汽油機(jī)速度負(fù)荷特性試驗(yàn)報(bào)告

1、汽車試驗(yàn)學(xué)1試驗(yàn)報(bào)告_汽油機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告汽油機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告班級(jí)：汽91姓名：周子超學(xué)號(hào)：2009010741試驗(yàn)時(shí)間：2012年4月20日組別：13一、 試驗(yàn)?zāi)康模?. 通過電渦流測(cè)功機(jī)測(cè)量汽油機(jī)的速度特性、負(fù)荷特性；2. 了解認(rèn)識(shí)試驗(yàn)中對(duì)汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、燃油消耗率、空燃比、排氣溫度的測(cè)量方法；3. 通過整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，得到汽油機(jī)的速度特性、負(fù)荷特性曲線，做出相關(guān)分析總結(jié)分析對(duì)比； 二、 實(shí)驗(yàn)對(duì)象：發(fā)動(dòng)機(jī)形式直列水冷多點(diǎn)氣道噴射汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)吉利4G18M100點(diǎn)火順序缸徑*行程/mm79.3mm×91.5mm怠速(r/min)總排量/L1.8整機(jī)凈質(zhì)量/kg壓縮比1

2、0.3:1外形，長(zhǎng)*寬*高/mm3額定功率(kW)/轉(zhuǎn)速(r/min)102kW/6200r/min曲柄長(zhǎng)度/mm最大扭矩(N*m)/轉(zhuǎn)速(r/min)170Nm/34003600r/min連桿長(zhǎng)度/mm最低燃油消耗率/(g/(kW*h)243g/(kWh)燃料及標(biāo)號(hào)RON93備注全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)排氣智能連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，全塑進(jìn)氣歧管，綠色環(huán)保機(jī)油濾清器，電子節(jié)氣門，鏈齒正時(shí)驅(qū)動(dòng)表1：汽油機(jī)參數(shù)三、 試驗(yàn)設(shè)備：名稱測(cè)試內(nèi)容型號(hào)主要參數(shù)備注電渦流測(cè)功機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速湘儀GW160扭矩：0-600，測(cè)量精度：±0.4%轉(zhuǎn)速：0-7000r/min，精度：±5r/min電渦流

3、型油耗儀油耗小野FD-314測(cè)量范圍：0-9999mL測(cè)量精度：±0.1mL容積法空氣流量計(jì)空氣流量ToceiL6N量程：0-600kg/h 精度：±1%重復(fù)性：±0.24%熱膜式溫濕度變送器測(cè)量溫度濕度JWSL-2AT-E溫度量程：0-50oC 精度：±1%濕度量程：0%-100% 精度：±1%電流輸出鎧裝熱電偶測(cè)量溫度KEU型溫度范圍:01000oC 線性精度:±3%電壓輸出遠(yuǎn)傳壓力表測(cè)量壓力YTZ-150量程:0600kPa 精度:±1.5%電壓輸出鉑電阻測(cè)量溫度PT100溫度范圍:0200oC 線性精度:±

4、0.5%電阻輸出空燃比儀測(cè)量空燃比表2：主要測(cè)試設(shè)備表四、 試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：ECU油門執(zhí)行器排氣系統(tǒng)GaT，實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）排氣溫度儀空燃比儀PenT空氣流量計(jì)進(jìn)氣系統(tǒng)測(cè)功機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)圖1：臺(tái)架系統(tǒng)簡(jiǎn)圖第一部分：速度特性五、 試驗(yàn)原理： 1. 速度特性試驗(yàn)原理：利用控制室里的測(cè)功機(jī)操作面板調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度穩(wěn)定為23%。調(diào)節(jié)旋鈕，使轉(zhuǎn)速以等差400r/min依次遞增，本實(shí)驗(yàn)中從1200r/min開始增加。轉(zhuǎn)速每增大400r/min，狀態(tài)穩(wěn)定后記錄此時(shí)的油耗值、空燃比和進(jìn)氣流量，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件操作界面記錄下此時(shí)的轉(zhuǎn)速、扭矩等參數(shù)平均值。 邊記錄，便進(jìn)行燃油消耗率計(jì)算，當(dāng)燃油消耗率達(dá)到5

5、00600(g/kWh)時(shí)即可。2. 記錄數(shù)據(jù)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前先需要預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定工況方可進(jìn)行試驗(yàn)； 在每次改變n后，系統(tǒng)都需要一定的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，所以每次改變n之后都需要等待一段時(shí)間，等參數(shù)穩(wěn)定之后方可進(jìn)行記錄；油耗的測(cè)量需要利用油耗儀兩次測(cè)量取平均值；六、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：1. 手工記錄數(shù)據(jù)：試驗(yàn)名稱：汽油機(jī)23%節(jié)氣門開度的速度特性實(shí)驗(yàn)日期：2012.4.20時(shí)間：16:00-19:00地點(diǎn)：汽研所603、606發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：吉利4G18M100環(huán)境溫度：24oC密度/(kg/m3):740試驗(yàn)人員：劉澤民、周子超、陳璐凡、劉洋、彭世賢、鄭大松、馬驍彬班級(jí)：汽91大

6、氣壓力：102.3kPa大氣濕度：40%序號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）空燃比A/F進(jìn)氣量Ga/(kg/h)整機(jī)燃油消耗率B（L/h）1120011.735.54.272160011.8485.673200012.152.46.14240011.755.56.545280011.854.86.716320012.161.17.017360011.865.38.05表格 3:汽油機(jī)速度特性數(shù)據(jù)表格（手寫記錄）2. 軟件記錄數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩功率出水溫度排溫1機(jī)油溫度機(jī)油壓力冷端溫度時(shí)間進(jìn)氣溫度進(jìn)水溫度試驗(yàn)間溫度排溫21200718.928239884.721819.4284018.113.9350334159

7、976.612.8381.743384.727619.4293017.713.534932819996613.8281.345486.432319.330671713.6350321240047.912.0480.846387.938019.3314516.713.8352322279937.110.878146189.339619.3325416.714.7360324319834.211.4581.148691.339919.3336617.515.8373328360023.68.981.251793.840219.334751816.7383369表格 4：汽油機(jī)速度特性數(shù)據(jù)表格（電腦

8、記錄）七、 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及分析：1. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率校正：校正公式：（點(diǎn)燃機(jī)）；其中：校正有效功率，KW；Pe實(shí)測(cè)有效功率；T進(jìn)氣溫度，K；Pd進(jìn)氣干空氣壓， P進(jìn)氣總壓，KPa；Pw水蒸氣分壓，KPa；發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)為：進(jìn)氣參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)氣參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)氣溫度K298水蒸氣分壓PwKPa1進(jìn)氣干空氣壓KPa99進(jìn)氣總壓PKPa100表格 5：發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)考慮試驗(yàn)環(huán)境差異后的校正系數(shù)：實(shí)驗(yàn)條件為：P=102.3KPa，空氣濕度40%。轉(zhuǎn)速功率進(jìn)氣溫度PPwPd（P-Pw）aa修正功率12008.92291.25102.30.4101.90.958.79159912.83290.851

9、02.30.4101.90.9512.64199913.82290.15102.30.4101.90.9513.60240012.04289.85102.30.4101.90.9511.84279910.87289.85102.30.4101.90.9510.69319811.45290.65102.30.4101.90.9511.2736008.9291.15102.30.4101.90.958.77表格 6：校正系數(shù)2. 速度特性曲線及分析：a. 轉(zhuǎn)速功率曲線：kWr/min結(jié)果分析：試驗(yàn)所得到的n-Pe曲線，為部分負(fù)荷下的速度特性曲線。從上曲線中可以看出轉(zhuǎn)速功率曲線的形狀基本符合汽油機(jī)速

10、度特性曲線中功率曲線的形狀。即隨著轉(zhuǎn)速的增加，功率先增加然后降低。但是其中部分曲線有不同的趨勢(shì)，尤其是在3200r/min時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)突起，原因可能是：轉(zhuǎn)速范圍相對(duì)較小，該曲線只為整個(gè)速度特性曲線的一部分；運(yùn)行過程中的不穩(wěn)定因素導(dǎo)致功率曲線出現(xiàn)波動(dòng)；由于數(shù)據(jù)測(cè)量的誤差導(dǎo)致。b. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線：結(jié)果分析：得到的汽油機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲線符合汽油機(jī)速度特性中轉(zhuǎn)矩曲線的變化趨勢(shì)，即在較低的轉(zhuǎn)速下達(dá)到最大值，然后隨著轉(zhuǎn)速的升高轉(zhuǎn)矩下降。正是由于轉(zhuǎn)矩曲線下降的趨勢(shì)，使得汽油機(jī)外特性曲線不需要調(diào)速以及校正，即具有自調(diào)整的特性。同樣，在3200r/min的位置處出現(xiàn)了斜率反常的問題，可能是由于不穩(wěn)定因素導(dǎo)致。Nm

11、r/minc. 轉(zhuǎn)速空燃比曲線：r/minr/min結(jié)果分析：圖中為試驗(yàn)中儀器記錄的空燃比，曲線變化趨勢(shì)不明顯，但是均小于化學(xué)計(jì)量空燃比，即混合氣比較濃。d. 轉(zhuǎn)速進(jìn)氣量曲線：Ga/(kg/h)r/min結(jié)果分析：進(jìn)氣量曲線呈上升的趨勢(shì)，進(jìn)氣量隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加。轉(zhuǎn)速增加進(jìn)排氣門開啟的更加頻繁，氣流擾動(dòng)加強(qiáng)，單位時(shí)間的進(jìn)氣量增加。在2800r/min時(shí)出現(xiàn)一個(gè)異常，有可能是由于測(cè)量誤差導(dǎo)致。e. 轉(zhuǎn)速排氣溫度曲線r/min結(jié)果分析：轉(zhuǎn)速增加排氣溫度顯著上升，主要原因是轉(zhuǎn)速上升，發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間的循環(huán)次數(shù)增加，即單位時(shí)間放出的熱量增多，因而排氣溫度顯著增加。f. 轉(zhuǎn)速充量系數(shù)曲線：充量系數(shù)計(jì)算：

12、；從而可以計(jì)算出各個(gè)轉(zhuǎn)速下的充量系數(shù)，如下表：轉(zhuǎn)速/(r/min)進(jìn)氣溫度/K進(jìn)氣壓力/KPa進(jìn)氣 密度/(Kg/L空氣流量(Kg/h單缸循環(huán)空氣（Kg）充量系數(shù)1200291.25102.30.0012128.10.0002470.44161599290.85102.30.0012137.50.000250.44751999290.15102.30.0012143.70.0002180.38982400289.85102.30.0012148.20.0001930.34362799289.85102.30.0012149.40.0001630.29093198290.65102.30.001

13、2156.60.0001590.28463600291.15102.30.00121580.0001510.2706表格 7：充量系數(shù)結(jié)果分析：隨著轉(zhuǎn)速增加，發(fā)動(dòng)機(jī)充量系數(shù)的變化趨勢(shì)復(fù)合汽油機(jī)速度特性中充量系數(shù)的變化。即隨著轉(zhuǎn)速增加沖量系數(shù)顯著下降，其原因主要是速度增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流動(dòng)損失增大。r/minNm結(jié)果分析：上圖為汽油機(jī)轉(zhuǎn)矩與充量系數(shù)對(duì)比圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩與充量系數(shù)曲線的趨勢(shì)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明對(duì)于符合量調(diào)節(jié)的汽油機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)矩主要取決于每循環(huán)進(jìn)入氣缸的沖量，也即取決于沖量系數(shù)。從而汽油機(jī)進(jìn)氣特性，一定程度上決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩功率的速度特性。g. 轉(zhuǎn)速BSFC曲線：有效燃

14、油消耗率計(jì)算：轉(zhuǎn)速/（r/min）有效功率/KWB/（L/h）BSFC/(g/(KWh)12008.924.27354.24159912.835.67327.03199913.826.1326.63240012.046.54401.96279910.876.71456.80319811.457.01453.0536008.98.05699.33表格 8：BSFCg/(KWh)r/min結(jié)果分析：符合汽油機(jī)速度特性中BSFC曲線先下降然后上升的趨勢(shì)，根據(jù)可知BSFC曲線與成反比。如下圖%g/(KWh)八、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過本次試驗(yàn)，總體結(jié)果和變化趨勢(shì)都與書中趨勢(shì)相近，但是在3200r/min處出現(xiàn)

15、異常，經(jīng)過分析，有可能是實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致，也有可能是環(huán)境變化導(dǎo)致，總體來(lái)講，實(shí)驗(yàn)較為成功，達(dá)到了預(yù)期的目的。第二部分：負(fù)荷特性九、 實(shí)驗(yàn)原理： 利用控制室里的測(cè)功機(jī)操作面板的n/P模式調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1300r/min，然后在n/M模式下，通過調(diào)節(jié)旋鈕，增大扭矩值，直至找到一個(gè)合適的值，使得燃油消耗率達(dá)到500600g/(kWh)，本實(shí)驗(yàn)中取扭矩最大值為155Nm。依次相對(duì)較均勻地設(shè)定扭矩值為25(Nm)、40(Nm)、55(Nm)、70(Nm)、85(Nm)、100(Nm)、115(Nm)、130(Nm)、155(Nm)，并記錄相對(duì)應(yīng)的油耗值、空燃比和進(jìn)氣流量，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)的軟件操作界面記

16、錄下轉(zhuǎn)速、扭矩等參數(shù)的平均值。十、 實(shí)驗(yàn)要求及方法：記錄數(shù)據(jù)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前先需要預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定工況方可進(jìn)行試驗(yàn)； 在每次改變M后，系統(tǒng)都需要一定的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，所以每次改變M之后都需要等待一段時(shí)間，等參數(shù)穩(wěn)定之后方可進(jìn)行記錄；油耗的測(cè)量需要利用油耗儀兩次測(cè)量取平均值；十一、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：1. 手工記錄數(shù)據(jù)：試驗(yàn)名稱：電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1600r/min的負(fù)荷特性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期：2012.4.20時(shí)間：16:00-19:00地點(diǎn)：汽研所603、606發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：吉利4G18M100燃油編號(hào)：密度/(kg/m3):740試驗(yàn)人員：劉澤民、周子超、陳璐凡、劉洋、彭世賢、

17、鄭大松、馬驍彬班級(jí)：汽91大氣壓力：大氣溫度：序號(hào)轉(zhuǎn)矩M（）空燃比A/F進(jìn)氣量Ga/(kg/h)燃油消耗率B(L/h)125.711.821.72.65240.611.726.33.29354.511.732.33.82468.911.5394.67585.111.3465.6569911.156.27.57114.710.963.48.64812911.2506.359133.11164.58.68表格 3:汽油機(jī)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)表格（手工記錄）2. 軟件記錄數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩功率出水溫度排溫1機(jī)油溫度機(jī)油壓力冷端溫度時(shí)間進(jìn)氣溫度進(jìn)水溫度試驗(yàn)間溫度排溫2130125.73.580.930079.12

18、6119.4117616.313.6348396130840.65.5681.132179.926019.4135616.213.7348373132154.57.5481.934580.625219.4150316.113.5349366129668.99.3582.139181.624719.4171716.113.6348366129985.111.5882.542182.224719.4185816.213.434636913009913.4882.146784.322919.4230217.213.93483461300114.715.618348484.522919.4241117

19、.413.7349330129612917.5183.250583.623619.4214616.813.73483701298133.118.098351484.922719.4262817.813.7348356表格 4：汽油機(jī)負(fù)荷特性數(shù)據(jù)表格（電腦記錄）十二、 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及分析總結(jié)：1. 對(duì)功率進(jìn)行修正：轉(zhuǎn)速功率進(jìn)氣溫度PPwPdAa功率13013.5289.45102.30.4101.90.953.43939813085.56289.35102.30.4101.90.955.46259713217.54289.25102.30.4101.90.957.40637312969.35289.25102.30.4101.90.959.184296129911.58289.35102.30.4101.90.9511.37713130013.48290.35102.30.4101.90.9513.27129130015.61290.55102.30.4101.90.9515.37467129617.51289.95102.30.4101.90.