发动机原理实验关于万有特性的.docx

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发动机原理实验关于万有特性的

第2组

西华大学实验报告

开课学院及实验室：

交通与汽车工程学院内燃机实验室实验时间：

2011年月日

学生姓名

学号

实验成绩

课程名称

汽车发动机原理实验

课程代码

8235540

实验项目名称

项目代码

指导教师

项目学分

实验课考勤

实验工作表现

实验报告

1、实验目的

2、实验设备、仪器及材料

3、实验内容

3.1一般实验（非上机实验）：

3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容）

3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程）

3.1.3实验记录（核心代码及调试过程）

3.2上机实验：

3.2.1上机实验的内容及要求

3.2.2算法设计思想与算法实现步骤

3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法

3.2.4程序运行的结果

注解：

理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。

4、实验总结

4.1实验结果分析及问题讨论

4.2实验总结心得体会

注解：

实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。

其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。

说明：

各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。

一、实验目的和任务

1、进一步掌握万有特性曲线意义

2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法

3、了解万有特性曲线的用途

负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。

广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。

根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。

二、实验仪器、设备及材料

测功机（电涡流型）一台，汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式，或测功机自带转速）一只，温度传感器（排气温度、水温、油温）若干个，机油压力表，自动耗油测量仪，以上各部分可能集成为发动机测控台架一套。

大气压力、温度、湿度计各一支。

计算器一只，工具一套，燃料若干。

三、实验原理及步骤

（一）、起动发动机，并预热之，待发动机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可开始实验；

（二）、分组按发动机速度（或负荷特性）实验方法完成一系列不同节气门开度下的速度特性，或者不同发动机转速下的负荷特性。

（三）、根据发动机类型的不同，万有特性有两种绘制方法，即负荷特性法和速度特性法。

对于柴油机，一般是根据不同转速下的负荷特性，用作图法求出；对于汽油机，则根据不同节气门位置的速度特性，用作图法求得。

万有特性作图法

（一）

负荷特性法：

1、将各种转速下的负荷特性以平均有效压力Pme为横坐标，以be为纵坐标，以同一比例尺、在同一张图纸上绘出特性曲线。

2、根据发动机工作转速范围，标出万有特性横坐标n的标尺，纵坐标Pme的标尺与整理得到的负荷特性上的Pme标尺相同。

3、将负荷特性旋转90°后，置于万有特性纵坐标轴的左侧，使同样是平均有效压力的两个坐标对齐。

在负荷特殊图上引若干条等燃油消耗率与be线相交，每条线各有一至二个交点；再从每一个交点引水平线至万有特性上与负荷特性线相同转速的位置上，获得若干新交点，并在每一个交点上标注出燃油消耗率的数值。

4、所有转速下的负荷特性都经过这样的转换后，依次将be值相等的点连成光滑曲线，即可得到万有特性上的等燃油消耗率线。

等功率曲线是根据式Pe=K*Pme*n作出，其中K对于一个给定的发动机为常数，这样，在Pme～n坐标中，等功率曲线是一族双曲线。

图7-15万有特性作图法

（一）

图7-16万有特性作图法

（一）

万有特性作图法

（二）

速度特性法：

根据汽油机的速度特性作出万有特性：

1、第一象限中绘出不同节气门开度的速度特性上的转矩曲线（以平均有效压力Pme表示），在曲线尾端标出相应的节气门开度。

2、在第四象限绘出相应节气门开度下的燃油消耗率be曲线，同样注明节气门开度的百分数。

3、在be的坐标轴上，引用若干条等燃油消耗率的水平线与曲线相交，每一水平线与be曲线族均有一组交点，通过交点引铅垂向上至第一象限，与相应开度的转矩曲线相交，得到一组新交点，并注明燃油消耗率数值。

此时，同一组交点的be值是相等的。

4、将等be值的各点连成光滑的等值线，并标上相应的数值，从而得到万有特性上的等燃油消耗曲线。

图8-9万有特性作图法

（二）

（四）、由于计算机测试技术以及计算技术的应用，也可采用数值计算方法对大量的试验数据进行回归及等直线的插值运算，从而直接得到万有特性。

（五）、绘制如下所示万有特性曲线：

四、实验注意事项

1、测功器和内燃机的水、油、电路是否通畅，油、水量是否合乎要求；试验所用仪器是否处于良好状态，精度能否满足要求；各附件是否合乎GB/T6072﹒3-2003要求；

2、根据分工，到各自的工作岗位熟悉仪器设备，做好实验前的所有准备工作；

3、起动内燃机进行暖机，待达到规定的温度后，再调节油门及测功器，使其达到规定的工况，在其转速及排气温度稳定后再进行数据的测量（GB/T6072﹒3-2003规定每个实验工况运行时间不应不少于1分钟）；

4、每种试验工况的全部参数应同时测录：

试验中，应绘制监督曲线，即绘制主要原始参数与试验中选定的参数间的关系曲线。

如有异常数据，要及时分析原因，进行补测；

5、全部试验内容完成后，配合调整内燃机和测功机，使内燃机在怠速工况下运转，待温度降低后，切断燃油供应（或切断点火开关），使内燃机停止运转；

五、实验记录

各转速下的趋势线公式：

n=1200y=14.732x2-178.4x+839.44n=1400y=10.086x2-127.07x+705.19

n=1600y=8.1354x2-108.5x+661.17n=1800y=6.959x2-99.127x+656.7

n=2000y=9.3491x2-129.56x+726.36n=2200y=8.5436x2-118.93x+690.06

n=2400y=7.8626x2-112.15x+660.16n=2600y=7.8443x2-119.74x+709.65

n=2800y=7.3773x2-112.3x+676.02n=3000y=6.8363x2-106.44x+667.41

n=3200y=8.5697x2-124.32x+701.1n=3400y=8.5656x2-129.85x+777.31

n=3600y=10.396x2-150.62x+822.9n=3800y=9.9617x2-143.4x+806.16

n=4000y=12.449x2-171.34x+885.99n=4200y=13.151x2-176.82x+899.72

列出如下相关数据表格：

依据数据绘出的万有特性曲线：

外特性曲线：

六、思考题

1、万有特性曲线的定义是什么？

答：

为了能在一张图上较全面地表示内燃机各种性能参数的变化，经常应用多参数的特性曲线，称为万有特性。

万有特性一般是在以转速n为横坐标、平均有效压力Pme（或转矩Ttq）为纵坐标的坐标平面内绘出一些重要的等值曲线族。

2、万有特性曲线的用途是什么？

答：

通过万有特性可以方便地查出发动机在各工况下的性能指标，便于以此为准，设计发动机充分使发动机在最佳状态下工作。

七、实验心得

通过发动机万有特性曲线的上机实验，除了对万有特性有了实践绘制的体验外，更重要的是通过童老师的讲解学会了用EXCEL来处理表格数据，绘制曲线，解决内燃机分析问题。

此次实验收益颇深。