发动机原理第十一章---内燃机试验

第十一章内燃机试验,第一节：内燃机试验的分类：一、分类：定型试验、验证试验、可靠性试验、验收试验、出厂试验、抽样试验。定型试验：新产品、改进或变型产品，检验其性能指标是否达到设计或改进的要求，对其可靠性和耐久性进行试验。验证试验:对转厂生产的产品，检验其性能指标是否达到设计或改进的要求，对其可靠性和耐久性进行试验。可靠性试验：在试验台上进行满负荷、标定转速的连续运转，以考核发动机的动力性、经济性、稳定性及零件的耐用性。验收试验：验收单位检验发动机性能，是否复合技术文件规定的要求，而进行的试验。出厂试验：每台发动机出厂前进行的性能试验，以检验产品质量是否达到设计要求，确保出厂产品质量的合格性。抽样试验：批量生产的发动机，抽取一定数量的产品进行性能试验，检验是否达到技术要求。可同时进行可靠性和耐久性试验，以检验产品质量的稳定性。,二、内燃机性能试验项目,注：表示应进行的试验,内燃机试验所需的设备,1、测功设备：测功器（水力测功器、电力测功器、电涡流测功器、液压测功器）、示功仪。2、转速的测量：转速表（电磁式、光电式、机械式）3、油耗的测量：油耗仪（容积式、质量式）秒表。4、温度的测量：热电偶测温计、水温表、进气温度表、环境温度表。5、控制系统：发动机试验综合控制试验台。6、附属设备：启动电机、离合器、冷磨合变速箱、油箱、水箱、冷却水池、排水管道、排烟管道、消音器、空调器、湿度计、气压表等。,发动机进行各项试验时所带附件,符号说明：表示不应带的附件：表示应带的附件：表示带或不带可以任选，但应在试验报告里注明。电器部分：柴油机可不带蓄电池，汽油机所带蓄电池应处在充足状态,第二节：功率与油耗的测量,一、试验台安装的设备和仪器(一)基本设备：测功器，转速表、油耗测量装置。(二)监测仪器：冷却水温度计、机油温度计、机油压力计、湿度计等。(三)特殊设备：排气温度指示器、气压计、室内温度计、示功器、空气流量计、冷却水流量计、废气分析仪、烟度计、声级计、测振仪等。,发动机试验台架,二、有效功率的测量,1水力测功器,1）结构与工作原理测功器由制动器和测力机构组成。由转子轴、转子、定子、联轴节、测速传感器及进排水孔等组成。外壳支承于轴承上，可以来回摆动。外壳与测力机构相连。转子经轴与由发动机带动转动。水进入转子与定子形成的涡壳室，转子旋转搅动壳体内的水旋转，水在壳与转子之间形成强烈的水涡流。由于水与外壳的冲击、摩擦作用，使外壳摆动。通过外壳上的拉臂带动偏心轮转动一角度，偏心轮带动扇形轮偏转，克服重锤的重力使指针偏转，指示数值。控制排水阀门开度可以调节水层厚度。水层愈厚，水与转子和外壳的摩擦力矩愈大，吸收功愈多，外壳的摆动角度也愈大。,2）、水力测功器的特性,OA在满水层时，随转速变化所能吸收的最大功率。在OA线上以A点工作时转子承受的扭矩最大，A点表示了扭矩已达到转子扭矩强度所允许的限值扭矩。AB最大扭矩下，随转速增加吸收的最大功率线。此时需要相应地减少测功器的水层厚度。BC额定功率线。为不超过测功器最大容许排水温度的限制功率。水力测功器吸收的功率愈大，其排水温度愈高，测功器的最高排水温度不得超过70。否则，水层中会产生气泡，使测功器指针不稳定。CD最大允许转速线。如果转速再加大，旋转部件的离心惯性力过大，可能引起损坏。OD空载特性线。表示测功器中无水时，空转所吸收的功率。是转动的空气阻力、转子轴承的摩擦消耗功率。,图形OABCDO所包围的面积是测功器的工作范围。若被测发动机的功率曲线在所选测功器的特性曲线范围内，则可进行试验。不同型号的水力测功器有不同的特性范围，应根据被测发动机与测功器的匹配情况，选用合适的水力测功器。水力测功器的缺点是测量精度低，不能进行反拖试验，试验中能量不能回收。但它具有价格便宜、结构简单、操作简便、便于维修、体积小等优点，因而得到广泛应用。,2电涡流测功器,1）结构与工作原理：电涡流测功器由电涡流制动器、测力机构及控制柜组成。制动器由转子和定子组成，转子为齿状圆盘。定子由激磁绕组、涡流环(摆动体)、铁芯组成。,电涡流测功器结构图1-转子；2-转子轴；3-连接盘；4-冷却水管；5-激磁绕组；6-外壳；7-冷却水腔；8-转速传感器；9-底座；10-轴承座；11-进水管,工作原理：当激磁线圈中通直流电时，产生通过外壳、涡流环、空气隙和转子的磁力线。发动机带动转子旋转。因转子外圆齿槽的存在，空气隙发生变化，则磁通密度发生变化。在转子齿顶处的磁通密度大，齿根处磁通密度小，在涡流环内产生感应电动势而形成涡电流。此电流产生的磁场形成一定的电磁力矩，使涡流环(摆动体）偏转一定角度，由测力机构可测出力矩数值,调节激磁电流大小，可调节电涡流强度，从而调节吸收负荷的能力。涡流制动器把吸收的功率转换成热能，由冷却水流动带走，以保证正常运行。电涡流测功器操作简便，结构紧凑，运转平稳，精度较高，但不能反拖发动机，能量不能回收，价格较高。已得到广泛应用。,2）测功器的特性,OA达到额定功率前所能吸收的功率。AB允许吸收的最大功率（额定功率）。BC为允许的最高转速线。CO为空转吸收功率线，即激磁电流为零时的吸收功率线。OD达到额定功率前的最大扭矩曲线。DE为允许的最大扭矩曲线。n0达到额定吸收功率时的转速。,曲线OABCO的范围是测功机所能吸收的功率范围。凡是发动机的特性曲线落在该范围内的都能被测试。测功器的选用必须根据发动机的特性曲线进行，其次还要考虑测量范围的合理选择以保证测量精度。如图中曲线I、为三种不同发动机的特性曲线，曲线发动机的选用是正确的，曲线I、发动机的选用是不合适的，该测功器无法测试。,三、油耗的测量,（一）容积法：燃油由油箱经开关、滤清器到三通阀，向发动机供油并可向量瓶充油。试验时操作如下：(1)打开油箱开关，三通阀置于A位置，发动机由油箱供油。(2)测量前将三通阀置于B位置，油箱同时向发动机和量瓶供油。(3)测量开始时，将三通阀转至C位置，发动机由量瓶供油。记录燃油流过所选球泡(一般由50、100、200mL三种串连在一起)上、下刻线所用时间，。(4)测量完毕，将三通再次转回B位置，向量瓶充油，准备下次测量。,容积式数字油耗仪是在球瓶细颈刻线的一侧设有电光源，另一侧有光电管，每对光源与光电管置于同一水平面上，若球瓶充满燃油，光源的光穿过球瓶细颈时，由于燃油对光线的折射作用，光不能照在光电管上；当球瓶细颈无油时，光可穿过细颈射到光电管上，使光电管通电，通过电路控制电动三通阀和计数器工作，实现时间和油耗量的自动显示。,(二)重量法,油箱向发动机供油并向量杯充油，量杯放在天平上。操作如下：(1)打开油箱开关，将三通阀置于A位置，油箱向发动机供袖。(2)三通阀转置B位置，油箱向发动机供油并向量杯充油。当量杯内燃油比天平另一端砝码稍重后，将三通转置A位置。,(3)测量时，将三通置于C位置，柴油机用量杯内油，当天平指针指零瞬间，起动秒表，然后取下一定质量的砝码。(4)当天平指针再次到零位瞬时，停止秒表，记录用去的燃油量m克和相应的时间秒。(5)将取下的砝码放回天平上，将三通置于B位置，当量杯充好油后，将三通转至A位置，准备下次测量。,第三节：转速的测量：一、机械离心式转速表：利用离心力与转速之间的关系，将转速转换成相应的位移量指示转速。结构简单，成本低，使用方便；但转动惯性大，动态特性差，位移和转速间呈非线性关系，测量范围3024000r/min，误差12。,。,二、磁电式转速表由永久磁铁、线圈、齿轮等组成。磁铁的磁场通过齿轮构成闭合回路，当齿轮旋转时，间隙发生变化（磁阻变化）使磁通量变化，线圈产生交流电压，电压的频率与转速成正比，电压频率为：=nz/60式中：n转速（r/min)频率（Hz);Z齿数；当Z=60时n,三、光电式转速表有反射式和投射式两种。反光式是将光源的光经反射片反射到光敏管，测量单位时间内的反射次数，即脉冲数可得转速。无附加力矩，结构简单，工作可靠，分辨率高；但安装调整复杂，且受污染、自然光的影响。,四、透射式转速表:光源和光敏管在转盘的两侧，当光源经光孔照射到光敏管上时，得到1个电脉冲信号，记录单位时间内的脉冲数可得转速。当光盘上的光孔越多时，精度越高。,第四节：试验规划与数据整理,一：试验的准备与规划包括：制定试验大纲、准备试验对象、准备测量仪器、准备技术文件、组织训练试验人员等。（一）、测量仪器精度的选择：直接测量参数：据该参数的允许误差选定仪表精度。间接测量参数：按误差分配原则确定仪表精度。间接测量误差分配：1、根据规定确定间接测量误差范围。2、按等作用原则计算各直接测量参数误差。,按等作用原则分配误差时，若某项允许误差难以实现时，可将该项误差扩大，将误差易实现项缩小，使总误差小于给定的允许误差。,(二）、选择仪表时应注意的问题：根据测量参数的使用范围确定仪表的量程。测量的最大值接近仪表的量程的2/3为好。校正仪表的误差应为测量仪表误差的1例题：现有1.5级精度，量程01100和2.5级精度，量程0600的热电温度计各一只，测500的排气温度，求用两只温度计的误差。解：1、用1.5级温度计时：11.51100/5003.3。2、用2.5级温度计时：22.5600/5003。测动态参数时，选择仪器除考虑仪器的精度和灵敏度外，还应考虑动态特性，要满足要求。,二、发动机的准备,1、检查、调试发动机的气门间隙、点火提前角、供油提前角，喷油压力。记录有关技术参数，检查测量仪表。2、试验前，应对发动机进行预热，水温为805，机油温度为855。2、新发动机要进行磨合。磨合时间59h.其中，冷磨合3h,热磨合四个循环，每循环12h。,三、组织试验时应注意的问题：,1、所有试验应按照国家有关规定要求进行，确保试验结果的可靠性。2、