汽油機(jī)速度特性試驗(yàn)報(bào)告

1、重慶大學(xué)研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書實(shí)驗(yàn)課程名稱：汽油機(jī)速度特性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：學(xué) 院：專業(yè)及類別：學(xué) 號：姓 名：實(shí)驗(yàn)日期：成 績：重慶大學(xué)研究生院1.1試驗(yàn)?zāi)康?1)了解和掌握汽油發(fā)動機(jī)功率、轉(zhuǎn)速和燃油消耗量的測量方法。(2)理解汽油發(fā)動機(jī)速度特性的概念并掌握試驗(yàn)方法。(3)掌握汽油發(fā)動機(jī)速度特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算整理、曲線的制作和分析方法。1.2試驗(yàn)要求(1)試驗(yàn)前，復(fù)習(xí)發(fā)動機(jī)原理和構(gòu)造，熟悉和掌握與本試驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的和發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)。(2)試驗(yàn)中，按指導(dǎo)老師的要求操作儀器設(shè)備，正確觀測和記錄數(shù)據(jù)，按步驟進(jìn)行試驗(yàn)。(3)試驗(yàn)后要求認(rèn)真撰寫試驗(yàn)報(bào)告，正確處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并規(guī)范列出試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果

2、表格。(4)繪制有關(guān)的速度特性曲線，結(jié)合原理對試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)特性曲線進(jìn)行分析和討論。(5)嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)則（安全、儀器操作、試驗(yàn)流程等）。1.3主要試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)組成：被測件（柴油/汽油發(fā)動機(jī)（H15TGDI）、測功機(jī)部分（DW250kW 電渦流測功機(jī),最高轉(zhuǎn)速10000 rpm、轉(zhuǎn)動慣量0.231kgm2、扭矩測量精度±0.4%FS、轉(zhuǎn)速測量精度± 1rpm;6通道低溫采集模塊、8通道高溫采集模塊、8通道壓力采集模塊8；溫度傳感器PT100精度±1，高溫傳感器K型精度±5）、試驗(yàn)保障系統(tǒng)（發(fā)動機(jī)水溫恒溫系統(tǒng)、機(jī)油恒溫系統(tǒng)、燃油恒溫系統(tǒng)等）、 機(jī)械部

3、分（平臺、支架、聯(lián)軸器等）、測試軟件（ET2000 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)）。1.4發(fā)動機(jī)臺架系統(tǒng)裝置圖A1-1汽油發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖1.5發(fā)動機(jī)參數(shù)試驗(yàn)用缸內(nèi)直噴汽油機(jī)，參數(shù)種類如表A1-1所示表A1-1 缸內(nèi)直噴汽油機(jī)參數(shù)發(fā)動機(jī)形式直列四缸燃料及標(biāo)號97#汽油發(fā)動機(jī)型號H15TGDI點(diǎn)火順序1-3-4-2缸徑*行程/mm76x82.6額定功率（kW）/轉(zhuǎn)速(r/min)125/5500總排量1.5L最大扭矩（N.M）/轉(zhuǎn)速（r/min）230/4000壓縮比10:1連桿長度/mm133進(jìn)氣形式增壓供油方式直噴1.6實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法1.試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)試驗(yàn)條件，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18297-20

4、01汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法的規(guī)定進(jìn)行控制。測量儀表精度及測量部位應(yīng)符合GB/T 18297-2001 的規(guī)定。2.試驗(yàn)方法(1)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18297-2001汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法進(jìn)行。(2)測量數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速與選定轉(zhuǎn)速相差不應(yīng)超過1%或±10r/min，發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定1min后，方可進(jìn)行試驗(yàn)測量。(3)利用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制采用測功機(jī)恒轉(zhuǎn)速、油門調(diào)節(jié)方式（n/P）和（n/M）模式結(jié)合使用，調(diào)節(jié)n旋鈕，使在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。(4)試驗(yàn)中由于汽油機(jī)燃油易揮發(fā)。為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，相同的工況測量3次，以其平均值作為該工況的燃油消耗量數(shù)據(jù)。(5)試驗(yàn)中空氣消耗量測量時(shí)：由

5、于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣具有脈動效應(yīng)，因此從二次儀表中應(yīng)讀取波動的最大值和最小值，其平均值即為該工況的空氣消耗量數(shù)值，單位為kg/h。每一工況要求至少測量兩次，求平均值為該工況的測量數(shù)據(jù)。1.7 試驗(yàn)步驟及內(nèi)容(1)檢查發(fā)動機(jī)安裝是否正確、安全、可靠。打開燃油開關(guān)、冷卻水閥門及各測試系統(tǒng)開關(guān)，如發(fā)動機(jī)測控儀等，起動發(fā)動機(jī)，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無明顯的不穩(wěn)定現(xiàn)象。無問題則進(jìn)行發(fā)動機(jī)預(yù)熱及試驗(yàn)前的其它裝備工作(2)當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)熱要求后，選取規(guī)定的油門位置，開始進(jìn)行發(fā)動機(jī)速度特性試驗(yàn)，每次適當(dāng)選擇8個(gè)以上的測量點(diǎn)。試驗(yàn)中發(fā)動機(jī)采用測功機(jī)恒定轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)油門方式（n/P）。1.8試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及總結(jié)要求(1)按表A1-3填

6、寫試驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)表格(2)在坐標(biāo)圖上畫出速度特性試驗(yàn)（全油門位置即外特性）的性能曲線,要求滿足對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評價(jià)的需要進(jìn)行分析和評價(jià)的需要全面反應(yīng)測試數(shù)據(jù)，。表A1-3 發(fā)動機(jī)外特性試驗(yàn)記錄表發(fā)動機(jī)型號： H15TGDI 測功機(jī)型號： DW250 節(jié)氣門開度： 100% 燃油規(guī)格： 97#汽油 大氣壓力： 97.4 kPa 大氣溫度： 2127 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)： 汽車內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)組別： 第一組 實(shí)驗(yàn)日期： 2017.1.12 注：轉(zhuǎn)速分別與功率、扭矩、燃油消耗率、空燃比、增壓比(或過量空氣系數(shù))、工質(zhì)溫度壓力等的相關(guān)性特性曲線。轉(zhuǎn)速扭矩功率油耗量節(jié)氣門開度修正系數(shù)修正扭矩修正功率油耗

7、率rpmNMkWkg/h%-NMkWg/kWh800112.29.42.451001.023114.89.62260.541200160.120.125.721001.034165.5320.8284.071600199.533.449.31001.026204.7534.3278.152000221.646.4313.691001.037229.7948.13295.032400221.255.5816.411001.023226.3656.89295.082800221.264.8620.021001.015224.5365.84308.733200221.774.2923.81001.0

8、28227.8976.37320.253600220.483.0727.981001.016223.8284.38336.884000221.292.6432.581001.022225.9794.65351.644400222102.338.191001.019226.25104.25373.184800220.7110.944.41001.022225.64113.42400.155200201109.542.161001.023205.68112385.135600190.5111.743.481001.022194.6114.14389.11機(jī)油溫度機(jī)油壓力進(jìn)水溫度進(jìn)水壓力出水溫度出水

9、壓力大氣溫度大氣濕度大氣壓力kPakPakPa%kPa90.9139.28824789.897.352135.197.4932038624390.297.322626.797.497.4263.285239.590.197.352332.297.4101.8308.985235.990.297.382728.197.4102.334684237.190.198.222440.298.2104.5353.783231.890.298.22146.398.2108.2358.182225.59098.162734.198.2109.1368.582209.390982050.398112.6358

10、.582215.690.397.942245.598115.7372.682210.590.697.872049.197.9120.5374.18220290.897.742244.497.8123.6373.482191.790.597.722245.297.712637882181.190.797.712144.697.7進(jìn)氣溫度進(jìn)氣歧管溫度進(jìn)氣歧管壓力曲軸箱壓力渦前溫度渦前壓力中冷前溫度中冷前壓力中冷后溫度中冷后壓力一缸進(jìn)氣溫度kPakPakPakPakPa2037104.997.5544644105.216.9104.9362734.7126.497.367023.964.912724

11、.6126.3352333.1149.896.881149.982.715125.1149.7352836.5170.696.390379.2106.5172.330.7170.4372535.2174.996.889790102.817729.4174.7362135.9179.296.3907106.399.9182.429.6179.2382742.5183.395.7902125.5110.8187.337.8183.3442041183.895907141.9105.1188.536.3183.8432243.6189.794.6904168.1112.4195.539.5189.7

12、462143.8192.594.4903198.6115.2199.940.1192.6462252.520795.1910250.8132.6216.349.7207.455225218494.8906223.6119.7193.648.6184.4542147.7178.994.9907231.2117.2189.444.2179.850二缸進(jìn)氣溫度三缸進(jìn)氣溫度四缸進(jìn)氣溫度一缸排氣溫度二缸排氣溫度三缸排氣溫度四缸排氣溫度渦后排溫渦后排壓LAMBDAkPaV37.44037477520504484436.72.41.0134.93835576637621586549.74.10.9634.1

13、3734669744739683673.17.31.0136.6383677285084277274911.60.9435.73735809861843803732.413.20.937.23937827873856817754.116.60.8543.94544830870855822755.821.20.8242.44342838875860831769.825.90.7945.54645846879861836769.931.80.7645.64645849883862844773.539.20.7354.65554864900871862773.548.80.753.654538638

14、93865861781.246.40.7249.35049869898866870783.148.90.73圖A1-2轉(zhuǎn)速-扭矩曲線圖A1-3 轉(zhuǎn)速-功率曲線圖A1-4轉(zhuǎn)速-燃油消耗率曲線圖A1-5轉(zhuǎn)速-過量空氣系數(shù)曲線圖A1-6轉(zhuǎn)速-增壓比曲線圖A1-7 轉(zhuǎn)速-空燃比曲線(3)對比上述性能曲線及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行下述分析、討論。測定及計(jì)算發(fā)動機(jī)的升功率、最大功率、最大扭矩、最大制動平均有效壓力，對發(fā)動機(jī)動力性進(jìn)行評價(jià)。答：發(fā)動機(jī)的升功率：根據(jù)所做的發(fā)動機(jī)外特性曲線，發(fā)動機(jī)的最大功率為113.42kW，發(fā)動機(jī)的最大扭矩為229.79Nm發(fā)動機(jī)最大制動平均有效壓力通過計(jì)算和查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機(jī)的升功率

15、、最大功率、最大扭矩及最大制動平均有效壓力等參數(shù)指標(biāo)都在要求范圍內(nèi)，因此可以通過這些參數(shù)得到本次試驗(yàn)用發(fā)動機(jī)的動力性可以滿足使用需求，符合標(biāo)準(zhǔn)。分析外特性上增壓比數(shù)據(jù)的變化趨勢，說明其控制理由和控制的措施。答：通過做發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速-增壓比圖可以發(fā)現(xiàn)，增壓比在轉(zhuǎn)速開始增長的階段（8002000r/min），隨著轉(zhuǎn)速的增長以較快的速度增長；在轉(zhuǎn)速增長到一定階段（20004400 r/min）后，隨著轉(zhuǎn)速的增長增壓比依舊在增長，增長速度有所放緩；當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增長（44004800 r/min），增壓比隨著轉(zhuǎn)速增長繼續(xù)以較快速度增長，之后，增壓比隨著轉(zhuǎn)速的增長而極速降低。一臺發(fā)動機(jī)壓縮比的高低是判斷其性能

16、高低的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機(jī)壓縮比越高，汽油與空氣的混合越充分，能發(fā)出的功率也就越高，因此許多廠家也都想把自身發(fā)動機(jī)的壓縮比提高。但往往每件事物都有其兩面性，發(fā)動機(jī)壓縮比越高，則意味著燃燒時(shí)放出的能量越大，活塞、氣缸、曲軸等發(fā)動機(jī)部件受力就越大，同時(shí)對發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)也有著更高的要求。因此，如果一味把發(fā)動機(jī)的壓縮比提高，且結(jié)果最終會適得其反，會帶來爆震，爆缸，震動等問題。目前流行的增壓技術(shù)，通過發(fā)動機(jī)外部的空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣到汽缸內(nèi)部，使得發(fā)動機(jī)在壓縮過程中，更多的空氣與燃油能夠充分混合，做功時(shí)釋放出更多的能量，從而提高發(fā)動機(jī)的功率與扭矩。分析外特性上空燃比(或過量空氣系數(shù))數(shù)據(jù)的變化趨勢，說明其標(biāo)定的理由。答：空燃比在轉(zhuǎn)速為12001600r/min時(shí)隨轉(zhuǎn)速增長呈較快上升趨勢，在48005600r/min間隨轉(zhuǎn)速增長呈緩速增長趨勢，其余都隨轉(zhuǎn)速增長呈下降趨勢。標(biāo)定空燃比（或過量空氣系數(shù)）是希望通過此途徑來提高發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)、改善燃燒過程對發(fā)動機(jī)的影響，以此提高發(fā)動機(jī)的性能。觀察大氣溫度、壓力對發(fā)動機(jī)外特性性能測試數(shù)據(jù)的影響，論述如何消除大氣環(huán)境因素對發(fā)動機(jī)性能測量的影響。答：大氣溫度和壓力都會對發(fā)動機(jī)外特性測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，使得數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，并且可能出現(xiàn)不同程度的波動，使得臺架試驗(yàn)的準(zhǔn)確性受到影響。因此，在試驗(yàn)中要盡量避免此類現(xiàn)象的產(chǎn)生，例如，實(shí)驗(yàn)在恒