柴油机速度特性和负荷特性试验报告.docx
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柴油机速度特性和负荷特性试验报告
柴油机性能试验报告
班级:
汽91
姓名:
周子超
学号:
2009010741
试验时间:
2012年4月20日
组别:
13
试验目的:
1.掌握通过测功机等试验设备测量柴油机的速度特性的方法;
2.了解试验中对柴油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、排气温度的测量方法;
3.通过整理试验数据点,得到柴油机的速度特性曲线,做出相关分析总结分析对比;
4.分析柴油机速度特性和负荷特性曲线的变化规律及变化趋势,分析原因。
5.
实验对象:
进行汽油机、柴油机速度特性的对比,总结汽油机柴油机的不同。
机型
EQH140-30
型式
四缸、直列、四冲程、电控共轨直喷、增压中冷
缸径/冲程(mm)
110/125
着火顺序
1-3-4—2
排量
4.75
燃烧室型式
浅盆形3燃烧室
气缸套型式
无缸套
额定功率kW(ps)
103(140)
额定转速(r/min)
2400
最大超速转速(15秒)
3000
最大扭矩(N.m)
500
最大扭矩转速(r/min)
1200-1600
最低燃油消耗(g/kW.h)
200
低怠速(r/min)
750±50
高怠速(r/min)
2650±50
表1:
柴油机参数
二、试验设备:
名称
测试内容
型号
主要参数
备注
电涡流测功机
功率、转矩、转速
OSWALD
QD122.3
250kW,4980rpm,fmax=165Hznmax=10010rpm,Mmax=580Nm
电涡流型
油耗仪
油耗
中国湘仪
测量精度:
土0.5%
时间分辨率:
土0.1s
油耗分辨率:
土0.1g
重量
式
空气流量计
空气流量
同园
ToceiL
量程:
0-1200kg/h精度:
土1%分辨率:
土0.1kg/h
热膜
式
表2:
主要测试设备表
四、
试验台架系统简图:
图1:
台架系统简图
第一部分:
速度特性
五、实验原理:
柴油速度特性的实验基于发动机速度特性的定义,即保持发动机节气门或者是油量
调节位置不变,发动机的性能指标和特性参数(主要指功率、转矩、燃油消耗率、
进气量、排气温度、充量系数)随发动机转速的变化规律。
实验基于负载系统的6
种控制模式:
①恒扭矩/恒转速控制(M/n[②恒转速/恒扭矩控制(n/M[③恒扭矩
/恒油门位置控制(M/P[④恒转速/恒油门位置控制(n/P)⑤P1/P⑥M/n2,首先选择油门到指定的开度,然后不断改变负荷转速测得数据。
六、实验要求及方法:
1.实验要求:
用给定仪器测量给定发动机的速度特性,要求发动机油门开度为46%;
2.实验方法:
⑴首先调节油门开度为46%;
⑵不断改变发动机转速,从1000r/min,每隔200r/min测一个数据,直到转速达
到2400r/min,共得到8组数据;
⑶实验中记录下每个转速点下的燃油消耗率、功率、转矩、进气流量、排气温度
等数据。
记录数据注意事项:
⑴实验前先需要预热发动机,使发动机的运行达到稳定工况方可进行试验;
⑵在每次改变转速之后,系统都需要一定的时间达到稳定的状态,所以每次改变n
之后都需要等待一段时间,等参数稳定之后方可进行记录;
七、实验数据记录:
1.手工记录数据:
试验名称:
柴油发动机转速为1500r/min的负荷特性试验
实验日期:
2012.4.20
时间:
16:
00-19:
00
地点:
汽研所
603
发动机型号:
EQH140-30
燃油编号.
密度
/(kg/m3):
830
试验人员:
刘泽民、周子超、陈璐凡、刘洋、彭世贤、郑大松、马晓彬
班级:
汽91
大气压力:
102.3KPa
大气湿度:
40%
序号
转速
n
r/min
功率
Pe/kW
燃料消耗
B
Kg/(h)
扭矩
T
Nm
排气温度
空气流量
Ga
Kg/h
1
1000
35.28796
9.15
337
444
160
2
1200
43.55183
9.9
346.6
466
208
3
1400
45.15183
10.1
308
447
253
4
1600
44.12984
10.68
263.4
455
305
5
1800
42.2199
10.57
224
439
342
6
2000
32.12565
8.8
153.4
403
353
7
2200
31.97487
8.65
138.8
345
375
8
2400
29.20209
8.73
116.2
321
408
表格3:
柴油机速度特性数据表格
八、试验数据整理及分析总结:
1.
dPe;d(fa)fm;
发动机功率修正:
修正计算公式:
P。
(")(298)0.7;(涡轮增加中冷)
Pd298
0.3(使用范围:
q/r<40)1
0.036q1.14(使用范围:
40 r fm小于零的结论。 来源地址: 其中: q—比排量循环供油量,mg/(L循环) r—增压比,r=2.5; 柴油机进气压力: FdP巳;P102.30.4101.9KPa; 环境温度: T=225C,T=273+22.5=295.5K; 转速/r/min 功率Pe/kw fa fm ad 修正功率 1000 35.29 0.97 0.3 0.99 34.93 1200 43.55 0.97 0.3 0.99 43.12 1400 45.15 0.97 0.3 0.99 44.70 1600 44.13 0.97 0.3 0.99 43.69 1800 42.22 0.97 0.3 0.99 41.80 2000 32.12 0.97 0.3 0.99 31.80 2200 31.97 0.97 0.3 0.99 31.66 2400 29.20 0.97 0.3 0.99 28.91 表格4: 功率修正 2. 转速一转矩曲线: 结果分析: 柴油机转速一转矩曲线呈先增加再下降趋势,即随着转速增加在较低转速时达到最大,之后慢慢下降,整体变化较为平缓。 http: //wlxt.whut.edu.en/g/engine/wordhtm/dzjcchap9.htm 3. 转速一功率曲线 结果分析: 柴油机功率一转矩曲线呈先增加再下降趋势,即随着转速增加在较低转速时达到最大,之后慢慢下降,进行了调速。 4. 转速一空燃比曲线: 5. 转速一进气量曲线: Kg/h g/(KWh) 九、实验总结 由实验得到的数据与书中变化趋势基本相符,转矩、功率曲线与书中有较大的差异 是由于采用了调速的原因。 第二部分: 负荷特性 十、实验原理: 柴油负荷特性的实验基于发动机负荷特性的定义,即保持发动机转速不变,发动机的性能指标和特性参数(主要指功率、转矩、燃油消耗率、进气量、排气温度、充量系数)随发动机负荷(转矩表征)的变化规律。 实验基于负载系统的6种控制模 式: ①恒扭矩/恒转速控制(M/n[②恒转速/恒扭矩控制(n/M[③恒扭矩/恒油门位置控制(M/P[④恒转速/恒油门位置控制(n/P)⑤P1/P⑥M/n2,选择恒转速/恒转矩控制(n/M),首先选择n到指定的转速,然后不断改变负荷(以油门开度表 征)测得数据。 十一、实验要求及方法: 3.实验要求: 用给定仪器测量给定发动机的负荷特性,要求发动机转速2200r/min; 4.实验方法: ⑴在负载系统n/M模式下,首先调节转速为2200r/min; ⑵不断改变油门开度,从35%到80%得到9组数据。 ⑶实验中手工记录下每个油门开度点下的空燃比、燃油消耗率、进气量数据。 记录数据注意事项: ⑴实验前先需要预热发动机,使发动机的运行达到稳定工况方可进行试验; ⑵在每次改变油门开度后,系统都需要一定的时间达到稳定的状态,所以每次改变M之后都需要等待一段时间,等参数稳定之后方可进行记录; 十二、实验数据记录: 2.手工记录数据: 试验名称: 柴油发动机转速为1500r/min的负荷特性试验 实验日期: 2012.4.20 时间: 16: 00-19: 00 地点: 汽研所 603 发动机型号: 燃油编号. 密度/(kg/m3): 试验人员: 刘泽民、周子超、陈璐凡、刘洋、彭世贤、郑大松、马晓彬 班级: 汽91 大气压力: 大气温度: 序号 负荷/ 开度% 功率 Pe/kw 燃料消 耗率B Kg/h 扭矩 T Nm 排气温 度 空气流量 Ga Kg/h 转 速 n r/m i 1 35 11.52 5.13 50 247 338 2200 2 42.2 23.04 7.22 100 268 356 3 47.3 34.55 9.3 150 312 383 4 50.4 46.76 11.78 203 375 414 5 52.7 60.93 14.29 264.5 419 458 6 55.1 67.96 15.84 295 438 479 7 59.1 79.02 18.28 343 466 529 8 67 90.14 20.43 391.3 516 574 9 80 102.35 22.83 444.3 530 620 表格3: 柴油机负荷特性数据表格 0.036qr 1.14(使用范围: 40 十三、试验数据整理及分析总结: 0.3(使用范围: q/r<40) 其中: q—比排量循环供油量,mg/(L循环) r—增压比,r=2.5; 柴油机进气压力: PPFW;P102.30.4101.9KPa; 环境温度: T=225C,T=273+22.5=295.5K; 此时,由于q/r<40,利用fm=0.3进行修正,可以得到如下表: 开度 功率 Pe/kw fa fm ad 修正功率 35 11.52 0.97 0.3 0.99 11.40 42.2 23.04 0.97 0.3 0.99 22.81 47.3 34.55 0.97 0.3 0.99 34.21 50.4 46.76 0.97 0.3 0.99 46.30 52.7 60.93 0.97 0.3 0.99 60.32 55.1 67.96 0.97 0.3 0.99 67.28 59.1 79.02 0.97 0.3 0.99 78.23 67 90.14 0.97 0.3 0.99 89.24 80 102.35 0.97 0.3 0.99 101.33 表格4: 功率修正 2关于fm的选取资料来源于网络,因为用指导书上给的公式,会得出fm小于零的结论。 来源地址: http: //wlxt.whut.edu.en/g/engine/wordhtm/dzjcchap9.htm 2.转矩一功率曲线: N? m kW 3.转矩一燃料消耗率: N? m 4.柴油机转矩一空燃比曲线: N? m 5.柴油机转矩一进气量曲线: N? m N? m 5.柴油机转矩一排气温度曲线: 十四、实验总结 从各个数据的曲线走势可以发现本次试验的结果和试验预期是差不多的,但是实验 过程中有一个传感器接触不良,导致调节上出现一定问题,还好对本次实验的结果影响不大, 这也提醒我们做实验之前应对实验设备进行仔细的检查,以免出现类似的情况。 1关于fm的选取资料来源于网络,因为用指导书上给的公式,会得出
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