进气十空气压Pd=P-Pw2）汽油机校正a. 汽油机校正系数b. 校正有效扭矩c. 校正有效功率d. 校正燃油消耗率aa=(9912/Pd)(T/298)照Ttqo=aa-TtqPe