汽油机速度负荷特性试验报告.docx
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汽油机速度负荷特性试验报告
汽油机性能试验报告
班级：
汽91
姓名：
周子超
学号：
2009010741
试验时间：
2012年4月20日
组别：
13
一、试验目的：
1.通过电涡流测功机测量汽油机的速度特性、负荷特性；
2.了解认识试验中对汽油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、空燃比、排气温度的测量方法；
3.通过整理试验数据点，得到汽油机的速度特性、负荷特性曲线，做出相关分析总结分析对比；
二、实验对象：
发动机形式
直列水冷多点气道喷射汽油机
发动机型号
吉利4G18M100
点火顺序
缸径*行程/mm
79.3mm×91.5mm
怠速（r/min）
总排量/L
1.8
整机净质量/kg
压缩比
10.3:
1
外形，长*宽*高/mm3
额定功率（kW）/转速（r/min）
曲柄长度/mm
最大扭矩（N*m）/转速（r/min）
连杆长度/mm
最低燃油消耗率/（g/（kW*h））
燃料及标号
RON93
备注
全铝发动机，进排气智能连续可变气门正时系统，全塑进气歧管，绿色环保机油滤清器，电子节气门，链齿正时驱动
表1：
汽油机参数
三、试验设备：
名称
测试内容
型号
主要参数
备注
电涡流测功机
功率、转矩、转速
湘仪GW160
扭矩：
0-600，测量精度：
±0.4%
转速：
0-7000r/min，精度：
±5r/min
电涡流型
油耗仪
油耗
小野FD-314
测量范围：
0-9999mL
测量精度：
±0.1mL
容积法
空气流量计
空气流量
ToceiL6N
量程：
0-600kg/h精度：
±1%
重复性：
±0.24%
热膜式
温湿度变送器
测量温度
湿度
JWSL-2AT-E
温度量程：
0-50oC精度：
±1%
湿度量程：
0%-100%精度：
±1%
电流输出
铠装热电偶
测量温度
KEU型
温度范围:
线性精度:
±3%
电压输出
远传压力表
测量压力
YTZ-150
量程:
精度:
±1.5%
电压输出
铂电阻
测量温度
PT100
温度范围:
线性精度:
±0.5%
电阻输出
空燃比仪
测量空燃比
表2：
主要测试设备表
四、试验台架系统简图：
图1：
台架系统简图
第一部分：
速度特性
五、试验原理：
1.速度特性试验原理：
利用控制室里的测功机操作面板调节发动机节气门开度稳定为。
调节旋钮，使转速以等差依次递增，本实验中从开始增加。
转速每增大，状态稳定后记录此时的油耗值、空燃比和进气流量，同时利用计算机软件操作界面记录下此时的转速、扭矩等参数平均值。
边记录，便进行燃油消耗率计算，当燃油消耗率达到时即可。
2.记录数据注意事项：
实验前先需要预热发动机，使发动机的运行达到稳定工况方可进行试验；
在每次改变n后，系统都需要一定的时间达到稳定的状态，所以每次改变n之后都需要等待一段时间，等参数稳定之后方可进行记录；
油耗的测量需要利用油耗仪两次测量取平均值；
六、实验数据记录：
1.手工记录数据：
试验名称：
汽油机23%节气门开度的速度特性
实验日期：
2012.4.20
时间：
16:
00-19:
00
地点：
汽研所603、606
发动机型号：
吉利4G18M100
环境温度：
密度/（kg/m3）:
740
试验人员：
刘泽民、周子超、陈璐凡、刘洋、彭世贤、郑大松、马骁彬
班级：
汽91
大气压力：
102.3kPa
大气湿度：
40%
序号
转速（r/min）
空燃比A/F
进气量Ga/（kg/h）
整机燃油消耗率B（L/h）
1
1200
11.7
35.5
4.27
2
1600
11.8
48
5.67
3
2000
12.1
52.4
6.1
4
2400
11.7
55.5
6.54
5
2800
11.8
54.8
6.71
6
3200
12.1
61.1
7.01
7
3600
11.8
65.3
8.05
表格3:
汽油机速度特性数据表格（手写记录）
2.软件记录数据：
转速
转矩
功率
出水
温度
排温1
机油温度
机油
压力
冷端
温度
时间
进气
温度
进水
温度
试验间温度
排温2
1200
71
8.92
82
398
84.7
218
19.4
2840
18.1
13.9
350
334
1599
76.6
12.83
81.7
433
84.7
276
19.4
2930
17.7
13.5
349
328
1999
66
13.82
81.3
454
86.4
323
19.3
3067
17
13.6
350
321
2400
47.9
12.04
80.8
463
87.9
380
19.3
3145
16.7
13.8
352
322
2799
37.1
10.87
81
461
89.3
396
19.3
3254
16.7
14.7
360
324
3198
34.2
11.45
81.1
486
91.3
399
19.3
3366
17.5
15.8
373
328
3600
23.6
8.9
81.2
517
93.8
402
19.3
3475
18
16.7
383
369
表格4：
汽油机速度特性数据表格（电脑记录）
七、试验数据整理及分析：
1.发动机功率校正：
校正公式：
（点燃机）；；
其中：
—校正有效功率，KW；
Pe—实测有效功率；
T—进气温度，K；
Pd—进气干空气压，
P—进气总压，KPa；
Pw—水蒸气分压，KPa；
发动机标准进气状态为：
进气参数
单位
标准值
进气参数
单位
标准值
进气温度
K
298
水蒸气分压Pw
KPa
1
进气干空气压
KPa
99
进气总压P
KPa
100
表格5：
发动机标准进气状态
考虑试验环境差异后的校正系数：
实验条件为：
P=102.3KPa，空气湿度40%。
转速
功率
进气温度
P
Pw
Pd
（P-Pw）
aa
修正功率
1200
8.92
291.25
102.3
0.4
101.9
0.95
8.79
1599
12.83
290.85
102.3
0.4
101.9
0.95
12.64
1999
13.82
290.15
102.3
0.4
101.9
0.95
13.60
2400
12.04
289.85
102.3
0.4
101.9
0.95
11.84
2799
10.87
289.85
102.3
0.4
101.9
0.95
10.69
3198
11.45
290.65
102.3
0.4
101.9
0.95
11.27
3600
8.9
291.15
102.3
0.4
101.9
0.95
8.77
表格6：
校正系数
2.速度特性曲线及分析：
a.转速—功率曲线：
kW
r/min
结果分析：
试验所得到的n-Pe曲线，为部分负荷下的速度特性曲线。
从上曲线中可以看出转速—功率曲线的形状基本符合汽油机速度特性曲线中功率曲线的形状。
即随着转速的增加，功率先增加然后降低。
但是其中部分曲线有不同的趋势，尤其是在3200r/min时，出现了一个突起，原因可能是：
转速范围相对较小，该曲线只为整个速度特性曲线的一部分；运行过程中的不稳定因素导致功率曲线出现波动；由于数据测量的误差导致。
b.转速—转矩曲线：
c.
N
d.转速—空燃比曲线：
r/min
r/min
结果分析：
图中为试验中仪器记录的空燃比，曲线变化趋势不明显，但是均小于化学计量空燃比，即混合气比较浓。
e.转速—进气量曲线：
Ga/（kg/h）
r/min
结果分析：
进气量曲线呈上升的趋势，进气量随着转速的上升而增加。
转速增加进排气门开启的更加频繁，气流扰动加强，单位时间的进气量增加。
在2800r/min时出现一个异常，有可能是由于测量误差导致。
f.转速—排气温度曲线
r/min
结果分析：
转速增加排气温度显著上升，主要原因是转速上升，发动机单位时间的循环次数增加，即单位时间放出的热量增多，因而排气温度显著增加。
g.转速—充量系数曲线：
充量系数计算：
；；
从而可以计算出各个转速下的充量系数，如下表：
转速/（r/min）
进气温度/K
进气压力/KPa
进气密度/（Kg/L
空气流量（Kg/h
单缸循环
空气（Kg）
充量系数
1200
291.25
102.3
0.00121
28.1
0.000247
0.4416
1599
290.85
102.3
0.00121
37.5
0.00025
0.4475
1999
290.15
102.3
0.00121
43.7
0.000218
0.3898
2400
289.85
102.3
0.00121
48.2
0.000193
0.3436
2799
289.85
102.3
0.00121
49.4
0.000163
0.2909
3198
290.65
102.3
0.00121
56.6
0.000159
0.2846
3600
291.15
102.3
0.00121
58
0.000151
0.2706
表格7：
充量系数
结果分析：
随着转速增加，发动机充量系数的变化趋势复合汽油机速度特性中充量系数的变化。
即随着转速增加冲量系数显著下降，其原因主要是速度增加发动机进气流动损失增大。
r/min
结果分析：
上图为汽油机转矩与充量系数对比图，从图中可以发现汽油机的转矩与充量系数曲线的趋势有很好的对应关系，说明对于符合量调节的汽油机，其输出转矩主要取决于每循环进入气缸的冲量，也即取决于冲量系数。
从而汽油机进气特性，一定程度上决定了发动机的转矩功率的速度特性。
h.转速—BSFC曲线：
有效燃油消耗率计算：
转速/（r/min）
有效功率/KW
B/（L/h）
BSFC/（g/（KWh））
1200
8.92
4.27
354.24
1599
12.83
5.67
327.03
1999
13.82
6.1
326.63
2400
12.04
6.54
401.96
2799
10.87
6.71
456.80
3198
11.45
7.01
453.05
3600
8.9
8.05
699.33
表格8：
BSFC
g/（KWh）
r/min
结果分析：
符合汽油机速度特性中BSFC曲线先下降然后上升的趋势，根据可知BSFC曲线与成反比。
如下图
%
g/（KWh）
八、实验总结：
通过本次试验，总体结果和变化趋势都与书中趋势相近，但是在3200r/min处出现异常，经过分析，有可能是实验误差导致，也有可能是环
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