内燃机试验指导书

1、第 1 章 概论1.1 内燃机原理实验课的目的和要求内燃机试验是内燃机生产制造和科学研究工作中不可缺少的一个环节， 作为一名汽 车专业学习者，必须掌握汽车内燃机的试验基本方法、原理及操作技能。内燃机原理实验课的目的：1、学习内燃机试验的基本方法，掌握一定的试验操作技能；2、了解内燃机台架试验主要仪器设备的工作原理和使用方法；3、验证课堂学习的某些理论，加深对理论的认识。通过实验课教学， 学生应能学会最基本的内燃机性能试验知识， 能独立操作主要实 验仪器设备，掌握试验数据的处理方法以及试验报告的撰写规范。1.2 内燃机原理实验课实施内燃机性能实验是一项集体性很强的工作，参加实验人员各自承担其中的

2、一项工 作。实验过程的顺利进行、 测量数据的准确可靠， 与各个工作岗位成员之间的密切配合、 协调一致有很大关系。 任一工作岗位成员的疏忽大意和自行其事， 往往导致整个试验的 失败。因此，在试验前，由指导老师进行组织和分工，学生应按照分工要求，明确自己 在本试验中所承担的任务， 了解自己工作岗位上的仪器设备的操作使用方法， 待熟悉后 再开始实验， 否则， 在内燃机实验过程中， 可能由于某一工作岗位的配合失调而导致实 验过程拖长甚至实验失败。在上实验课前， 学生必须认真预习实验指导书和教材的有关内容， 对实验目的要求 和方法步骤要做到心中有数。 实验结束后， 学生要根据实验指导书的要求整理实验数据

3、， 编写实验报告，并绘制合乎规范的实验结果图形。1.3 实验室规则1、参加实验的学生，均应遵守本规则和实验室各项规章制度；2、保证室内肃静，严禁嘻笑打闹，禁止吸烟，实验期间，禁止做其它与实验无关 的事情；3、未经实验教师同意，不得擅自动用与本实验无并的仪器、设备；4、实验完毕，学生应整理好实验仪器设备，并擦试干净，清理实验场地，经指导 教师允许后，方可离去。第 2 章 内燃机性能试验的一般条件和试验通用规程2.1 试验条件1、试验时内燃机除装有本身工作的必要附件之外，不带其它附件（做特殊试验除 外），即不带空气滤清器、冷却风扇、排气消声器、空气压缩机等。如系风冷内燃机， 则须带风扇。2、试验时

4、，内燃机出水温度和机油温度控制在 80 ± 5 C或者按制造厂家规定控制。3、对于传统汽油机，作一般性能试验时，点火提前角按最大转矩转速调整到最佳 位置（刚开始爆震） ，其它试验点，靠分电器本身的自动调节装置控制（作点火提前角 调整特性试验时例外） 。4 、内燃机在全负荷工作时，允许从外部向排气管吹冷却，但风量不得大于该内燃 机所装用风扇在最高转速时的吹风量。2.2 内燃机台架试验通用规程1、了解内燃机测功器试验台的布置；2、扳动曲轴，检查测功器转动是否灵活；3、检查内燃机紧固螺栓、联轴节螺栓及其它紧固螺栓有否松动；4、测功器和内燃机的水、油、电路是否畅通，油、水量是否合乎要求；5、

5、试验所用仪器是否处于良好状态，精度能否满足要求；6、各附件是否合乎 GB/T6072 3 2003要求；7、根据分工，到各自的工作岗位熟悉仪器设备，作好实验前的所有准备工作；8、起动内燃机进行暖机，待达到规定的温度后，再调节油门及测功器，使其达到预定的工况，在其转速及排气温度稳定后再进行数据的测量（GB /T6072 3 2003规定每个实验工况运行时间不应不少于 1 分钟）；9、每种试验工况的全部参数应同时测录，每个参数至少要测两次；10、试验中， 应绘制监督曲线， 即绘制主要原始参数与试验中选定的变化参数间的 关系曲线。如有异常数据，要及时分析原因，进行补测；11、 试验过程中不得更换燃油

6、、润滑油品种（除非燃油或润滑油是被试对象）。另 外，如有异常现象要及时处理并作记录；12、全部试验内容完成后， 配合调整内燃机和测功机， 使内燃机在怠速工况下运转， 待温度降低后，切断燃油供应（或切油点火开关） ，使内燃机停止运转；清理试验场地；13、关闭燃油箱开关、 冷却水开关、 测功机进出水开关及电源开关，14、整理试验数据，按要求编写试验报告。53第3章内燃机台架试验主要仪器设备3.1测功机测功机是内燃机模拟加载设备，它有水力、电涡流和电力三种形式。现主要介绍一下电涡流测功机。我系汽车动力与电子实验室的电涡流测功机为CW-260和CW-50两个型号，其中260KW , CW-50测功机额

7、定功率为各个测功机均有相应配套的和测功机的动力平衡，并具有自动调节平衡功能。在转速测量上，采用非接触式的磁电式转速传感器, 、CW-260电涡流测功机工作条件1、感应盘2、主轴 3、联轴器 4、励磁线圈5、冷却室6、气隙 7、出水管道 8油杯9、测速齿轮10、轴承座 11、进水管道12、支撑环 13、外环 14、底座图3.1电涡流测功机结构简图将转速信号转换成电信号输出。CW-260测功机额定功率为 机电设备制造有限公司产品。 测功机具有比较好的自动控制功能。下面以 一、CW-260电涡流测功机的结构及原理电涡流测功机主要由旋转部分 （感应盘）、摆动部分（电枢和励磁 部分）、测力部分和校正部分

8、组成。 其结构简图如图3.1示。感应盘形状犹如直齿轮，产生 涡流的地方在冷却壁上。励磁绕组 通上直流电后，则围绕励磁绕组产 生一个闭合磁通。当感应盘被原动 机带动旋转时，气隙磁密度随感应 盘的旋转而发生周期性变化，在冷 却室表面及一定深度范围内将产生 涡流电势，并产生涡流，该涡流所 形成的磁场又与气隙磁场相互作 用，就产生了制动转矩。该转矩通 过外环及传力臂传至测力装置上， 由力传感器将力的大小转换成电信 号输出，从而达到测转矩的目的。电涡流测功机是内燃机的制动 模拟负载设备，在一定控制模式下， 其本身的控制特性可以保证内燃机50KW，均为洛阳南峰 控制机柜和控制测量系统。该 CW-260电涡

9、流测功机为例进行说明。测功机励磁电源: 测功机励磁电流: 冷却水：冷却水水压： 环境温度：交流220V15A淡水0.02 0.1MPa0 40 C相对湿度：2090%RH、CW-260电涡流测功机主要技术参数最大励磁电压：交流220V取人励磁电流：15A冷却水水压：0.02-0.1MPa测功机出水温度小于55 C工作方向：左旋或右旋，连续工作额定吸收功率：260 kW额定扭矩：1800 N.m最高转速：7500 r/min额定扭矩转速：2500 r/min扭矩测量精度：± 0.4% N.m转速测量精度：± 1 r/min四、CW-260电涡流测功机的控制模式和控制特性1、恒

10、位置控制测功机恒位置控制对内燃机产生的制动负荷特性如图3.2所示。在低速区域内，制动转矩随励磁电流和转速的增加而迅速增大，但是，当励磁电流Mrl矩转大最亠矩转I (MM:mn转速（r/min）rwor3一矩转大最-矩转.vhhi转速（r/min）图3.2 CW-260测功机恒位置控制特性图3.3 CW-260测功机恒转矩控制特性一定时，在某一转速附近的转矩达到饱和，因此当转速超过这一转速而进一步提高时， 转矩几乎不再增加。当转速不变时，电流测功机转矩变化范围很窄，接近等转矩。当被测动力机械的转矩曲线上升至该速度的一定区间时，单纯靠增减励磁电流来保持转速恒定是很困难的。因此，电涡流测功机除了用手

11、动调整励磁电流的控制方式外，还有附加自动控制装置，使励磁电流随转速自动变化。2、恒转矩控制测功机恒转矩控制模式对内燃机产生的制动负荷特性如图3.3所示，是一些水平线族。进行内燃机实验时，只要运行工况落在内燃机和测功机重叠的工作区域内，且满足平衡条件，则不论内燃机运行时输出转速如何变化，测功机控制回路的闭环调节，可以保持内燃机输出转矩为定值。3、恒转速控制测功机恒转矩控制模式对内燃 机产生的制动负荷特性如图3.4所示，是一些垂直线族。进行内燃机 实验时，只要运行工况落在内燃机 和测功机重叠的工作区域内，且满 足平衡条件，则不论内燃机运行时 输出转矩如何变化，测功机控制回 路的闭环调节，可以保持内

12、燃机输 出转速为定值。3.2发动机台架测控系统发动机台架测控系统主要是由和测图3.4CW-260测功机恒转速控制特性转速（r/min）矩转大最亠矩转功机配合使用的测量控制系统组成，我们现在实验室中使用的 CW-260测功机控制系统有CMU测量调节装置、SCU伺服控制装置、CONT操作盒和FVE油门执行器组成。油门执行器的安装及其与发动机油门的连接由用户根据具体情况进行，要便于油门开度控制。控制系统与制动器及原动机通过电缆实现电气连接。整个测控系统的结构框图见图3.5测功机系统组成示意图M II图3.5测功机组成示意图。3.2.1 CMU测量调节装置CMU测量调节装置的主要功能有扭矩测量、转速信

13、号处理、控制、调节制动器、显 示和报警功能。电涡流测功机工作时，安装在涡流制动器上的扭矩传感器测量的信号经X8电缆传给CMU测量调节装置，经高放大倍数、低漂移的精密放大器后，在CMU测量调节装置面 板上用数字显示正确的扭矩值。整个调节控制电路是一个完整的闭环控制系统。测功机的转速实际值与可调的设定值相比较，比较后的差值PID放大器放大后，自动调节涡流制动器的励磁电流，改变测功机的转速值，使其等于设定值，达到所要求的控制特性。CMU测量调节原理如图3.6所示。号竹厂-ItiiKiACMU测量调节装置的操作面板如图.7所示。具体说明如下：1带灯电源按钮（POWER）:按下电源接通，灯亮，按起电源断

14、开，灯灭。2带灯励磁接通按钮（EXCITE ON ）:用于接通涡流制动器的励磁电流。3励磁接断按钮（EXCITE OFF ）:用于断开涡流制动器的励磁电流。4转速限制器：用于限制原动机的最高转速。5带灯复位键（R）:用于报警信号的总显示。灯亮指示报警，原动机自动停机，报警去 除后，按动该建灯灭，功能恢复正常。6带灯控制方式外部选择键（EXT ）:按下此键灯亮，CONT操作盒调节失效，有 X% 输入进行控制。7曲线选择按钮（SELECT ）:正常状态下为曲线 8，按下此按钮，灯亮，此时为曲线 1。8数字转速指示：单位 r/min，精度为0.1% 土 1个字。9励磁指示器：用于指示涡流制动器的励磁

15、情况，满量程表示达到励磁电流最大值，显 示器为100 %。10 涡流环超温报警窗：当涡流环温度超过允许值时，相应的指示窗发光报警。11.水压报警窗：用于涡流制动器冷却水的进水压力过低报警。12水温报警窗：用于对涡流制动器出水温度的报警。13. 润滑报警窗：当润滑泵出故障时报警窗亮。14. 油面报警窗：润滑油量不足时，油箱内油面太低时，报警窗亮。15. 超速报警窗：当转速超过转速限制器调定的转速时，报警窗亮。16. 数字扭矩指示：单位 N.m。17调零按钮：用于系统调零。7上翳伏B紳啊灯910褂囂M冑m11 illtl121?刘和轴H illtt1516肿卄鞋n io«图3.7CMU测

16、量调节装置操作面板图CMU测量调节装置留给用户备用的插座为X5。此插座是外部选择控制方式接线插座，可用于CMU和计算机的连接。插座内信号连线图如图3.8所示。3.2.2 SCU伺服控制装置SCU伺服控制装置主要是用于对发动机的油门开度进行高精度的快速调节控制。 通过CONT控制盒上的旋钮来控制油门开度的大小，使得油门保持在所调定的位置上 不变。SCU伺服控制装置原理框图如图 3.9所示。CONT控制盒来的油门开度值(0 10V)送到开度比较器的同相输入端，由FVE油门执行器来的实际开度信号(0 - 10V )送到反向输入端。当实际开度小于设定开度时，比较器输出正电压，使PID放大器的输出电压增

17、大，经电流限制电路，控制移相触发器使可控整流桥导通角加大，从而使油门执行器的控制电流加大，油门开度加大。当实际开度大于设定开度时， 调节的结果使油门开度减小， 直到实际开度与设定值相等, 并自动恒定在此位置上。图3.8 CMU控制装置X5接线图图3.9 SCU伺服调节控制装置原理框图SERVO-fONTROL UNIT2齐直m章图3.10 SCU伺服调节控制装置操作面板SCU伺服控制装置操作面板如图 3.10所示，具体说明如下：1电源开关（POWER ）:按下一电源接通灯亮，按起一电源断开灯灭。2油门开度指示器：以百分数形式指示油门开度，满量程指示全开。 实际测功机控制系统电器连接线如图3.1

18、1所示。图3.11测功机系统电缆连接示意图、油门回路的控制模式与控制特性1、恒位置控制油门恒位置控制模式使内燃机运行在其本身固有的输出特性曲线族上。对于柴油机 来讲，油门在每一恒定位置下形成的输出特性曲线可分为两段：调速特性曲线段和外特*：' 'j *；E ； "vi ii' ns. '<>:10002000 3MN）£000转速（r/min）图3.12柴油机恒位置调节特性阵図 用I% 树 眇 曲 旳 矩转大最亠矩转-is;01000200030001000 5MXJ转速（r/min）off能 加 佻 血I 8 & 4 2

19、 矩转大最亠矩转图3.13汽油机恒位置调节特性性曲线段。调速特性曲线段为高压油泵调速器起作用部分，近为垂直走向，外特性曲线段为柴油机以最大供油量工作的区域，以水平走向为主（如图3.12所示）。汽油机在油门恒位置下形成的输出特性曲线如图 3.13所示。2、油门恒转速控制矩转大最亠矩转1COO 20003000100050CK转速（r/min）010002000 OCO 1W0担XX）转速（r/min）山冲:L|& -V"* -曙曲梢-O "JllLg 岸 岸8(血寸2矩转大最亠矩转图3.14柴油机恒转速调节特性图3.15汽油机恒转速调节特性图3.14和3.15分别为柴

20、油机和汽油机油门恒转速调节特性。在内燃机额定工作范 围内，油门恒转速控制模式使内燃机输出特性曲线为垂直曲线族。不论输出负载如何变化，只要工况点在内燃机额定工作区域内以及满足稳定平衡条件，油门控制回路总是能将内燃机的输出转速稳定在一恒定值上。3、油门恒转矩控制在内燃机额定工作范围内，油门恒转矩控制模式使内燃机输出特性曲线为水平曲线 族，如图3.16和3.17所示。不论转速如何变化，只要工况点在内燃机额定工作区域内矩转大最一矩转010002000 A0QO 100050（MJ转速（r/min）-OKHO1矩转大最*矩转0100020003000 1DOO 5000转速（r/min）8(图3.16柴

21、油机恒转矩调节特性图3.17汽油机恒转矩调节特性以及满足稳定平衡条件，油门控制回路总是能将内燃机的输出转矩稳定在一恒定值上。3.3内燃机各种试验控制模式的选择、汽油机速度特性试验，选择n/P控制模式；、汽油机负荷特性试验，选择M/n控制模式;三、柴油机速度特性试验，首先选择M/P控制模式热机，并进行最大负荷工况测量，之后，转换为n/P控制模式测量其他工况点；四、 柴油机负荷特性试验时，首先选择n/M控制模式热机，并进行最大负荷工况测量, 之后，转换为 M/n控制模式测量其他工况点；五、柴油机调速特性试验，选择M/P控制模式。3.4 AVL瞬态油耗仪油耗仪是内燃机实验中测量燃油消耗的仪器。油耗仪

22、分为重量式和容积式两种形 式。重量式油耗仪直接测量给定时间段内内燃机耗油质量，直接得到燃油消耗率。而容积式油耗仪测量给定时间段内燃机消耗燃料的容积，经过计算得到燃油消耗率。容积式油耗仪一般不适合测量粘度较大的燃料。下面是现在实验室中使用的 AVL733S瞬态油耗仪。AVL瞬态油耗仪是我系在“985” 建设中重点购买的设备，不但能满足传统发动机试验需要，对未来的电控发动机开发也有重要作用。一、工作条件和环境条件：仪表电源：AC220 ± 22V 50HZ ± 1HZ环境温度：040 C相对湿度：W 85%RH仪器安置在垂直、牢固的墙上或放置在稳定的桌面上现场无强磁场干扰二、主

23、要技术指标：测量范围：01800g测量精度：0.08kg/h在1800g测试模式下测量时间：任意设定三、工作原理图3.18 AVL瞬态油耗仪测试显示AVL733S智能油耗仪的显示仪表采用定时间测重量的方法，此时间可以到毫秒级。测量时间和测量方式可以任意设置。测量结果通过液晶控制仪表显示出来，单位为MLFuel BalanceBasic Operating Prirtciptekg/h o AVL瞬态油耗仪的测量原理见 AVL手册中内容，这里以扫描的基本原理来说明。Taire weightBlade springIMeasuring beam2. Basic Operating Principl

24、eThe AVL Fje Balance works on the firavimetri匚 mcasunng prineipl.ftiL is s-upplied. Io th*engine frum a muaurirtpthe weight of whirh lr cnntinuoufi-ly measured.Flexible tubesFililing solenoiid valve <Capacitive seniorMeasuring vessel:'Rigid instrument ； j 如尹二”三刁严嗣 iu”一damping devicefuel suppl

25、y to lh 电 engine engine return venting line阳2-1Fmirtion.: Acquisition of the furl mass in a mea&uFing vessel that is sus-fjended on a bendin* spnng. FriclLonles and. hyteresLs-lebti tTiansmutation of miiiss in to- palh. A cent日"less capacitive dLsplacrmertt pick-upp-i|h inhi voilage. A inkr

26、Cfpit»ces&or evRlumtEw the voleage and carries, “in a fully a utumatir contro of mcsun?ment and 匚alibration pnoccciurv* Display afid ijper亦认巧 rv ftccnm plihed by way ot a h igher- levcJ computer.perailing Manual3.5 FC2010油门执行器图3.12是油门执行机构结 构简图。其测量指标为：最大力矩25N.m旋转角度90度有效行程 85mm-140mm3.6内燃机废气分

27、析仪内燃机废气分析仪是分析 内燃机气体污染物排放水平的 设备。我室使用的是意大利生 产的Stargas-898 五气体分析 仪。其基本性能如下：1、机架 2、力矩电机3、4、5、6、齿轮减速副7、角位移传感器 8、力臂 9滑块可测量参数：CO、THC、NOx、CO2、O2浓度以及过量空气系数 入；图3.12 FC2310型油门执行器工作环境：温度 +5 C+40 C，相对湿度W 85%RH ;测量精度：CO: 0.001 (X 10-2), THC : 1 (X 10-6) , NOx： 1 (X 10-6) , CO2： 0.01 (X 10-2); O2： 0.01 (X 10-2);入：

28、0.001。3.8柴油机排烟测量柴油机排烟测量有三种方式：稀释风道法(微粒测量)、滤纸烟度计法和不透光烟度计法。我室目前在用的是意大利生产的不透光烟度计。其基本性能如下：1可测参数：吸光系数 K(m-)和不透光度N(%)_1测量范围：K 016m ； N 0100%工作环境：温度+5 C+40C，相对湿度W 85%RH第4章 内燃机基本性能试验4.1内燃机速度特性试验速度特性是在保持油门位置不变，内燃机的各个参数随转速变化的特性。当油门全开时是外特性，其他油门状态为部分速度特性。一、试验目的测定汽油机或柴油机的速度特性，了解内燃机试验所用设备，学习内燃机某种转速下动力性、经济性以及污染物排放的

29、测量分析方法。二、试验所用仪器设备1、汽油机或柴油机一台；2、测功器（以及转速表）；3、油耗仪；4、测量排气温度、润滑油温度和冷却水温度用的温度计；5、大气压力计和干湿温度计；6、机油压力计；三、测量参数和监视参数1、测量参数1） 内燃机转矩Ttq （N. m）;2） 内燃机（测功器）转速 n （r/min ）；3）定时（氏）或定量（ w ）燃油消耗量或消耗时间；4）排气温度（C）；5） 污染物排放量（汽油机测量 CO THC和NCX浓度，柴油机测量 CO THC和N（X 浓度以及吸光系数和不透光度）；6）过量空气系数：。2、监视参数1）冷却液出口温度（C）；2）润滑油温度和压力（kPa）；3

30、） 大气状况参数（温度、压力、相对湿度，取开始和结束时的平均值）。四、计算参数根据直接测取的有关数据，计算出下列内燃机特性参数:1）内燃机有效功率pe（ kw）；2）内燃机油耗率B（kg/h）；3）内燃机有效燃油消耗率 be g ?（kW?h）-1。各参数计算公式如下：14PenTtq10”，”，”,3(4- 1)LWB 3.6,At(4-2)其中：w为在.：t （s）时间内燃机燃料消耗量（g）Bbe = 1000(4-3)内燃机工作时，由于大气状况的不同，对内燃机功率、扭矩等有不同的影响，根据GB/T6072 3-2003规定：在全负荷时，应对内燃机的实测有效扭矩、实测有效功率以及实测燃油消

31、耗率进行校正。校正公式如下：tq0 =aTtq（汽油机）”,1 , (4-4)匚q0 =Ttq（柴油机）”,:1 , (4-5)Pe0 =，aPe（汽油机）,1 , (4-6)巳0 =：d R（柴油机）”,:1 , (4-7)be0 =1000 -B5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5(4-8)注：下标加“ 0”的为校正后的相应参数。式中： 汽油机校正系数d 柴油机校正系数爲、：d可参阅附录1。五、试验方法1、起动内燃机，并预热之，待内燃机冷却液温度和润滑油温度均达到规定范围才可开始试验；2、逐渐开大油门，同时配合调整测功机，以增加内燃机负荷，直至油门全开，内燃机在最大扭矩转速下

32、运转；3、 将点火提前角（或喷油提前角）调整至最佳位置（电控汽油机无需调整）；4、 调整内燃机油门至预定开度并固定（柴油机固定供油拉杆），调整内燃机负荷，使之稳定运转于可能达到的最低转速。待平稳后，测定并记录待测参数和监视参数；5、 减少测功器负荷，使内燃机转速逐步增加（一般每次转速以200300r/min左右递增），在内燃机工作范围内，适应顺次地取8个左右测量点进行测量；6、 在试验过程中，以转速 n为横坐标，以油耗率 B为纵坐标，绘制监督曲线，检 查试验的准确性。如果有不规则数据点，应及时重新测量该工况；7、试验结束后，减小测功器负荷，配合减小油门开度，直至内燃机怠速运转，待温度降低后，方

33、可熄火。六、分析讨论1、根据试验数据和曲线，分析内燃机动力、经济性能变化规律及原因。2、大气压力、大气温度和相对温度对试验结果有何影响？3、汽车在实际运行中，什么时候内燃机工作在速度特性之下？4.2内燃机负荷特性试验一、试验目的测定汽油或柴油机的负荷特性；学习在某一转速下， 评定内燃机经济性的方法，掌握内燃机负荷特性的制取方法。二、试验所用仪器设备试验所用仪器设备同试验一。三、测量参数和监视参数1、测量参数1）内燃机转矩 （N m）；2）定时（氏）或定量（ w ）燃油消耗量或消耗时间；3 ）排气温度（C）；4）污染物排放量（汽油机测量CO THC和NCX浓度，柴油机测量 CO THC和N（X浓

34、度以及吸光系数和不透光度）；5）过量空气系数 a 。a2、监视参数1）冷却液出口温度；2）润滑油温度和压力；3） 大气状况参数（温度、压力、相对湿度。均取开始和结束时的平均值）。四、计算参数根据直接测取的参数，计算出下列内燃机特性参数（实测参数）：1）内燃机有效功率Pe（ kw）；2）内燃机油耗率B（kg/h）；3）内燃机有效燃油消耗率 be g ?（kW?h）-1。五、试验方法1、起动内燃机，并预热之，待内燃机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才 可开始试验；2、 利用油门恒转速测功机恒转矩控制模式（M / n）,调节n旋钮，使在试验转速 下运行；3、 调节M旋钮，使内燃机在最小负荷下运行

35、，待运转平稳后，测定并记录待测参 数；4、 保持上述转速不变，调节M旋钮，增加测功器负荷，在油门整个开度范围内， 适当顺次地取8个左右测点进行测量，直到油门全开为止；5、在试验过程中，以转矩 Ttq为横坐标，以燃油消耗率 B为纵坐标，绘制监督曲线，检查试验的准确性如果有不规则点，应及时补测；6、 试验结束后，调节 M旋钮，卸掉测功器负荷，调节n旋钮，直至内燃机怠速运 转，待温度降低后，方可熄火。六、分析讨论1、根据实测负荷特性，分析试验内燃机的经济性随负荷的变化规律及原因。2、结合所学理论分析同排量柴油机和汽油机的经济性。3、 在柴油机负荷特性曲线上，分析该机的“冒烟界限”。4.3汽油机点火提

36、前角调整特性试验（仅适用于传统汽油机）一、试验目的掌握点火提前测定汽油机点火提前角调整特性；学习选择最佳点火提前角的方法；角调整特性的制取方法。二、试验所用仪器设备1、汽油机一台；2、测功器（以及转速表）；3、油耗仪；4、点火提前角测定仪；5、测量排气温度、润滑油温度和冷却水温度用的温度计；6、大气压力计及干湿球温度计；7、机油压力计等。三、测量参数和监视参数1、测量参数1）内燃机转矩Ttq（n. n）；2）内燃机转速n （r/min ）3）定时（ =t ）或定量（ w）燃油消耗量或消耗时间；4）点火提前角爲c A）5）排气温度（C）；6）污染物排放量（汽油机测量CO THC和NCX浓度）；7

37、）过量空气系数。2、监视参数1）冷却液出口温度；2）润滑油温度和压力；3）大气状况参数（温度、压力、相对湿度。均取开始和结束时的平均值）四、计算参数根据直接测取的参数，计算出下列内燃机特性参数（实测参数）：1、内燃机有效功率Pe（ kW）；2、内燃机油耗率 B （kg/h ）;3、内燃机有效燃油消耗率 be g ?（kW?h）-1。五、试验方法1、将分电器内原有的真空点火提前装置和离心点火提前装置锁死，必要时，在外 壳上加装调节手柄；2、起动汽油机并预热之，待汽油机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可 开始试验；3、调整汽油机节气门开度和测功器制动力，使汽油机达到预定转速和负荷，调整 化油

38、器油针至最佳位置；4、调整分电器外壳，使汽油机点上提前角达到最迟位置，并调节测功器制功力， 恢复预定转速，待转速稳定以后，测定并记录待测参数和监视参数；5、 顺次增大点火提前角（一般每次提前角以250左右递增，且最大功率处要多测几点），直到虽提前点火，功率逐渐下降或出现强烈爆燃为止，其间取8个左右测点进行测时；6、 在试验过程中，以点火提前角a为横坐标，以转矩 Ttq或燃油消耗率 B为纵坐 标，绘制监督曲线，检查试验的准确性如果有不规则点，应及时补测；另外，还要注意判断汽油机有无爆燃及严重程度，并记录之；7、恢复汽油机最佳点火提前角，然后减少测功机负荷，配合减小节气门开度，直 至汽油机怠速运转

39、，待温度降低后，方可熄火。六、分析讨论1、点火提前角调整特性的变化规律是什么？找出最佳点火提前角。2、 如何制取汽油机点火提前角MAP ？3、加大汽油机负荷或提高汽机转速，点火提前角调整特性曲线会如何变化？4.4汽油机燃料调整特性试验（仅适用于传统汽油机）一、试验目的制取汽油机的燃料调整特性；学会选择汽油机合适供油量的方法；掌握汽油机燃料调整特性的制取方法。二、试验所用仪器设备：1、汽油机一台（所带化油器主油针位置应能可调）；2、测功器（以及转速表）；3、油耗仪；4、测量排气温度，润滑油温度和冷却水温度用的温度计;5、大气压力计和干湿球温度计；6、机油压力计表。三、测量参数和监视参数1、测量参

40、数1）内燃机转矩Ttq （ N. m）;2)内燃机转速n （r/min ）3)定时（At ）或定量（：w ）燃油消耗量或消耗时间；4)排气温度（C）；5)污染物排放量（汽油机测量CO THC和 NCX 浓度）；6)过量空气系数 a。2、监视参数1)冷却液出口温度；2)润滑油温度和压力；3)大气状况参数（温度、压力、相对湿度。均取开始和结束时的平均值）四、计算参数根据直接测取的参数，计算出下列汽油机特性参数（实测参数）1、内燃机有效功率pe（ kw）；2、内燃机油耗率 B （kg/h ）；3、内燃机有效燃油消耗率五、试验方法1、起动汽油机，并预热之，待汽油机冷却液温度和润滑油温度达到规定范围才可

41、开始试验；2、 调整化油器怠速，使汽油机达到最低怠速稳定转速，并测量此时的燃油消耗量；3、逐渐开大节气门，并配置调整负荷，使汽油机达到所需转速和负荷；4、 把化油器主油针放于过浓位置（功率有下降），调整测功器制动力；恢复预定转速，把点火提前角调整至最佳值，会调整测功器制动力，恢复预定转速，待汽油机稳定后，测定并记录待测参数和监视参数；5、 调整节化油器主油针位置，便混合气逐渐变稀（一般化油器每次外旋1/31/2）， 直到功率下降1012 % （对调整中最大功率而言）或汽油机工作不稳定为止。在此期间适当顺次取8个左右测量点进行测量；6、 在试验过程中，以化油器主油针外旋圈数为横坐标，以转矩Ttq

42、或燃油消耗率B 为纵坐标，绘制监督曲线，检查试验的准确性如果有不规则点，应及时补测；7、试验结束后旋回主油针至最佳位置，并调整点火提前角至最佳，然后保持汽油 机继续在小负荷情况下运转，待温度降低后，方可熄火。六、分析讨论1、分析得到的汽油机燃料调整特性，找出最佳燃料供给量。2、 什么是理想混合气？制取混合气MAP的原则是什么？3、转速主变，开大节气门，汽油机燃料调整特性会如何变化？节气门开度不变， 提高汽油机转速，曲线又会怎样变化？4.5柴油机调速特性试验一、试验目的测定带全程调速器的柴油机调速特性；学习带调速器内燃机性能 （超负荷）及调速器工作性能的分析评定方法；掌握该特性的制取方法。二、试

43、验所用仪器设备1、 柴油机一台（带全程调速器）；2、测功器（以及转速表）；3、油耗仪；4、冷却液出口温度计，润滑油温度计，排气温度计，大气温度计；5、机油压力计和大气压力计。三、测量参数和监视参数1、测量参数1）内燃机转矩Ttq （ N m）；2）内燃机转速n （r/min ）3）定时（氏）或定量（ w）燃油消耗量或消耗时间；4）排气温度（C）;5） 污染物排放量（CO THC和N（X浓度以及吸光系数和不透光度）;2、监视参数1）冷却液出口温度；2）润滑油温度和压力；3） 大气状况参数（温度、压力、相对湿度。均取开始和结束时的平均值）。四、计算参数根据直接测取的参数，计算出下列柴油机特性参数（

44、实测参数）：1、内燃机有效功率pe（ kw）；2、内燃机油耗率 B （kg/h ）；3、 内燃机有效燃油消耗率be g ?（kW?h）-1 。柴油机稳定调速率的计算公式如下：02=也卫 100%,（4-9）n式中：n1突变负荷前的转速（r/min）；山一一突变负荷后的稳定转速（r/min ）;n柴油机额定转速，即标定工况时的转速（r/min ）。五、试验说明调速特性是在调速手柄位置不变（调速弹簧预紧力不变）时制取的，带有全程调速器的柴油机，在调速手柄位置不同时（调速弹簧预紧力不同），可以获得不同的调速特性。本试验只制取标定工况时的调速特性。调速特性与全负荷速度特性（外特性）有密切的关系，两者常

45、画在一张图上，因此在进行调速特性试验时，应同时测出速度特性。六、试验方法1、起动柴油机，并预热之，待柴油机冷却液温度和润滑油温度均达到规定范围才 开始试验；2、将柴油机调速手柄调节并固定在标定工况位置，同时调节测功机，使柴油机在 最小负荷工况下运行；3、卸去全部负荷，使柴油机转速达到最高空转转速，待稳定后，即可测量、记录待测参数和监视参数；4、逐步增加柴油机负荷，使柴油机转速逐步下降，直到标定工况为止，其间取10个左右测量点（包括额定转速点，测点在曲线转折处要密些）进行测量；5、 在试验过程中，以转速n为横坐标，以转矩Tq或燃油消耗率B为纵坐标，绘制监督曲线，检查试验的准确性如果有不规则点，应

46、及时补测；6、试验结束后，减小测功器负荷，配合调整调速手柄，使柴油机卸去负荷，直至 柴油机怠速运转，待温度降低后，方可熄火。七、分析讨论1、柴油机调速特性和速度特性有何区别？制取方法有何不同？2、利用柴油机调速特性曲线，分析调速器工作过程。第 5 章 试验报告5.1 试验报告的作用一、试验报告可以作为评定内燃机性能的依据在实验室中， 模拟内燃机各种不同的运转工况， 制取各种特性曲线。 通过这些曲线 和相应的试验记录表可以找出内燃机有效性能参数的变化规律及其所能达到的最佳值。 各性能参数的最佳值， 就是内燃机的性能指标。 根据这些指标的具体数值， 就可以比较 和评定内燃机的性能。并以此作为改进和

47、设计的依据。二、试验报告可以作为正确选择内燃机的参考当工作机械确定以后， 就知道了内燃机的用途。 可根据试验报告所提供的指标来判 断内燃机是否能满足工作机械的要求， 以作为选用内燃机时的参考。 当然， 在选用内燃 机的时候， 不能仅仅只赁某一项性能指标来确定。 应该综合考虑各项动力、 经济指标及 可靠性、耐久性、维护作用的方便性等。但动力性、经济性应作为主要参考。三、试验报告可以作为合理使用内燃机的指导通过试验报告我们可以方便地找出内燃机带动从动机工作时的正确、 合理的运行工 况，从而为正确使用内燃机，并获得最佳经济效益提供指导。5.2 试验报告的内容一、封面： 封面上应写有试验单位名称、报告

48、名称、报告人、校对人、审批人、日期 及报告编号等。二、目录三、前言和概述说明试验任务来源和试验依据，并说明试验的目的、性质和要求。四、试验对象对试验内燃机进行描绘， 说明内燃机的型号、 型式、气缸数、 气缸直径、 活塞行程、 总排量、 压缩比、标定功率和转速、最大扭矩和转速等主要规格。必要时可附带图形或 照片。五、试验条件写明试验用仪器设备名称、 型号精度、 产地以及试验用油料牌号和特性参数等。 若 试验条件 GB/T6072 3-2003标准不同的，应在此说明。六、试验方法 逐项说明进行试验的项目和试验方法。七、试验结果 把试验结果填于记录表中， 并进行必要的计算和处理。 重要的数据可重新列

49、表进行 比较。试验结果应尽可能用曲线表示。同时应将试验中发现的问题记录下来。八、试验结论及建议通过对试验结果的分析， 检验结果是否符合有关规定的要求， 并得出合理的试验结 论。试验人员根据试验情况，可作出适当的建议。5.3 试验结果的整理一、参数的计算性能试验中的各参数计算按前述公式（ 4-1）至公式（ 4-8 ）进行，之后应将所测得 和计算的各参数填入试验记录表格中，作为绘制表格中，作为绘制曲线的依据。 二、曲线的绘制试验曲线的绘制方法，一般以自变量（转速或负荷）作为横坐标，以因变量（随转速或负荷的改变而得到的有关性能参数）为纵坐标，找出它们的交点，用符号（、O、x、等）标在坐标纸上，然后用

50、曲线尺将各交点平滑连接起灭，就得到所需要的曲线。曲线应尽可能通过尽量多的点， 而且尽可能靠近那些未能通过的点， 并使曲线上下点离 曲线距离大致相等 , 要注意在平滑连接的过程中，也不能掩盖曲线的局部真实走向， 必要时增补测量点。曲线过测量点时不要压在符号上，应断开并与符号连接上。对于不相关的数值，相邻两点没有连接的变化关系，符号与符号之间用直线连接，构成折线。 这里要说明的是： 如有个别测量的确不平滑的曲线上， 则可能是由于系统误 差或测量误差所引起的。在绘制曲线时，一定要选择正确、 合理的比例尺， 否则曲线的形状也会不连接、 不 平滑、不美观。在此建议使用的比例尺如附表所示。附表1绘制特性曲

51、线时建议使用的比例尺参数比例尺转速n最大值（每10mm代表的n量）20003000>4000100150200250500功率P最大值（每10mm代表的Pe量）15100>10011.5510扭矩Ttq最大值（每10mm代表的Ttq量）1040>400.5125比油耗be最大值（每10mm代表的b；量）400>40050100每小时油耗B最大值（每10mm代表的B量）1020>200.512平均有效压力每10mm代表0.51公斤/厘米2Pme提前角巴g每10mm代表2o充气系数©C每10mm代表10%机械效率排气温度tr每 10mm 代表 100200 C附表2实验报告格式编号一、概述试验报告-报告名称二、试验对象试验地点报告人单位-指导老师-时间-三、试验用仪器设备（封面）-1-四、试验记录六、试验的结果分析五、试验曲线-3-七、建议-4-附录1内燃机进气状态及修正系数、内燃机标准进气状态进气温度：