發(fā)動機原理試驗指導書

1、發(fā)動機原理試驗指導書辛喆 張學敏2006年3月I / 28目 錄前言1試驗一 柴油機負荷特性試驗8試驗二 汽油機負荷特性試驗9試驗三 汽油機速度特性試驗10試驗四 柴油機調(diào)速特性試驗11試驗五 汽油機排氣污染物的雙怠速測量試驗12試驗六 柴油機自由加速煙度測量試驗（濾紙式）15試驗七 柴油機自由加速煙度測量試驗（不透光煙度法）18附錄： 發(fā)動機原理復習思考題20II / 28前言1. 概述1.1發(fā)動機性能試驗的內(nèi)容和目的 根據(jù)不同的試驗目的，發(fā)動機試驗一般分為以下幾種：1 新產(chǎn)品或強化、改進、變型、轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的發(fā)動機性能及可靠性耐久性試驗；2 產(chǎn)品出廠前的性能調(diào)整及定期抽查試驗；3 商業(yè)貿(mào)易中的

2、驗收試驗和各種研究性試驗等。發(fā)動機性能試驗包括發(fā)動機的各種特性（如負荷特性、速度特性、調(diào)速特性、萬有特性等）試驗、起動性能試驗、各缸工作均勻性試驗和機械效率的測定等。內(nèi)燃機的新產(chǎn)品或改進后的產(chǎn)品都應進行全面的性能測定，以考核其性能指標是否達到設計或改進的要求。試驗應按照國家標準的規(guī)定進行。1.2 試驗條件1. 試驗前制造廠應提供內(nèi)燃機必要的技術(shù)文件。2. 試驗前內(nèi)燃機允許按制造廠規(guī)定進行磨合。3. 除另有協(xié)議外，試驗應在制造廠試驗臺或主管部門指定的試驗中心進行。4. 除另有協(xié)議，試驗用燃油和機油應按照內(nèi)燃機使用說明書規(guī)定，質(zhì)量要求應符合有關(guān)石油產(chǎn)品標準的規(guī)定。燃油中不得加消煙劑。5. 試驗時，

3、內(nèi)燃機必須裝有符合專業(yè)標準規(guī)定的附件。6. 與傳動裝置（如液壓機構(gòu)，換向機構(gòu)）制成一體或帶有發(fā)電機的內(nèi)燃機不能分開試驗外，一般只對內(nèi)燃機本身單獨進行試驗。7. 試驗時，不得對內(nèi)燃機進行調(diào)整（因試驗條件和項目要求需要調(diào)整者除外）。8. 試驗時，內(nèi)燃機的燃油、機油和冷卻介質(zhì)的溫度應按專業(yè)標準或產(chǎn)品使用說明書規(guī)定。1.3試驗和檢查項目內(nèi)燃機的試驗和檢查項目由各專業(yè)標準規(guī)定，無規(guī)定時，可參照表1。表 1序號試驗、檢查項目試驗類別定型試驗驗收試驗抽查試驗12345678起動性能試驗調(diào)速性能試驗負荷特性試驗速度特性試驗使用特性試驗萬有特性試驗標定功率工作穩(wěn)定性試驗空載特性試驗×1 / 28910

4、11121314151617181920212223最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速測定最低工作穩(wěn)定轉(zhuǎn)速測定各缸工作均勻性試驗機械效率的測定熱平衡試驗噪聲測定排氣煙度測定排氣排放測定機械振動和曲軸扭轉(zhuǎn)振動試驗活塞漏氣量測定機油消耗的測定清潔度測定特殊性能試驗功能檢查可靠性耐久性試驗×注： 符號說明：推薦進行的項目；×可不進行的項目；按需要選定進行的項目。 對推薦進行的項目“”及按需要選定進行的項目“”，若項目中包含多項內(nèi)容時，也可擇需進行部分內(nèi)容試驗。 試驗類別說明定型試驗：內(nèi)燃機在投入批量生產(chǎn)之前為檢驗內(nèi)燃機的性能指標是否達到設計或改進的要求，并對其可靠性耐久性作出評價所進行的試驗。 驗

5、收試驗：為檢驗產(chǎn)品是否符合合同和有關(guān)技術(shù)文件所規(guī)定的技術(shù)要求而進行的試驗，它也可與抽查試驗結(jié)合進行。抽查試驗：成批或大量生產(chǎn)的內(nèi)燃機應根據(jù)批量的大小，抽取一定數(shù)量的產(chǎn)品進行性能試驗和功能檢查，必要時，同時進行可靠性、耐久性試驗，以考核內(nèi)燃機制造質(zhì)量的穩(wěn)定性。1.4測量參數(shù)和要求1.4.1 基本測量參數(shù)列于表2。具體可根據(jù)試驗和檢查項目的需要以及內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)可能性予以增減。表2 基本測量參數(shù)序 號測 量 參 數(shù)123456大氣壓、環(huán)境溫度（進氣溫度）和相對濕度內(nèi)燃機的進氣壓力中冷器冷卻介質(zhì)進口和出口溫度內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩內(nèi)燃機有效功率2 / 28789101112131415161718192

6、0212223242526燃油消耗量及相應的測定時間燃油消耗率內(nèi)燃機排氣總管或渦輪增壓器后的排氣溫度及絕對壓力渦輪增壓器燃氣進口溫度和絕對壓力增壓器或掃氣泵轉(zhuǎn)速增壓器或掃氣泵出氣口空氣的絕對壓力和溫度中冷器后的空氣絕對壓力和溫度排氣支管的排氣溫度氣缸壓縮壓力和最高爆發(fā)壓力內(nèi)燃機機油壓力和溫度增壓器的機油進口壓力和溫度機油冷卻器前、后的機油壓力和溫度內(nèi)燃機冷卻介質(zhì)的進、出口溫度（包括中冷器冷卻介質(zhì)進口和出口溫度）噴油泵進口處柴油壓力和溫度機油消耗量，機油消耗率或機油燃油消耗百分比內(nèi)燃機的噪聲柴油機的排氣煙度排氣中有害氣體成分的平均比排放量，質(zhì)量排放量，排放濃度機械振動與曲軸扭轉(zhuǎn)振動活塞漏氣量1.

7、4.2 試驗時，內(nèi)燃機各項參數(shù)的測量按GB1105.387內(nèi)燃機臺架性能試驗方法：測量技術(shù)的規(guī)定。1.4.3 除試驗項目要求測取參數(shù)的瞬時值外，各項參數(shù)均應在內(nèi)燃機工況穩(wěn)定運轉(zhuǎn)1min后測取。主要參數(shù)應至少測定2次，取平均值。1.5 測量技術(shù)1.5.1 測量條件1.5.1.1 測量前,應先使內(nèi)燃機在規(guī)定的工況下進行較長時間的運轉(zhuǎn)，以保證各處的工作溫度達到制造廠規(guī)定的穩(wěn)定狀態(tài)。1.5.1.2 測量過程中，內(nèi)燃機不得進行任何調(diào)整（試驗項目要求調(diào)整者除外）。1.5.1.3 測量時各項參數(shù)應保持在本標準第5章規(guī)定的準確度范圍內(nèi)。1.5.2 測量準確度（部分）表3 參數(shù)準確度一覽表編號參 數(shù)符號單 位準

8、確度備 注1轉(zhuǎn)矩TtqN·m (kgf·m)±1.5%中低速大功率柴油機為±2%2轉(zhuǎn)速nr / min±1%中低速大功率柴油機為±2%3 / 283有效功率PekW (馬力)±2%中低速大功率柴油機為±3%4燃油消耗率beg / kW·h±3%5壓力6大氣壓（絕對）p0kPa (mmHg)±0.5%環(huán)境狀況參數(shù)7機油壓力p MkPa (kgf / cm2)±5%8溫度9冷卻介質(zhì)溫度T HK或±2K包括中冷器冷卻介質(zhì)進、出口溫度10機油溫度T MK±2K11

9、柴油溫度T fK±2K12環(huán)境溫度（進氣溫度，內(nèi)燃機或掃氣泵進氣口空氣溫度）T aK±2K環(huán)境狀況參數(shù)13排氣溫度14排氣總管或渦輪增壓器后的排氣溫度T rK±15K15消耗量17燃油消耗量Bkg / h±2%18排氣的排放18煙度R波許單位±0.3波許單位19有害氣體成分的平均比排放量B sig / kW·h商定有害氣體成分的質(zhì)量排放量G ig / km商定20有害氣體成分的排放濃度V i10-6或%商定21噪聲L wdB A商定注：環(huán)境狀況參數(shù)相對濕度應在試驗室內(nèi)不受陽光直射和熱輻射處，采用干濕球濕度計進行測量。濕度計的溫度測量準

10、確度應為±1K或±1。1.5.3 測量主要參數(shù)的儀器精確度要求測量主要參數(shù)的儀器精確度見表4。表 4 測量主要參數(shù)的儀器精確度測量參數(shù)  儀器精確轉(zhuǎn)矩  ±14 / 28轉(zhuǎn)速   0.5燃油消耗量  ±10.1s（計時）冷卻液溫度  ±1機油溫度  ±1柴油溫度  ±1排氣溫度  ±5機油壓力  ±3大氣壓力（絕對）±100 Pa環(huán)境溫度（進氣溫度）±11.5.4 部分主要參數(shù)測量部位要

11、求部分主要參數(shù)測量部位見表5。表 5 部分主要參數(shù)測量部位測量參數(shù)  測 量 位 置大氣壓（絕對）  在試驗室內(nèi)，不受陽光直射和輻射處測量環(huán)境溫度（進氣溫度）中小功率內(nèi)燃機在離進氣管空氣進口上游150mm處測量。大功率內(nèi)燃機在離進氣管空氣進口上游1.5m處測量。傳感器應逆氣流安裝，端頭位于氣流中心，并進行熱屏蔽。冷卻水溫度  水冷內(nèi)燃機在靠近冷卻水出口處測量燃油溫度   在噴油泵進口處測量機油溫度   在主油道或主油道入口處測量。也可在油底殼機油層中間部位測量。排氣溫度  多缸機在離排氣總管出口不大于二倍排氣出口直

12、徑距離處測量；單缸機在離氣缸蓋排氣道出口端面50mm內(nèi)測量。傳感器逆氣流方向插入管道，并使端頭位于氣流中心。1.6 引用標準GB 1105.1-87內(nèi)燃機臺架性能試驗方法標準環(huán)境狀況及功率、燃油消耗和機油消耗的標定GB 1105.2-87內(nèi)燃機臺架性能試驗方法試驗方法GB 1105.3-87內(nèi)燃機臺架性能試驗方法測量技術(shù)GB/T 18285-2005 點燃式發(fā)動機汽車排氣污染物排放限值及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）GB/T 3847-2005 車用壓燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法5 / 282. 發(fā)動機性能試驗2.1發(fā)動機試驗所需的儀器設備發(fā)動機的試驗在大多數(shù)情況下

13、，都是在試驗室內(nèi)專門的試驗臺（臺架）上進行的。為了進行發(fā)動機試驗，必需下列設備和儀器：1. 附有對發(fā)動機施加負荷并進行轉(zhuǎn)矩測量的測功器；2. 測量燃料消耗量的油耗儀；3. 測量發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的儀表；4. 測量溫度的儀表（包括水溫表，機油溫度表，大氣溫度表）；5. 測量氣缸內(nèi)壓力的裝置和示功器；6. 測量排氣成分的設備；7. 測量廢氣煙度的設備；8. 測量噪聲的儀器；9. 其它輔助儀表（如秒表，液體比重計、大氣壓力計、大氣濕度計等）。（具體內(nèi)容參看教材）2.2試驗組織及方法 1. 每次試驗，試驗人員根據(jù)試驗內(nèi)容分成若干工作部位，在組長統(tǒng)一指揮下，各人按自己分工的內(nèi)容，按指揮信號、迅速地統(tǒng)一行動，

14、依次測量和記錄各點的參數(shù)。每個試驗點最好測量兩次，取其平均值，以減少誤差。（在教學試驗中由于時間關(guān)系可只測一次）2. 試驗前檢查發(fā)動機各連接部位的固定情況及發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)，檢查燃油箱油量、機油油面和冷卻水面，注意各連接處有無漏油漏水現(xiàn)象。3. 在試驗中，要繪制監(jiān)督曲線。所謂監(jiān)督曲線就是以該試驗的變量為橫座標，以測得的測功器讀數(shù)Ttq和設定時間的燃油消耗量m隨試驗變量而變化的曲線，此曲線即為該試驗所測得的性能曲線的大致趨勢，這樣，在試驗中可及時發(fā)現(xiàn)遠離曲線的特殊點，以便及時重新測量。4. 在試驗過程中，發(fā)動機必須保持正常技術(shù)狀態(tài)，即機油溫度和壓力、水溫等在正常的范圍內(nèi)，隨時注意所發(fā)生的各種現(xiàn)象

15、，如排氣煙色和各種敲擊聲等，并把現(xiàn)象記錄下來，以供分析曲線時參考。5. 試驗結(jié)束后，整理試驗數(shù)據(jù)，并繪制試驗曲線，寫出分析報告。必須說明，燃油消耗率be值不是由所測得的B和Pe值來計算，而是從已繪出的B和Pe曲線上量出對應的B和Pe來計算。3. 安全技術(shù)在進行發(fā)動機試驗時，安全技術(shù)應以特別注意。1. 試驗人員必須熟悉有關(guān)設備的操作規(guī)程，不了解時不要亂動，要了解試驗室的制度及安全規(guī)則。2. 試驗人員衣服要貼身，避免過于肥大，以免被卷入機器內(nèi)。6 / 283. 試驗前必須仔細檢查發(fā)動機外部連接情況，擰緊各連接螺釘，尤其應注意發(fā)動機與測功器軸連接處的固定螺釘。4. 試驗時，轉(zhuǎn)動機件外面應有保護罩，嚴

16、禁在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時調(diào)整或觸碰任何轉(zhuǎn)動部分。5. 試驗室內(nèi)嚴禁明火，禁止吸煙。4. 要求 1. 每次試驗前，應按試驗指導書進行預習。2. 試驗時，每位同學應準確地完成自己所分擔的工作，同時注意整個試驗的進行情況。3. 試驗過程中，每位同學都要遵守一切安全規(guī)則，作到人身及設備安全。4. 試驗報告一律用16開紙，曲線用16開的座標紙畫。試驗報告格式如下：試驗題目1. 試驗設備儀器，試驗用發(fā)動機的主要技術(shù)性能指標。2. 試驗方法及步驟簡述。3. 試驗數(shù)據(jù)（填好記錄表）4. 試驗曲線圖。5. 分析。7 / 28試驗一 柴油機負荷特性試驗1.目的和要求 （1）了解當負荷變化時，柴油機經(jīng)濟性指標的變化規(guī)律，從

17、而找出最經(jīng)濟的負荷區(qū)域。（2）熟悉發(fā)動機試驗方法和試驗操作技能。2.設備儀器QT-6水力測功器、或CW-37電渦流測功器、柴油機、油耗儀、水溫表、排氣溫度表、大氣壓力計和干濕球溫度計等。3.試驗方法及步驟試驗前，噴油泵已按規(guī)定調(diào)整適當，供油提前角在最佳位置。（1）發(fā)動機各連接部位的固定情況及發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)，檢查機油油面和冷卻水，打開試驗臺油箱開關(guān)，記錄大氣壓力和相對濕度。（2）起動發(fā)動機，預熱到水溫達到70以上。（3）制取標定轉(zhuǎn)速下的負荷特性：從小負荷做起，首先，使測功器負荷為零，調(diào)節(jié)調(diào)速手柄位置，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速為標定轉(zhuǎn)速，待穩(wěn)定后，開始測取第點，記錄設定時間的燃油消耗量m，轉(zhuǎn)速n，測功器讀數(shù)

18、Ttq 、冷卻水出口溫度tB、排氣溫度tr、機油溫度tM及機油壓力PM等參數(shù)。然后逐漸增加負荷至某一值（可預先選好試驗點），同時改變調(diào)速手柄位置（向大的方向移動），使發(fā)動機轉(zhuǎn)速恢復到標定轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定后測取第點上述各項數(shù)據(jù)。以后依次遞增負荷，一直到調(diào)速手柄到達最大位置時止。一條負荷特性曲線可測取8點以上。（說明：制取負荷特性理應將噴油泵與調(diào)速器脫開，改變供油拉桿的行程，但這樣做對操作不熟練者，可能在卸載時會出現(xiàn)飛車事故，為安全起見，我們采用較穩(wěn)妥的變通辦法，即不脫開調(diào)速器，但要求試驗時嚴格維持各點轉(zhuǎn)速不變，以保證試驗的準確性。）（4）以同樣的方法再測取一條轉(zhuǎn)速小于標定轉(zhuǎn)速時的負荷特性。（5）在試驗

19、中，為了檢查每個試驗點的準確性，需要繪制監(jiān)督曲線（m=f(W)），發(fā)現(xiàn)線外點，可立即重新進行試驗。在試驗中還應隨時注意傾聽和觀察發(fā)動機工作情況，如發(fā)動機的聲音、水溫、油溫和油壓等，水溫應保持7595，機油溫度保持6595，機油壓力應為23kg/cm2。（6）全部試驗點測取完后，使發(fā)動機在無負荷下以中速運轉(zhuǎn)幾分鐘，然后熄火。（7）整理試驗室，收拾好所有用過的儀表及工具等。4.預習要求（1）復習負荷特性一節(jié)，弄清制取負荷特性的意義。（2）預計并畫出負荷特性監(jiān)督曲線m=f(W)的形狀。5.試驗報告（1）仔細填寫記錄表格中各項內(nèi)容。 （2）繪制負荷特性曲線：在同一張圖上用同一個座標分別畫出兩種不同轉(zhuǎn)速

20、下的B=f(Pe),be=f(Pe)和t9 / 28f=f(Pe)曲線（注意be曲線的畫法）。（3）分析be=f(Pe)曲線的變化規(guī)律，并比較一下不同轉(zhuǎn)速時be的變化。試驗二 汽油機負荷特性試驗1.目的和要求 （1）了解當負荷變化時，汽油機經(jīng)濟性指標的變化規(guī)律，從而找出最經(jīng)濟的負荷區(qū)域。（2）熟悉發(fā)動機試驗方法和試驗操作技能。2.設備儀器QT-6水力測功器、或CW-160電渦流測功器、汽油機、油耗儀、水溫表、排氣溫度表、大氣壓力計和干濕球溫度計等。3.試驗方法及步驟試驗前，化油器已按規(guī)定調(diào)整適當，點火提前角在最佳位置。（1）發(fā)動機各連接部位的固定情況及發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)，檢查機油油面和冷卻水，打

21、開試驗臺油箱開關(guān)，記錄大氣壓力和相對濕度。（2）起動發(fā)動機，預熱到水溫達到70以上。（3）制取標定轉(zhuǎn)速下的負荷特性：從小負荷做起，首先，使測功器負荷為零，調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速為標定轉(zhuǎn)速，待穩(wěn)定后，開始測取第點，記錄設定時間的燃油消耗量m，轉(zhuǎn)速n，測功器讀數(shù)Ttq 、冷卻水出口溫度tB、排氣溫度tr、機油溫度tM及機油壓力PM等參數(shù)。然后逐漸增加負荷至某一值（可預先選好試驗點），同時改變節(jié)氣門位置（向開度增大的方向旋轉(zhuǎn)），使發(fā)動機轉(zhuǎn)速恢復到標定轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定后測取第點上述各項數(shù)據(jù)。以后依次遞增負荷，一直到節(jié)氣門到達最大位置時止。一條負荷特性曲線可測取8點以上。（4）以同樣的方法再測取一條轉(zhuǎn)速

22、小于標定轉(zhuǎn)速時的負荷特性。（5）在試驗中，為了檢查每個試驗點的準確性，需要繪制監(jiān)督曲線（m=f(W)），發(fā)現(xiàn)線外點，可立即重新進行試驗。在試驗中還應隨時注意傾聽和觀察發(fā)動機工作情況，如發(fā)動機的聲音、水溫、油溫和油壓等，水溫應保持7595，機油溫度保持6595，機油壓力應為23kg/cm2。（6）全部試驗點測取完后，使發(fā)動機在無負荷下以中速運轉(zhuǎn)幾分鐘，然后熄火。（7）整理試驗室，收拾好所有用過的儀表及工具等。4.預習要求（1）復習負荷特性一節(jié)，弄清制取負荷特性的意義。（2）預計并畫出負荷特性監(jiān)督曲線m=f(W)的形狀。5.試驗報告（1）仔細填寫記錄表格中各項內(nèi)容。 （2）繪制負荷特性曲線：在同一

23、張圖上用同一個座標分別畫出兩種不同轉(zhuǎn)速下的B=f(Pe),be=f(Pe)和tf=f(Pe)曲線（注意be曲線的畫法）。 （3）分析be=f(Pe)曲線的變化規(guī)律，并比較一下不同轉(zhuǎn)速時be的變化。9 / 28試驗三 汽油機速度特性試驗1.目的和要求 （1）了解汽油機在轉(zhuǎn)速改變時其性能指標的變化規(guī)律。 （2）熟悉汽油機試驗方法和進行實際操作技能的基本訓練。2.設備與儀器CW-160電渦流測功器、汽油機、油耗儀、轉(zhuǎn)速表、大氣壓力計、干溫球溫度計等。3.試驗方法與步驟試驗前，化油器已按規(guī)定調(diào)整適當，點火提前角在最佳位置。（1）檢查發(fā)動機各連接部位的固定情況及發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)，檢查機油油面和冷卻水，打

24、開試驗臺油箱開關(guān)和測功器冷卻水開關(guān)，記錄大氣壓力、溫度和相對濕度。（2）起動發(fā)動機，預熱到水溫達到70以上。（3）將節(jié)氣門固定在某一開度，逐漸加大測功器負荷一直到測功器讀數(shù)W到達最大值后又開始減小為止，發(fā)動機穩(wěn)定在較低轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，穩(wěn)定后測取下列各項參數(shù)：記錄設定時間的燃油消耗量m，轉(zhuǎn)速n，測功器讀數(shù)Ttq 、冷卻水出口溫度tB、排氣溫度tr、機油溫度tM及機油壓力PM等參數(shù)。然后逐漸減小測功器負荷，發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高，測功器回到最大值時為試驗的第二點，穩(wěn)定后測取上述各項參數(shù)。以后繼續(xù)減小負荷，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速每升高200300r/min測一點，一直進行到發(fā)動機的功率開始下降為止，一條

25、曲線至少應測取6個均勻分布的試驗點，在指標數(shù)值變化急劇處，試驗點間隔應酌量縮短。（4）在試驗中，隨時注意發(fā)動機聲音、水溫、油壓等，發(fā)現(xiàn)水溫過高時及時調(diào)節(jié)流經(jīng)冷卻散熱器的水量。試驗中還應繪制監(jiān)督曲線W=f(n)和m=f(n)，發(fā)現(xiàn)明顯線外點，及時重新測定。（5）將節(jié)氣門固定在另一較小開度，按上述步驟再制取一條速度特性。（6）全部試驗點測取完后，減小節(jié)氣門開度，同時卸掉測功器負荷。使發(fā)動機以中速運轉(zhuǎn)幾分鐘后熄火。（7）整理試驗室，收拾好所有儀表及工具，關(guān)閉試驗臺油箱開關(guān)和測功器冷卻水開關(guān)。4.預習要求（1）復習速度特性一節(jié)，弄清制取速度特性的條件及速度特性的意義。（2）預習并畫出速度特性監(jiān)督曲線的

26、形狀。（3）復習化油器結(jié)構(gòu)。5.試驗報告（1）仔細填寫記錄表中各項內(nèi)容。 （2）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)進行計算，并用方格紙在同一坐標上繪制兩種節(jié)氣門開度時的速度特性曲線（Ttq、Pe、B、be=f(n)曲線）。（注意：坐標要取得合適，使曲線均勻布滿全圖）。 （3）分析Ttq=f(n)和be=f(n)曲線的變化規(guī)律以及兩種不同節(jié)氣門開度下兩組曲線的變化趨勢。11 / 2811 / 28試驗四 柴油機調(diào)速特性試驗1.目的和要求 （1）了解柴油機裝有調(diào)速器工作時，其性能指標的變化規(guī)律。 （2）能較熟練地掌握試驗方法和操作技能。2.設備儀器電渦流測功器、柴油機、油耗儀、排氣溫度計、大氣壓力計、干濕球溫度計等

27、。3.試驗方法和內(nèi)容試驗前，噴油泵及調(diào)速器已在油泵試驗臺上按規(guī)定調(diào)整好，供油提前角在最佳位置。（1）測取全負荷調(diào)速特性：將調(diào)速手柄固定在最大位置，使柴油機在標定工況下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，卸去全部負荷，使其轉(zhuǎn)速達到最高轉(zhuǎn)速。穩(wěn)定后記錄設定時間的燃油消耗量m，轉(zhuǎn)速n，測功器讀數(shù)Ttq 、冷卻水出口溫度tB、排氣溫度tr、機油溫度tM及機油壓力PM等參數(shù)（第一個試驗點）。第一點測取后，增加負荷（如增加到0.25Ttq標定），此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速稍有下降，調(diào)速器作用使供油增加，待穩(wěn)定后即可測取第二點，記錄n、Ttq、m、tB、tr、tM及PM 等讀數(shù)。以后依次按約25%的比例增加負荷，直到出現(xiàn)Ttqmax，每次增加負

28、荷待發(fā)動機工作穩(wěn)定后，立即測取各項數(shù)據(jù)就可獲得不同負荷下的許多試驗點。為使結(jié)果比較準確，在標定工況附近應多測取幾個點，以便能明顯的制取出標定工況處的轉(zhuǎn)折點。最大轉(zhuǎn)矩處的試驗點也應適當增加，在最大轉(zhuǎn)矩以后應再制取一點。整個調(diào)速特性試驗至少應制取10個點。其中6個點應位于曲線轉(zhuǎn)折段上，其余各點可均勻分布。（2）試驗中繪出監(jiān)督曲線Ttq =f(n)和m =f(n)。（3）越過標定工況后，再增加負荷，發(fā)動機處于超負荷狀態(tài)運轉(zhuǎn)，此時會嚴重冒煙（注意記錄開始冒煙及冒煙情況），冷卻系過熱，這對發(fā)動機不利，所以試驗應盡快進行，以縮短此段運轉(zhuǎn)時間。 （4）測取部分負荷的調(diào)速特性：對于全程式調(diào)速器，還可將調(diào)速手柄

29、定在不同的其它較小位置，按上述方法測定各參數(shù)。4.預習要求 （1）復習調(diào)速器特性一節(jié)，弄清制取調(diào)速特性的條件及其意義。（2）擬定出調(diào)速特性試驗的步驟和方法。（3）預計并繪出調(diào)速特性Ttq 。（4）Ttq =f(n)和m =f(n)監(jiān)督曲線形狀。5.試驗報告（1）對所測得的數(shù)據(jù)進行整理計算后，認真填好試驗記錄表。（2）繪制兩種調(diào)速手柄位置時的調(diào)速特性。同組中1/3同學繪制以n為橫坐標的調(diào)速特性，即Ttq、Pe、B、be=f(n)曲線；1/3同學繪制以Pe為橫坐標的調(diào)速特性，即Ttq、n、B、be=f(Pe)曲線；1/3同學繪制以Ttq為橫坐標的調(diào)速特性，即n、Pe、B、be=f(Ttq)曲線。以

30、便互相參閱。（3）計算全負荷調(diào)速特性的轉(zhuǎn)矩儲備系數(shù)。（4）對各條曲線作扼要分析。12 / 28試驗五 汽油機排氣污染物的雙怠速測量試驗1.目的和要求（1）測量輕型汽車雙怠速時排放物；（2）熟悉輕型車排放物測量方法和操作技能；（3）熟悉五氣分析儀的用法。2.設備儀器五氣分析儀、輕型車一輛，標準氣體一瓶。3.適用范圍適用于裝有點燃式汽油機，最大總質(zhì)量大于400kg，最大設計車速等于或大于50km/h的汽車。4.測量方法（1）應保證被檢測車輛處于制造廠規(guī)定的正常狀態(tài)，發(fā)動機進氣系統(tǒng)應裝有空氣濾清器，排氣系統(tǒng)應裝有排氣消聲器，并不得有泄漏。（2）應在發(fā)動機上安裝轉(zhuǎn)速計、點火正時儀、冷卻液和潤滑油測溫計

31、等測量儀器。測量時，發(fā)動機冷卻液和潤滑油溫度應不低于80，或者達到汽車使用說明書規(guī)定的熱車狀態(tài)。（3）發(fā)動機從怠速狀態(tài)加速至70% 額定轉(zhuǎn)速，運轉(zhuǎn)30s后降至高怠速狀態(tài)。將取樣探頭插入排氣管中，深度不少于400mm，并固定在排氣管上。維持15s后，由具有平均值功能的儀器讀取30s內(nèi)的平均值，或者人工讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為高怠速污染物測量結(jié)果。對于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的汽車，還應同時讀取過量空氣系數(shù)（）的數(shù)值。（4）發(fā)動機從高怠速降至怠速狀態(tài)15s后，由具有平均值功能的儀器讀取30s內(nèi)的平均值，或者人工讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為怠速

32、污染物測量結(jié)果。（5）若為多排氣管時，取各排氣管測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。（6）若車輛排氣管長度小于測量深度時，應使用排氣加長管。（7）單一燃料車和兩用燃料車 對于兩用燃料汽車，要求對兩種燃料分別進行排放檢測；對于單一燃料汽車，僅按燃用氣體燃料進行檢測。5.測量結(jié)果判定（1） 對于規(guī)定的車輛，如果檢測污染物有一項超過規(guī)定的限值，則認為排放不合格。（2） 對于使用閉環(huán)控制電子燃油噴射系統(tǒng)和三元催化轉(zhuǎn)化器技術(shù)的車輛，如果檢測的過量空氣系數(shù)（）超出要求，則認為排放不合格。13 / 28 點燃式發(fā)動機汽車雙怠速法排氣污染物測試報告檢測站名稱：檢測日期： 檢測操作員：檢測駕駛員： AA.1 車輛

33、信息車輛型號： 生產(chǎn)企業(yè)： 基準質(zhì)量： 最大總質(zhì)量： 單車軸重： 底盤型號： 驅(qū)動方式： 驅(qū)動輪胎氣壓： 變速器型式： 檔位數(shù)： 發(fā)動機型號： 生產(chǎn)企業(yè)： 氣缸數(shù)： 發(fā)動機排量： 燃油型式： 催化轉(zhuǎn)化器情況： 累計行駛里程： 燃油規(guī)格： 車牌號碼： 車輛識別碼： 車輛登記日期： 車主姓名及其聯(lián)系方式： AA.2 檢測設備設備認證編碼： 設備名稱：型號：制造廠： AA.3 檢測環(huán)境狀態(tài)溫度： 大氣壓： 相對濕度： AA.4 檢測結(jié)果及裁決：內(nèi) 容過量空氣系數(shù)（）低怠速高怠速CO %HC 10-6 CO %HC 10-6 測試結(jié)果排放限值判定結(jié)果合格/不合格合格/不合格合格/不合格裁決通過/未通過

34、14 / 28附：在用汽車排氣污染物排放限值 表1 在用汽車排氣污染物排放限值 （體積分數(shù)） 車 型類別怠 速高怠速CO %HC 10-6 1)CO %HC 10-6 1)1995年7月1日前生產(chǎn)的輕型汽車4.512003.09001995年7月1日起生產(chǎn)的輕型汽車4.59003.09002000年7月1日起生產(chǎn)的第一類輕型汽車2)0.81500.31002001年10月1日起生產(chǎn)的第二類輕型汽車1.02000.51501995年7月1日前生產(chǎn)的重型汽車5.020003.512001995年7月1日起生產(chǎn)的重型汽車4.512003.09002004年9月1日起生產(chǎn)的重型汽車1.52500.72

35、00注：1）HC體積分數(shù)值按正己烷當量。2）對于2001年5月31日以后生產(chǎn)的5座以下（含5座）的微型面包車，執(zhí)行表中在用車排放限值。15 / 28試驗六 柴油機自由加速煙度測量試驗（濾紙式）1.目的和要求（1）測量柴油機自由加速時的煙度；（2）熟悉柴油機煙度測量方法和操作技能；（3）熟悉濾紙式煙度計的用法。2.設備儀器濾紙式煙度計、柴油車一輛、活塞式抽氣泵、取樣探頭。3.適用范圍適用于裝有柴油機，最大總質(zhì)量大于400kg，最大設計車速等于或大于50km/h的汽車，在自由加速工況下煙度排放標準值。4.測量方法（根據(jù)GB/T 3847-2005）4.1測量儀器技術(shù)要求1）濾紙式煙度計，由取樣系統(tǒng)

36、和測量系統(tǒng)組成，其技術(shù)參數(shù)和要求應符合HJ/T4-93的規(guī)定。2）取樣系統(tǒng)，由取樣探頭、抽氣裝置、清洗裝置和取樣接管組成。（1）取樣探頭圖如下（2）濾紙有效工作面積直徑為32mm。（3）取樣連接管長度為5m，內(nèi)徑為¢5-0.2mm3）測量系統(tǒng)，由光電發(fā)射頭、指示器組成4）濾紙規(guī)格（1）反射因數(shù)（92±3）%（2）當量孔徑為45um（3）透氣度為3000ml/（cm2*min）4.2測量程序1）安裝取樣頭用壓力為300-400kPa壓縮空氣清洗取樣管路，將取樣探頭固定在排氣管內(nèi)，插深等于300mm，其中心線與排氣管軸線平行。17 / 282）測量步驟（1）將抽氣泵置于待抽氣位

37、置，將潔白濾紙放入取樣泵夾緊。（2）抽氣泵開關(guān)置于油門踏板上，使抽氣動作和自由加速同步進行。（3）每次抽氣完畢，把煙樣送到試樣臺，由指示器讀出煙度值。（4）應于20s內(nèi)完成上述-所規(guī)定的步驟。3）測量規(guī)程按如下圖進行，共測4次，取后3次煙度值的算術(shù)平均值即為所測煙度值，當黑煙冒出的時間和抽氣泵開始抽氣的時間不同步，應取后3次測量的最大值。17 / 28柴油車自由加速濾紙式煙度測量記錄表煙度計型號： _ 轉(zhuǎn)速儀型號：_ _ 大氣壓力： _ 大氣溫度：_ 相對濕度：_ 試驗地點：_ 試驗人員： _ 試驗日期： _序號車型車號怠速轉(zhuǎn)速,r/min測量值，Rb平均值，Rb123418 / 28試驗七

38、柴油機自由加速煙度測量試驗（不透光煙度法）1.目的和要求（1）測量柴油機自由加速時的煙度；（2）熟悉柴油機煙度測量方法和操作技能；（3）熟悉不透光式煙度計的用法。2.設備儀器不透光式煙度計、柴油車一輛、取樣探頭。3.適用范圍適用于裝有柴油機，最大總質(zhì)量大于400kg，最大設計車速等于或大于50km/h的汽車，在自由加速工況下煙度排放標準值。4測試程序（根據(jù)GB/T 3847-2005）4.1 車輛準備4.1.1車輛在不進行預處理的情況下也可以進行試驗。出于安全考慮，必須確保發(fā)動機處于熱狀態(tài)，并且機械狀態(tài)良好。4.1.2發(fā)動機應充分預熱，例如：在發(fā)動機機油標尺孔位置測得的機油溫度應至少為80；如

39、果溫度低于80，發(fā)動機也應處于正常運轉(zhuǎn)溫度。因車輛結(jié)構(gòu)，無法進行溫度測量時可以通過其它方法使用發(fā)動機處于正常運轉(zhuǎn)溫度，例如，通過控制發(fā)動機冷卻風扇。4.1.3采用至少三次自由加速過程或其它等效方法對排氣系統(tǒng)進行吹拂。4.2 試驗方法4.2.1目測檢測車輛的排氣系統(tǒng)的相關(guān)部件是否泄漏。4.2.2發(fā)動機包括所有裝有廢氣渦輪增壓的發(fā)動機，在每個自由加速循環(huán)的起點均處于怠速狀態(tài)。對重型發(fā)動機，將油門踏板放開后至少等待10秒鐘。4.2.3在進行自由加速測量時，必須在1秒內(nèi)，將油門踏板快速、連續(xù)但不粗暴地完全踩到底，使噴油泵供給最大油量。4.2.4對每一個自由加速測量，在松開油門踏板前，發(fā)動機必須達到斷油

40、點轉(zhuǎn)速。對帶自動變速箱的車輛，則應達到制造廠申明的轉(zhuǎn)速（如果沒有該數(shù)據(jù)值，則應達到斷油轉(zhuǎn)速的2/3）。關(guān)于這一點，在測量過程中必須進行檢查，例如：通過監(jiān)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，或延長油門踏到底后與松開油門前的間隔時間，對于重型汽車，該間隔時間應至少為2秒。4.2.5 計算結(jié)果取最后三次自由加速測量結(jié)果的算術(shù)平均值。在計算均值時可以忽略與測量均值相差很大的測量值。4.2.6為了避免不必要的試驗，作為4.2.5的例外，對測量次數(shù)低于三次，或按4.1.3條規(guī)定對排氣系統(tǒng)進行吹拂后，其自然吸氣機型測量結(jié)果超過3.0m-1，增加機型的測量結(jié)果超過3.5m-1的車輛，即可判定為不合格；同樣，對測量次數(shù)低于三次，或按

41、4.1.3條規(guī)定對排氣系統(tǒng)進行吹拂后，其測量結(jié)果比限值低1.0m-1的車輛，即可判定為合格。19 / 28附：柴油機自由加速試驗煙度限值1.于本標準實施后的在用汽車進行自由加速試驗，所測得的排氣光吸收系數(shù)應不大于該車車型型式核準時的自由加速試驗排氣可見污染物排放的校正值，再加0.5m-1。2.對于2001年10月1日起生產(chǎn)的在用汽車自2001年10月1日起至本標準實施之日期間生產(chǎn)的汽車，進行自由加速試驗所測得的最大光吸收系數(shù)不應超過以下數(shù)值：自然吸氣式：2.5m-1；渦輪增壓式：3.0 m-1。3 對于2001年10月1日前生產(chǎn)的在用汽車3.1 自1995年7月1日起至2001年9月30日期間

42、生產(chǎn)制造的在用汽車，應按濾紙式煙度法的要求進行試驗，測量的煙度值應不大于4.5Rb。3.2自1995年6月30日以前生產(chǎn)制造的在用汽車，應按濾紙式煙度法的要求進行試驗，測量的煙度值應不大于5.0Rb。20 / 28附錄：發(fā)動機原理復習思考題1-1內(nèi)燃機的理論循環(huán)有幾種？試畫出基本理論循環(huán)的p-v 圖和T-S 圖。1-2從理論循環(huán)的分析可以看出，哪些因素影響內(nèi)燃機的熱效率？1-3 當加熱量、壓縮比相同時，試比較三種理論循環(huán)的熱效率。 1-4工質(zhì)為空氣的混合加熱循環(huán)，其壓縮比為=16，定容升壓比=1.5，定壓膨脹比=1.4，開始壓力P1=1（bar）。求循環(huán)最高壓力和循環(huán)熱效率。 1-5畫出柴油機

43、及汽油機的實際循環(huán)示功圖（P-V圖和P-圖），指出各過程的壓力、溫度大致范圍。 1-6內(nèi)燃機理論循環(huán)的熱效率比實際的高得多，原因何在？ 1-5什么是泵氣損失和換氣損失？二者有何差別？ 1-6平均指示壓力pi和平均有效壓力pe概念是什么？二者有何區(qū)別和聯(lián)系？1-7理論循環(huán)熱效率t，指示（熱）效率i、有效（熱）效率e和機械效率m的定義和計算公式是什么？比較柴油機和汽油機上述各值的大小。1-8發(fā)動機動力性指標有哪些？經(jīng)濟性指標有哪些？1-9發(fā)動機的機械損失主要包括哪些項目？分析轉(zhuǎn)速和負荷對機械效率m的影響。1-10如何用滅缸法測量機械效率？1-11提高發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的途徑有哪些？1-12先比較

44、k=1.4，=5，=1.5，=1.4的三種內(nèi)燃機理論循環(huán)的熱效率，再將定容加熱循環(huán)的壓縮比保持為5，而將定壓加熱循環(huán)的壓縮比提高到20進行比較，并分析比較結(jié)果。1-13在柴油機中，為了使噴入的柴油能自燃，必須保證空氣被壓縮后的溫度在500以上。假定壓縮后的溫度為600，壓縮過程視為可逆絕熱壓縮過程，壓縮的始點溫度為50，起始壓力為1bar（絕對），求壓縮后的氣體壓力和壓縮比。1-14已知495型柴油機S=115mm，燃料低熱值Hu=42700KJ/kg，n=2000rpm時，Pe=36.76KW，m=0.75，be=265g/KWh，求該機的i、pi、bi、pe、e、PL。1-15解放CA141型載貨汽車用CA6102發(fā)動機，S=114.3mm，D=101.6mm，在3000rpm時發(fā)出99KW功率，計算該機的Ttq、pe、PL。2-1對內(nèi)燃機換氣過程要求是什么？什么是自由排氣？什么強制排氣