1、重慶大學(xué)研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)報告書實(shí)驗(yàn)課程名稱：汽油機(jī)負(fù)荷特性試驗(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2.1 試驗(yàn)?zāi)康恼莆掌桶l(fā)動機(jī)負(fù)荷特性的試驗(yàn)方法。掌握汽油發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算整理、曲線制作和分析方法。2.2 試驗(yàn)要求(1)了解和掌握汽油發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性的試驗(yàn)方法，理解負(fù)荷特性試驗(yàn)的目的和意義，深刻理解負(fù)荷特性試驗(yàn)與速度特性試驗(yàn)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。(2)試驗(yàn)前，復(fù)習(xí)發(fā)動機(jī)原理和構(gòu)造熟悉掌握與本內(nèi)容相關(guān)的發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)。(3)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)步驟進(jìn)行試驗(yàn)。(4)試驗(yàn)后要求認(rèn)真撰寫報告，正確處理數(shù)據(jù)并規(guī)

2、范列出試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果表格，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)流程等安全、儀器操作試驗(yàn)流程等）。2.3 主要試驗(yàn)設(shè)備主要試驗(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10000rpm、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、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)試驗(yàn)保障系統(tǒng)（發(fā)動機(jī)水溫恒系統(tǒng)、機(jī)油恒溫系統(tǒng)、燃油恒溫系統(tǒng)等

3、）、機(jī)械部分（平臺、支架、聯(lián)軸器等）、測試軟件（ET2000發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)）。2.4發(fā)動機(jī)臺架系統(tǒng)裝置圖 A2 -1汽油發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖2.5發(fā)動機(jī)參數(shù)實(shí)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2.6 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法1.實(shí)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

4、18297-2001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)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)，相同的工況最少測量3次，以其平均值作為該工況的燃油消耗量數(shù)據(jù)。2.7試驗(yàn)步驟及內(nèi)容(1)檢查發(fā)動機(jī)安裝是否正確、安

5、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，啟動發(fā)動機(jī)，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)時有無明顯不穩(wěn)定現(xiàn)象。無問題則進(jìn)行發(fā)動機(jī)預(yù)熱及試驗(yàn)前的其他準(zhǔn)備工作。(2)當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)熱要求后，選取某一轉(zhuǎn)速、變化油門位置進(jìn)行發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)，適當(dāng)選擇8各以上測量點(diǎn)。試驗(yàn)中發(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。(3)此次試驗(yàn)的負(fù)荷特性轉(zhuǎn)速為x（r/min），轉(zhuǎn)速確定后保持轉(zhuǎn)速不變，通過改變節(jié)氣門位置改變發(fā)動機(jī)負(fù)荷，逐點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。負(fù)荷選擇由最低扭矩值開始，依次升高，直至節(jié)氣門位置最大時結(jié)束。試驗(yàn)中要求做出空燃比值改變的拐點(diǎn)。(4)試驗(yàn)時發(fā)動機(jī)水溫、機(jī)油溫度應(yīng)盡

6、量保持恒定，每個試驗(yàn)工況點(diǎn)在保持穩(wěn)定后，記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格如表2所示。(5)試驗(yàn)過程中需同步繪制以扭矩、空燃比和比油耗為主要參數(shù)的性能監(jiān)督曲線，從曲線中可直接看出試驗(yàn)過程是否異常，以決定試驗(yàn)是否需補(bǔ)點(diǎn)或重做。2.8 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及總結(jié)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及總結(jié)分析(1)將試驗(yàn)測結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)填寫到表A2-1表A2-1發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性試驗(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 (2)畫出負(fù)荷

7、特性能曲線，主要有功率與燃油消耗、空燃比、增壓(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，要求全面反應(yīng)測試數(shù)據(jù)，滿足對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評價的需要進(jìn)行分析和評價的需要。轉(zhuǎn)速扭矩功率油耗量修正系數(shù)修正扭矩修正功率油耗率機(jī)油溫度機(jī)油壓力240010.62.651.71.0210.772.71640.0492.6377.8240019.952.181.01120.15.05437.290.9379.62400307.532.691.00930.247.6357.3590.5378.9240039.910.033.171.01940.6510.22315.6591376240050.412.6

8、83.661.0251.4612.93288.5791.537424006015.074.121.02161.2415.39273.8492.1372.1240069.617.54.661.01270.4517.71266.3393.5369.9240080.220.175.221.01781.620.51259.1193.2368.2240089.822.565.761.01991.4522.98255.2893.7366.82400100.425.226.41.02102.3825.73253.7794.1366.12400110.527.767.011.022112.8628.37252

9、.5195.2360.7240012130.437.591.022123.8231.12249.5995.7359.22400130.832.828.211.023133.6333.58249.7696.2357.82400140.635.368.791.024144.0436.2249.1196.9356.42400149.937.679.61.021153.0738.47254.9898354.92400159.840.1510.481.017162.540.84260.6798.7353.22400170.542.8611.131.013172.7343.41259.7599.3351.

10、12400179.945.2211.751.012182.1345.77259.8899.6350.42400191.348.0812.981.016194.4148.8627099.7352.82400199.950.2213.61.02203.7151.2271.08100.5350.92400210.652.9315.241.022215.1654.08287.92101.43492400221.255.5816.411.023226.3656.89295.08102.3346進(jìn)水溫度進(jìn)水壓力出水溫出水壓力大氣溫度大氣濕度大氣壓力進(jìn)氣溫度進(jìn)氣歧管溫度87241.19098.182339.

11、198.22437.787241.490.198.191949.198.22035.886240.590.298.21853.598.21932.986240.59098.222245.798.22331.986239.889.898.222343.798.22332.486240.590.498.22234298.22432.886240.390.498.221948.798.2203185238.889.798.222147.498.22230.886239.390.298.232244.998.22330.686240.490.598.232343.198.22330.585239.19

12、0.498.232441.298.22430.586239.190.698.232440.398.22530.786239.590.298.222439.498.22530.98523889.898.222538.798.22531.484237.389.998.222439.298.22431.785238.190.198.222242.298.22331.784237.290.298.222048.298.2213284236.790.298.22205098.2203284237.490.298.222148.598.22232.384237.390.498.22234598.22333

13、.284236.890.498.222442.398.22434.284237.190.198.222440.298.22535.2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)氣溫度二缸進(jìn)氣溫度3198.15252.635.899.821.999.653543998.15153.432.8100.318100.15253.745.698.15465.432.6102.116.8101.94546.25297.85757.636.6104.519.1104.24343.362.297.35951039107.319.61074849.873.596.961

14、413.342.5110.720110.35555.176.296.964416.344.5114.118113.7454681.896.666520.349118.719118.23939.387.796.568424.153.712319.8122.53635.993.697.370228.358.2127.420.5126.83433.999.198.272231.862.4130.621.4129.93432.7105.397.973735.165.5133.722132.83332.1111.797.875638.368.3136.322.6135.43331.8117.497.77

15、694170.6138.423.1137.43331.612697.680446.272.3142.923.2141.73331.8133.597.583650.372.9145.923.1144.63332.2139.797.485054.273.8148.423.2146.93332.4145.397.386557.274.5149.523.6147.83332.6152.297.189765.780.4154.125.1152.13332159.69791273.887.8161.726.6159.63433165.896.989680.194.1167.827.9165.63534.1

16、174.996.889790102.817729.4174.73635.7三缸進(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56535285134855143831.31.0157545225165015183871.2149465485495225454091.3145435725795475604431.9151495805905685684602.1156565865985795764792.3148456106286096115142.3141396306566296265302.7138366436756466395463136346586936

17、626545633.4135336737166826705793.5135336847286956795904135336967437126936075.10.9934337087567247036195.70.9935337377817547276496.5135337578097847536817.5135337658217977637038.31353377383181077371891343278485283779174710.90.99353379686685280575411.80.99363480585984280173912.30.92373580986184380373213

18、.20.9圖A2-1 2400r/min燃油消耗率曲線圖A2-2 2400r/min排氣溫度曲線圖A2-3 2400r/min過量空氣系數(shù)曲線圖A2-4 2400r/min空燃比曲線圖A2-5 2400r/min增壓比曲線(3)根據(jù)所學(xué)發(fā)動機(jī)原理知識，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，回答下列問題。負(fù)荷特性曲線呈魚鉤狀的原因。答：之所以負(fù)荷特性曲線呈魚鉤狀，與試驗(yàn)方法及發(fā)動機(jī)工作原理有關(guān)。啟動發(fā)動機(jī)后逐漸開啟節(jié)氣門，直至最大，同時調(diào)節(jié)載荷使發(fā)動機(jī)保持某一轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，測定此工況下發(fā)動機(jī)輸出功率及燃油消耗量。然后再關(guān)小節(jié)氣門，調(diào)整載荷使發(fā)動機(jī)保持轉(zhuǎn)速不變再測定。如此依次進(jìn)行下去，直到發(fā)動機(jī)能保持穩(wěn)定工作的最小

19、節(jié)氣門開度，得到不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下的燃油消耗量。不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性曲線變化的趨勢是差不多，只是具體數(shù)值的不同。普通汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線的特征，開始啟動時油耗率最大（此時需要濃混合氣），但隨節(jié)氣門逐漸開啟負(fù)荷增大而油耗率減少直至最低點(diǎn)，此時節(jié)氣門接近全開。繼續(xù)開大節(jié)氣門，油耗率又會開始上升，曲線呈現(xiàn)一條內(nèi)凹拋物線，即所說的魚鉤狀。曲線的最小油耗率值越低越好，同時油耗率隨負(fù)荷的變化越平緩，發(fā)動機(jī)在不同負(fù)荷下工作的經(jīng)濟(jì)牲越好。從曲線的形狀，可以分析出哪一個負(fù)荷區(qū)域是最經(jīng)濟(jì)的。結(jié)合功率與A/F曲線，說明曲線上各點(diǎn)空燃比標(biāo)定的理由。進(jìn)一步討論空燃比標(biāo)定值對油耗率及曲線走勢的影響。答：從圖A2-4可以看出，除去開始和結(jié)尾階段，發(fā)動機(jī)的功率與空燃比曲線大致呈穩(wěn)定趨勢，中間只有極小的波動，說明在整個試驗(yàn)過程中，發(fā)動機(jī)的空燃比處于穩(wěn)定趨勢，因此，對曲線上各點(diǎn)空燃比標(biāo)定是希望通過標(biāo)定獲得發(fā)動機(jī)的理想燃燒狀態(tài)，使發(fā)動機(jī)