实验一发动机总功率试验.docx
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实验一发动机总功率试验
实验一-发动机总功率试验
“发动机总功率试验”实验指导书
（中南林机电院刘谦钢）
一、实验目的及要求（参见“发动机原理实验教程”P1）
1掌握发动机总功率的试验方法。
1.1掌握发动机的功率、转速和燃油消耗率的测量方法。
1.2掌握发动机总功率试验常用仪器设备的选择、操作、使用方法。
1.3熟悉发动机总功率试验测试数据的分析和处理方法。
2通过实验，学习绘制、分析发动机总功率试验曲线。
2.1依据原始数据和处理的数据，绘制发动机总功率试验曲线。
2.2通过分析总功率试验曲线评价发动机在全负荷下的动力、经济等性能，并为合理选用发动机提供依据。
二、实验预习及准备
1实验原理：
（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。
）
在正常燃烧的情况下，发动机各转速下的最大功率必在发动机油门（节气门）的全开位置。
因此，只要保持发动机油门（节气门）的全开位置不变，通过测功器人为改变给发动机的所加负载，就能达到改变发动机转速的目的，同时该负载也必定为该转速下的可能最大负载，此时所测得的功率也必为该转速下的最大功率。
（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。
）
1.1功率试验及总功率试验定义
在供油拉杆（油门）位置一定的情况下，增加负荷使转速降低，发动机各主要性能参数Me、Pe、Ge、ge等随转速n改变而变化的试验，称为功率试验。
在发动机仅带维持运转所必须的附件且油量（油门）固定在最大功率位置时的试验即为总功率试验，此时所输出的校正有效功率（实测有效功率校正到标准进气状态下的功率）即为总功率。
1.2总功率试验作用
总功率试验反映了发动机动力性、经济性随转速n变化的规律。
通过总功率试验曲线可找出最大功率、最大扭矩、最低油耗率以及它们对应的转速，并可计算出扭矩储备率。
发动机总功率试验曲线中各参数与技术要求中响应参数的对比分析结果是选择、使用、调整发动机及故障诊断的依据。
1.3测量原理
1.3.1功率、扭矩、转速测量原理
1.3.2燃油消耗量（率）测量原理
1.3.3排温、油温测量原理
2实验设备及仪器：
详见附件2。
3实验技术标准及规范
3.1技术标准
3.1.1JB/T1147.2-2007《中小功率内燃机第2部分：
试验方法》
3.1.2JB/T1147.1-2007《中小功率内燃机第1部分：
通用技术条件》
3.2技术规范
3.2.1试验时发动机应带的附件及试验一般条件控制的要求详见附件4：
“发动机原理实验教程”附录G--“发动机试验技术条件及规范”。
3.2.2《FC2000测控系统操作规程一》及《FC2000测控系统操作规程二》（见附件）。
3.2.3S1110发动机主要技术参数表（见附件3）。
三、实验内容与方法
1实验内容
1.1发动机性能参数Me、Pe、Gf、ge等随转速n的改变而变化的试验。
1.2发动机正常工作时排气温度、冷却水温度、机油温度随发动机运转工况改变而自然变化的情况。
1.3实验数据的处理方法、实验报告的撰写等。
2实验方法
2.1检查确认安全防护措施已落实、实验所用仪器设备正常及发动机润滑油（机油）、冷却水加注正常，接通燃油、测功器冷却水通断阀。
2.2将发动机油门置于起动位置，起动发动机。
对于冷机，低速（2000r/min以下）空载运行3到5分钟后逐渐加大油门使发动机转速至标定转速，再逐步增加油门及负载至标定功率（整个过程不少于30分钟）。
2.3在标定工况将油门固定（固死油门手柄），使油门保持在标定工况供油量的位置。
2.4逐步增加负载，按下面“总功率试验发动机工况表”顺序使发动机达到各工况点稳定运行3到5分钟后，测量每一工况下的转速、功率、扭矩、燃油消耗量、排气温度、机油温度等参数，在附表1“总功率试验数据报告表”上作好记录。
总功率试验发动机工况表
序号
设定转速
设定扭矩
FC2000测控系统控制模式
备注
1
额定转速（nb）
额定值
M/n
用自动模式粗调后手调固定油门。
2
nb-200
无
n/P
3
nb-400
无
n/P
4
nb-600
无
n/P
5
nb-800
无
n/P
6
nb-1000
无
n/P
7
nb-1200
无
n/P
2.5根据实测参数值，计算出其它间接测量结果（即计算值），填入“总功率试验数据报告表”。
2.6根据整理完毕的“总功率试验数据报告表”各参数值绘制总功率试验曲线。
2.7绘制实验仪器设备连接简图及试验条件（情况）说明。
2.8如有时间及兴趣，可同上2.3~2.6步制取75%标定功率的部分功率试验曲线。
其主要区别是在2.3步应使油门固定在标定转速、75%标定功率的工况位置。
（注：
本条为选做内容，不作强制要求）。
2.9实验停机。
实验完毕停机前，应先弱微减小油门，然后卸去全部负荷，再逐步减小油门，让发动机在低速（1200r/min左右）空载运转3分钟左右后，将油门关到最小位置停机。
在冬天，如发动机水箱冷却液未采取防冬措施，停机后还应放干水箱冷却液，以防发动机冻伤。
（注：
本次实验样机实验完毕要求放水。
）
2.10进行实验结束后的收工工作。
实验停机后，应关闭所有使用仪器设备的电源；关闭燃油、测功器冷却水通断阀，对设备进行必要保养；将台架现场所使用的工具放入工具箱或专门指定的位置；清扫实验现场及控制室。
（注：
必须养成良好的工作习惯，本条亦计入实验成绩考核！
）
3实验注意事项
3.1仔细阅读附件5《仪器设备基本操作规程》，领会仪器设备的基本使用性能，认真学习仪器设备的基本操作，在得到指导老师的允许后方可操作仪器设备。
3.2注意个人安全和仪器设备安全，严禁违规操作。
实验室严禁烟火。
在实验台架现场，除了正常调节油门时必须靠近发动机外，其余时间均应与发动机台架保持足够的距离。
严禁在台架高速旋转部位与旋转中心垂直的方向逗留。
发动机工作时不允许抹擦发动机及台架的任何部位，同时要防止排气管高温烫伤，并对双耳做好适当的噪声防护。
3.3遇到突发事故（如发动机“飞车”等），实验台架现场的学生应紧急离开现场，交由指导老师负责处理。
控制室里的同学可在控制室里协助处理，如：
发动机“飞车”时赶紧对发动机测控系统采取快速关小油门及快速增加负荷的操作控制；按下“紧急停车”按钮等。
4、实验报告
4.1实验目的
4.2实验原理及参数测量原理
4.3实验内容
4.4实验数据：
详见附表1。
（手工填写）
4.5发动机性能实验曲线图：
4.5.1实验仪器设备连接简图详见图1（手绘）。
4.5.2总功率试验曲线详见图2（手绘）。
4.6实验分析：
4.6.1分析发动机总功率试验（外特性试验）中扭矩随转速变化规律（曲线）所涉及的主要调整（影响）或限制因数。
分析功率、燃油消耗率随转速变化规律（曲线）的成因。
4.6.2分析该实验发动机的动力性如何？
4.6.3问题与建议。
附表:
1
总功率试验数据报告表
第页共页
制造厂:
大气压力:
kPa
测功机型号:
燃油牌号:
修正系数
供油提前角：
型号:
进气温度:
℃
功率公式:
机油牌号:
α:
指导老师：
编号:
相对湿度:
%
试验日期:
试验地点:
β:
试验人：
序号
转速
功率
扭矩
燃油消耗
比燃油消耗
排气
机油
冷却水温
平均有效
压力
实测排放物浓度（PPM）
实测
修正
实测
修正
油量
油耗
实测
修正
温度
烟度
压力
温度
进水
出水
NOx
HC
CO
CO2
O2
r/min
kW
g
kg/h
℃
FSN
MPa
℃
℃
℃
kPa
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
附件2：
实验仪器设备名细表
序
号
仪器设备名称
型号规格
精度等级
设备编号
备注
1
发动机自动测控系统（矮柜）
FC2000
±
F-N-020
综合系统
2
电涡流测功机
GW100
±0.5%F·S
C-N-004
与FC2000系统配套使用
3
智能油耗仪
FC2210（1000g）
±0.4%F·S
F-N-017
4
动漕式水银气压表
DYM1（81-110kPa）
±40Pa
P-N-05
5
拉压力传感器
YZC-516（500kg）
±%F·S
C-N-004
配于GW100电涡流测功机上
6
磁电式转速传感器
磁电式
/
7
温湿度变送器
JWSL-2AT（0-100%）
（0-50℃）
±3%RH
±℃
F-N-020
与FC2000系统配套使用
8
热电偶
K型：
（0-1000℃）
±1%F·S
9
热电阻
Pt100：
（0-100℃）
±1%F·S
10
压力变送器（大气压力）
CYB-111G（80-110kPa）
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