发动机特性实验指导书01概要.docx

1、发动机特性实验指导书01概要汽车与交通学院汽车发动机原理B实验指导书适用专业: 汽车服务工程 课程代码: 6010389 学时: 40 学分: 2.5 编写单位: 动力机械与工程系 编 写 人: 张正芳 王永忠 审 核 人: 曾 东 建 审 批 人: 孙 仁 云 目 录 实验一 发动机机械损失的测定（灭缸法） （实验代码1）2实验二 发动机机械损失的测定（倒拖法） （实验代码2）5实验三 柴油机供油提前角调整特性实验或 汽油机点火提前角调整特性实验（实验代码3）7实验四 四冲程发动机的速度特性实验（实验代码4） 9实验五四冲程发动机的负荷特性实验（实验代码5）11实验六柴油机调速特性实验（实验

2、代码6）13实验七 调速器工作性能实验（实验代码7）15实验报告格式及要求 17主要参考文献 17实验一 发动机机械损失的测定（灭缸法）（实验代码1）一、实验目的和任务1、通过讲授和进行发动机机械效率的实际操作，熟悉常用的发动机测试设备，学会正确地操作，并懂得正确地进行发动机实验的方法。2、掌握用灭缸法测定多缸发动机的机械效率。二、实验仪器、设备及材料供实验用多缸柴油机（或汽油机）1台，测功机1台，油耗和转速测定装置1套、秒表、气压计、干湿球温度计、工具等各一套。三、实验原理、步骤及注意事项（）熟悉发动机实验用各项测试设备，结合课堂讲授，在教师和实验员的具体指导下，通过操作实践掌握：各项发动机

3、测试设备的操作方法和注意事项；发动机实验程序，测试结果的整理和实验报告的制作。（二）发动机机械损失的测定可用下列方法测定发动机的机械损失：示功图法从示功仪器录取气缸示功图，从中求出指示功率Pi，又从测功测得的有效扭矩Ttq，求得有效功率Pe值。则倒拖法当发动机以给定的工况运行，其热力状态达正常值后，切断发动机的供油，用电力测功机拖动发动机，测得拖动功率即为该工况下的机械损失功率Pm，则负荷特性法测取给定工况下柴油机的负荷特性，绘制以平均有效压力pme值为横坐标的小时耗油量曲线，在曲线上接近直线的线段作切线，延长与横轴相交。交点至原点的距离即为pmm。在测得给定工况Pe后：（见下图）注：此法只适

4、用于柴油机。灭缸法此法仅适用于多缸发动机。发动机在给定工况下稳定运转后，先测出其有效功率Pe的值，然后切断某一缸供油（或熄火），调节负荷，使发动机恢复原有转速，测取此时的有效值Pe1，那么，该缸的指示功率值为：BAB kg/hpme kPapmepmmBB图解法确定pmm值依次类推式中注脚分别为1、2i缸，i为发动机的气缸数。所以，发动机在给定工况下的指示功率为：则如果认为各缸负荷是均一的，那么，只需切断任一气缸的供油（或熄火）便可求得：应当指出：机械效率的构成，即影响机械损失的因素比较复杂，而且随发动机的热力状态而改变，因此上述方法都只能提供近似值，其中以示功图法的误差最小，但需要有复杂的设

5、备，而且只能供实验研究用。灭缸法简便易行，只要测功机有足够的精确度，那么误差可控制左右。本实验采用灭缸法。为此：1、 机械效率的测定，必须在熟悉发动机实验各项设备的操作和注意事项后进行。2、 对实验发动机作例行检查和保养。3、 起动发动机，并运转至正常工作状态。同时选定一个转速值进行该转速下的机械效率的测定。4、 调速器操纵手柄置于最大“油门”位置（或汽油机节气门处于最大开度），调节测功机负荷，使发动机稳定在选定转速下工作。测定发动机在该工况下的扭矩值Ttq和相应转速值n。5、 切断第一缸的供油（第一缸熄火），调节测功机负荷，维持选定转速不变。注意，转速要尽可能调节准确。6、 测定有效扭矩值T

6、tq和选定转速值n，算出Pe值。7、 恢复第一缸供油（恢复第一缸点火），待运转正常后，切断第二缸的供油（第二缸熄火），重复第5、6项。依次类推完成其余各缸的有效扭矩值和选定转速值的测定。8、 计算发动机的有效功率值Pe和Pe1、Pe2Pei值。9、 按灭缸法所列公式，计算发动机在选定转速下的机械效率m。10、 同理，给定另一转速，按上述步骤进行测定，可获得该转速下的机械效率m。给定不同转速进行测定，便可获得一系列m。据此可绘制该发动机的m随转速而变化的曲线.。四、思考题1、 简述发动机机械效率的测定方法和测定原理，并对测定的准确性作一评价。2、 试分析测定机械效率的过程中为什么要始终维持发动机

7、转速为一恒值，它对测定结果有什么影响？附：灭缸法测量发动机机械效率测量记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_ _大气压力： _ 大气温度： _大气湿度：_ _实验地点： _ _实验人员： _ _实验日期：_ _序号转速（r/min）操作Ttq（NM）Pe（kw）Pi（kw）冷却水温（）排气温度（）机油温度（）不灭缸TtqPePi灭一缸Ttq1Pe1Pi1灭二缸Ttq2Pe2Pi2灭三缸Ttq3Pe3Pi3灭四缸Ttq4Pe4Pi4实验二 发动机机械损失的测定（倒拖法）（实验代码2）一、实验目的和任务1、通过讲授和进行发动机机械效率的实际操作，熟悉常用的发动机测试设备，学会正确地操

8、作，并懂得正确地进行发动机实验的方法。2、掌握用倒拖法测定发动机的机械效率。二、实验仪器、设备及材料供实验用多缸柴油机（或汽油机）1台，测功机1台，油耗和转速测定装置1套、秒表、气压计、干湿球温度计、工具等各一套。三、实验原理、步骤及注意事项（）熟悉发动机实验用各项测试设备，结合课堂讲授，在教师和实验员的具体指导下，通过操作实践掌握：各项发动机测试设备的操作方法和注意事项；发动机实验程序，测试结果的整理和实验报告的制作。（二）发动机机械损失的测定倒拖法当发动机以给定的工况运行，其热力状态达正常值后，切断发动机的供油，用电力测功机拖动发动机，测得拖动功率即为该工况下的机械损失功率Pm，则本实验采

9、用倒拖法。为此：1、 机械效率的测定，必须在熟悉发动机实验各项设备的操作和注意事项后进行。2、 对实验发动机作例行检查和保养。3、 起动发动机，并运转至正常工作状态。4、 选定一个转速值进行该转速下的机械效率的测定，测定有效扭矩值Ttq和选定转速值n，算出Pe值。5、 切断发动机的供油（或熄火），用电力测功器拖动发动机，维持选定转速不变。注意，转速要尽可能调节准确。6、 测定测功器倒拖扭矩和选定转速值n，算出Pm值。7、 按倒拖法所列公式，计算发动机在选定转速下的机械效率m。8、 同理，给定另一转速，按上述步骤进行测定，可获得该转速下的机械效率m。给定不同转速进行测定，便可获得一系列m。据此可

10、绘制该发动机的m随转速而变化的曲线.。四、思考题1. 根据所测发动机在某一转速下测得的机械效率的结果，试分析影响机械效率的因素有哪些？提高机械效率的措施有哪些？2. 绘制机械效率随发动机转速而变化的曲线。附：倒拖法测量发动机机械效率测量记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_ _大气压力： _ 大气温度： _大气湿度：_ _实验地点： _ _实验人员： _ _实验日期：_ _序号转速（r/min）操作Ttq（NM）P（kw）Pi（kw）冷却水温（）排气温度（）机油温度（）不熄火TtqPePi熄火TtqPm不熄火TtqPePi熄火Ttq1Pm实验三 柴油机供油提前角调整特性实验 汽油

11、机点火提前角调整特性实验（实验代码3）一、实验目的和任务1、了解供油（或点火）提前角改变时，发动机动力性和经济性变化规律，从而确定发动机在每种转速下工作时的最佳供油（或点火）时间。2、若柴油机具有喷油提前角自动调节装置时，借此可核查装置工作的正确性；对于汽油机来说可借此核查点火提前角调节装置工作的正确性。二、实验仪器、设备及材料供实验用柴油机（或汽油机）1台，水力或电力测功机1台，油耗和转速测定装置，秒表，气压计，温度计（测大气温度），湿度计（测大气湿度），常用工具1套。三、实验原理、步骤及注意事项1、在实验开始前，应对全部实验设备及仪器进行仔细的检查，必要时进行维护。2、用定时管法确定供油提

12、前角；或用频闪法确定点火提前角。3、对被测试的柴油机（或汽油机）进行例行检查和保养。然后，起动柴油机（或汽油机），使其运转至正常工作状态。4、将喷油泵供油拉杆固定在最大供油位置（为了防止发动机有可能飞车，供油拉杆可由调速器操纵手柄置于最大“油门”位置）；或将节气门处于最大开度。5、调节测功机负荷，使发动机稳定在标定转速值，测取各项原始数据：测功机读数（即发动机扭矩）值、n值、t值，并作好记录。6、每做一个供油（或点火）提前角度后，改变供油（点火）间隔角2或3，每个测点的油耗克数应相同。测试结束后把各项数据记录下来，为了检查每个试点的准确性，需要绘制监督曲线，如图所示。各测试点数据如不符合监督曲

13、线的规律，需重做，直到相符为止。供油（点火）提前角特性实验监督曲线7、在整个测试过程中，要始终维持发动机在标定转速下工作，并尽可能做到准确。水温、机油温度、机油压力均在正常工作范围之内。8、根据原始数据，逐点算出Pe、B、be值，并绘成供油（点火）提前角调整特性曲线。9、需要制取其他转速的供油（点火）提前角特性，方法同前。10、在实验进行时，应分别观察并记录大气压力值，大气温度值和大气湿度值。若不符合“GB”规定标准，应对计算结果加以修正。四、思考题1、绘制被测试柴油机供油提前角调整特性曲线（附原始记录），并分析该发动机供油提前角对发动机性能的影响，为什么？ 2、绘制被测试汽油机点火提前角调整

14、特性曲线（附原始记录），并分析该发动机供油提前角对发动机性能的影响，为什么？附：发动机供油提前角（或点火提前角）调整特性实验记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_大气压力： _ 大气温度： _大气湿度：_实验地点： _实验人员： _ _实验日期：_ _实验顺序供油提前角（或点火提前角）(A)发动机转速n(r/min)有效扭矩Ttq（NM）有效功率Pe(kw)测试用油量G(g)经历时间t(s)耗油量B(kg/h)有效燃油消耗率be（g/kwh）冷却水温tw()排气温度tr()实验四 四冲程发动机的速度特性实验（实验代码4）一、实验目的和任务1、了解发动机在油门开度一定时，发动机扭矩

15、Ttq、功率Pe、有效燃油消耗率be和小时耗油量B随发动机转速n变化而变化的规律，从而确定发动机工作时的最佳转速范围。2、熟悉发动机速度特性的制取方法。二、实验仪器、设备及材料测试用发动机、测功机（水力或电力测功机），油耗和转速测定装置，秒表，气压计，大气温度计，常用工具等各一套。三、实验条件、步骤及注意事项（一） 实验条件在实验过程中，若把油门开度置于最大位置，则所测特性为外特性，否则便是部分负荷速度特性。因此，制取速度特性时应把油门开度置于某一确定的位置。维持发动机的冷却水温、机油温度和机油压力在正常的工作范围内。汽油机点火时间由自动点火提前角调整装置控制。柴油机的供油时间由喷油提前角自动

16、调节器控制。（二） 实验步骤1、 首先对所用设备及仪表进行仔细检查，必要时进行保养。2、 对被测试作起动前的例行保养。然后起动发动机，使其运转至正常技术状态。3、 按部位分工后，开始进行实验；将油门固定在某一确定的开度，使发动机满负荷稳定运转在最低转速处。此时，即为实验的起点。测取并记录耗一定量燃油V毫升所需要的时间t、测功机读数P和转速n，然后，操纵测功机依次减小发动机的负荷，使其转速逐渐增加，并根据所选择的转速间隔，使发动机稳定工作在某一转速处。这时，再测取并记录耗油V所需时间t、测功机读数P值及此时的转速。注意：最后测点应以发动机功率开始下降为准，对于带有限速器的汽化器，则应以限速器开始

17、起作用为最后测点。4、 在制取每一点时，均需记录发动机水温、机油温度及机油压力等参数。为了及时掌握实验进行的准确性，作监督曲线如图所示：5、 根据原始数据，逐点算出T1q、Pe、B、be值，并绘制被测发动机速度特性曲线。6、 在实验开始和结束时，应分别观察并记录大气状态：压力，温度，相对湿度。如不符合“GB”规定标准，则应对计算结果加以修正。四、思考题1、整理计算所测实验数据，绘制被测发动机的速度特性曲线，并作特性变化规律的分析。2、分析实验过程中出现的主要问题有哪些？这些问题对测量结果有何影响？3、根据试验数据和曲线，分析内燃机动力、经济性能变化规律及原因。4、大气压力、大气温度和相对温度对

18、试验结果有何影响？5、汽车在实际运行中，什么时候内燃机工作在速度特性之下？图速度特性实验监督曲线附：发动机速度特性实验记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_ _大气压力： _ 大气温度： _大气湿度：_实验地点： _实验人员： _ _实验日期：_ _实验顺序发动机转速n(r/min)有效扭矩Ttq（NM）有效功率Pe(kw)平均有效压力pme(kpa)测试用油量G(g)经历时间t(s)耗油量B(kg/h)有效燃油消耗率be（g/kwh）冷却水温tw()排气温度tr()实验五 四冲程发动机的负荷特性实验（实验代码5）一、实验目的和任务1、 通过实验，找出发动机在不同负荷下工作时的动

19、力性与经济性的变化规律。2、 了解（或熟悉）测功机的特性和工作原理，掌握测功机的操作方法。3、 了解（或熟悉）制取发动机的负荷特性的方法、步骤与基本操作技术。4、 了解柴油机（或汽油机）当转速不变时，燃油消耗率be，每小时油耗量，排气温度tr，随负荷Pe（或pme）变化的规律。二、实验仪器、设备及材料测功机（水力或电力）一台，柴油机或汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式）一只，温度计（排气温度、水温、油温）若干只，机油压力表，天平（或自动油耗测量仪），秒表，计算器一只，工具一套。三、实验条件、步骤及注意事项（一）实验条件1、 调整柴油机（或汽油机）各参数（供油提前角或点火提前角、喷

20、油压力、供油量、配气相位、气门间隙等）到规定值，紧固各连接螺栓，使发动机处于最佳技术状态。2、 起动发动机后，使发动机运转到正常工作状况。（二）实验步骤及注意事项1、 图：负荷特性实验曲线趋势起动柴油机（或汽油机），看油压正常否，有无漏气、漏水、漏油现象，发动机响声正常否，如有不正常情况应排除后，方能计速。选取制取负荷特性的转速值。并逐步加载，使发动机在选定转速下达到初步稳定的热平衡状态。2、 观察发动机的转速（1%），水温、机油温度和压力以及排温，是否达到规定值，只有达到规定值时，才能进行实验。3、 把柴油机（或汽油机）的转速保持在选定转速，逐渐增加负荷，第一次增加负荷后，调节油门，待发动机

21、稳定运转在选定转速下时，测量一次油耗G所用时间t，并计算出Pe、be、B的值，记录于表中。再增加负荷，重复上述步骤。4、 也可以从大负荷测试到低负荷。测量点最少不小于六点，取八个实验点较好。5、 测试完成后，按规定将柴油机（或汽油机）熄火，整理现场。四、思考题1、 在坐标纸上以be、B、tr为纵坐标，以Pe为横坐标绘制出被实验的发动机在选定转速时的负荷特性曲线。2、 你认为做好柴油机（或汽油机）负荷特性实验的要点是什么？3、 根据实验所绘出的特性曲线，简明分析评价你所实验发动机的性能。附：发动机负荷特性实验记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_大气压力： _ 大气温度： _大气湿

22、度：_实验地点： _实验人员： _ _实验日期：_ _实验顺序发动机转速n(r/min)有效扭矩Ttq（NM）有效功率Pe(kw)平均有效压力pme(kpa)测试用油量G(g)经历时间t(s)耗油量B(kg/h)有效燃油消耗率be（g/kwh）冷却水温tw()排气温度tr()实验六柴油机调速特性实验（实验代码6）一、实验目的和任务1、了解带调速器工作时，在负荷稳定的条件下，柴油机动力性和经济性的变化规律。2、检查调速器的工作性能。二、实验仪器、设备及材料被测柴油机1台，测功机1台，油耗和转速测定装置1套，秒表，气压计，温度计（测室温），湿度计，常用工具各1套。三、实验条件、步骤及注意事项（一）

23、 实验条件柴油机供油提前角选在标定工况时的最佳供油时刻，供油量按使用工况调整。在实验过程中，维持发动机的冷却水温、机油温度、机油压力在正常工作范围之内。（二） 实验步骤1、 对所用设备、仪器及被试柴油机进行例行的检查与保养。2、 起动发动机，并预热至正常工作状态，将调速器操纵手柄置于最大（油门）位置（也可做中间某一位置的调速特性实验）。3、 使柴油器在无负荷情况下，达到最高空转转速。待柴油机工作稳定后，开始测试。每测一个试点的具体方法与前述速度特性实验相同：并把每一试点时测得的P值，t值，n值及指示发动机工作的仪表读数记录下来。4、 此后，逐渐增加负荷，在75%Pe以后的实验点，负荷增加量要减

24、小，而且可用升速或降速的办法，找出调速器开始起作用的转斩点和速度特性段上的Ttpmax点。5、 绘制监督曲线如图nbe（ g/kwh）Ttq(N,m)图调速特性实验监督曲线6、 必要时，可作部分负荷调速特性实验，方法类同。7、 实验完毕，应使发动机在怠速运转几分钟，待热状态正常后，停车。四、思考题1、 对所测数据，必要时进行修正，整理，然后计算出发动机扭矩，有效功率，小时耗油量和耗油率，并填制测试记录。2、 作调速特性曲线，并作出分析。3、 对本次实验作出评价。附：柴油机调速特性实验记录表发动机型号： _测功机型号：_ _燃油规格：_ _大气压力： _ 大气温度： _大气湿度：_实验地点： _实验人员： _ _实验日期：_ _ _实验顺序发动机转速n(r/min)有效扭矩Ttq（NM）有效功率Pe(kw)平均有效压力pme(kpa)测试用油量G(g)经历时间t(s)耗油量B(kg/h)有效燃油消耗率be（g/kwh）冷却水温tw()排气温度tr()实验七调速器工作性能实验（实验代码7）一、实验目的和任务1、测定转速波动率；2、测定瞬时