汽油机速度负荷特性试验报告.docx

1、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：通过电涡流测功机测量汽油机的速度特性、负荷特性；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；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：1.2.3.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/mm79.3mm X 91.5mm怠速(r/min)总排量/L1.8整机净质量/kg压缩比10.3:1外形，长*宽

2、*高/mm3额定功率(kW)/转速(r/mi n)102kW/6200r/min曲柄长度/mm最大扭矩(N*m)/转 速(r/min)170N ?m/34003600r/min连杆长度/mm最低燃油消耗率/(g/(kW*h)243g/(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：0-600N m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

3、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:01000 OC 线性精度： 3%电压输出远传压力表测量压力YTZ-150量程：0600kPa 精度： 1.5%电压输出铂电阻测量温度P T100温度范围:0200 OC 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

4、: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 23%。调节旋钮，使转速以等差400r/min依次递增，本实验中从1200r/min开始增加。转 速每增大400r/min，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。500600(g/kW ?h)时即可。边记录，便进行燃油消耗率计算，当燃油消耗率达到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，所以每次改变后都需

5、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：时间：地点：汽研所发动机型号：吉利 4G18M1002012.4.2016:00-19:00603、 606环境温度：密度试验人员：刘泽民、周子超、陈璐凡、刘洋、彭世24。C/(kg/m 3):74O贤、郑大松、马骁彬大气压力：102.3k Pa大气湿度：40%班级：汽91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）1120011.735.54.272160011.8485.67

6、3200012.152.46.14240011.755.56.545280011.854.86.716320012.161.17.017360011.865.38.05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：转速转矩功率岀水温度排温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21200718.928239884.721819.4284018.113.9350334159976.612.8381.743384.727619.4293017.713.534932819996613.8281.345486.432319.330671713.635032124004

7、7.912.0480.846387.938019.3314516.713.8352322279937.110.878146189.339619.3325416.714.7360324319834.211.4581.148691.339919.3336617.515.8373328360023.68.981.251793.840219.334751816.7383369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：其中： P。一校正有效功率，KW；Pe实测有效功率;T进气温度，K；P进气总压，KP a;Pw水蒸气分压，KPa发动机标准进气状态为:进气参数

8、单位标准值进气参数单位标准值进气温度K298水蒸气分压PwKPa1进气干空气压KPa99进气总压PKPa100表格5:发动机标准进气状态2.速度特性曲线及分析:a.转速一功率曲线: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PPwPd（P-Pw）aa修正功率12008.92291.25102.30.4101.90.958.79159912.83290.85102.30.4101.90.9512.64199913.82290.15102.30.4101.90.9513.60240012.04289.85102.30.4101.90.9511.8

9、4279910.87289.85102.30.4101.90.9510.69319811.45290.65102.30.4101.90.9511.2736008.9291.15102.30.4101.90.958.77表格6 :校正系数结果分析：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 速一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

10、曲线出现波动；由于数据测量的误差导致。b.转速一转矩曲线:N?m结果分析：得到的汽油机转速一转矩曲线符合汽油机速度特性中转矩曲线的变化趋势， 即在较 低的转速下达到最大值， 然后随着转速的升高转矩下降。 正是由于转矩曲线下降的趋势， 使得 汽油机外特性曲线不需要调速以及校正，即具有自调整的特性。同样，在 3200r/min的位置处 出现了斜率反常的问题，可能是由于不稳定因素导致。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6比，即混合气比较浓。d.转速一进气量曲线: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

11、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。e.转速一排气温度曲线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。f.转速一充量系数曲线:表格7 :充量系数从而可以计算出各个转速下的充量系数，如下表:转速/(r/mi n)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1200291.25102.30.0012128.10.0002470.441615

12、99290.85102.30.0012137.50.000250.44751999290.15102.30.0012143.70.0002180.38982400289.85102.30.0012148.20.0001930.34362799289.85102.30.0012149.40.0001630.29093198290.65102.30.0012156.60.0001590.28463600291.15102.30.00121580.0001510.2706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

13、度增加发动机进气流动损失增大。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。g.转速一BSFC曲线:有效燃油消耗率计算：be 1000g / (KW? h)pe转速 / ( r/min )有效功率/KWB/ ( L/h )BSFC/(g/(KWh)12008.924.27354.24159912.835.67327.03199913.826.1326.63240012.0

14、46.54401.96279910.876.71456.80319811.457.01453.0536008.98.05699.33表格8: BSFCg/(KWh)r/min. 3600000e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et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，也有可能是环境变化导致，总体来讲，实验较为成功， 达到了预期的目的。第二部分：负荷特性九、实验原理：利用控制室里的测功机操作面板的 n/P模式调节发动机

15、转速稳定在 1300r/min，然后在n/M模式下，通过调节旋钮，增大扭矩值，直至找到一个合适的值，使得燃油消耗率达到 500600g/(kW ?h)，本实验中取扭矩最大值为 155N ?m。依次相对较均匀地设定扭矩值为 25(N ?m)、40(N ?m)、55(N ?m)、70(N ?m)、85(N ?m)、100(N ?m)、115(N ?m)、130(N ?m)、155(N ?m)，并记录相对应的油耗值、 空燃比和进气流量，同时利用计算机的软件操作界面记录下转速、扭矩等参数的平均值。十、实验要求及方法：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

16、次改变M后，系统都需要一定的时间达到稳定的状态， 所以每次改变 M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； 十一、 实验数据记录：1.手工记录数据：试验名称：电控汽油发动机转速为 1600r/min的负荷特性试验实验日期：2012420时间：16:00-19:00地点：汽研所603、 606发动机型号：吉利 4G18M100燃油编号：密度/(kg/m 3):740试验人员：刘泽民、周子超、陈璐凡、刘洋、彭世 贤、郑大松、马骁彬大气压力：大气温度：班级：汽91序号转矩M( N m空燃比A/F进气量Ga/(kg/h)燃油消耗率B(L/h)125

17、.711.821.72.65240.611.726.33.29354.511.732.33.82468.911.5394.67585.111.3465.6569911.156.27.57114.710.963.48.64812911.2506.359133.11164.58.68表格3:汽油机负荷特性数据表格(手工记录)2.软件记录数据：转速转矩功率岀水 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2130125.73.580.930079.126119.4117616.313.6348396130840.65.5681.132179.926019.4135616.21

18、3.7348373132154.57.5481.934580.625219.4150316.113.5349366129668.99.3582.139181.624719.4171716.113.6348366129985.111.5882.542182.224719.4185816.213.434636913009913.4882.146784.322919.4230217.213.93483461300114.715.618348484.522919.4241117.413.7349330129612917.5183.250583.623619.4214616.813.7348370129

19、8133.118.098351484.922719.4262817.813.7348356表格4 :汽油机负荷特性数据表格（电脑记录） 十二、 试验数据整理及分析总结：1.对功率进行修正：转速功率进气温度PPwPdAa功率13013.5289.45102.30.4101.90.953.43939813085.56289.35102.30.4101.90.955.46259713217.54289.25102.30.4101.90.957.40637312969.35289.25102.30.4101.90.959.184296129911.58289.35102.30.4101.90.9511

20、.37713130013.48290.35102.30.4101.90.9513.27129130015.61290.55102.30.4101.90.9515.37467129617.51289.95102.30.4101.90.9517.22464129818.09290.95102.30.4101.90.9517.83199表格5 :功率修正2. Pe BSFQ曲线:g/(KWh)kWIBSFC主结果分析：汽油机特性曲线中 BSFC曲线的趋势如图，先下降达到最小之后再上升。要影响因素是 et ,它是有效效率的体现。有效效率又受到机械效率以及指示效率的影响。F图给出了 BSFC与et的对比

21、图。g/(KWh)3.功率一空燃比曲线:A/F降低。其原因结果分析：汽油机功率一A/F曲线呈现下降的趋势，即随着功率的增大, 是发动机为了提供更大的功率，混合气越来越浓。4.功率一排气温度曲线:kW结果分析：可以看到随着功率增加，排气温度不断上升。功率增加发动机单位时间产生的热 量增加，导致发动机排气温度增加。5.功率一进气量曲线：Ga/(kg/h)kW结果分析：随着功率的上升，发动机的进气量不断增加。表明发动机的功率与进气量有一定 的对应关系，因为进气量与充量系数有关，而充量系数直接影响发动机的动力性。十三、试验总结：从各个曲线的走势和结果分析中可以看出， 实验得到的数据与书中的变化趋势都基本相符，但是从所有图中可以看出， 在倒数第二个数据点出产生了较大的误差， 在之前的结果分析中并没有给出原因， 在这里统一作出说明， 是由于在实验过程中， 有一个试验点由于同组同学走神没有及时记录， 所以是在之后的返工中重新调到相应的转矩处进行的记录，但是由于返工之后的工况、温度、 都发生了变化，他们对数据的影响都不能忽略，从而造成了本次试验的缺陷，影响了数据的整体性。