41内燃机原理实验.docx

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41内燃机原理实验

中国海洋大学本科生课程大纲

课程名称

内燃机原理实验

InternalCombustionEnginePrincipleExperiments

课程代码

0812********

课程属性

工作技能

课时/学分

1周/1

课程性质

必修

实践学时

1周

责任教师

梅宁

课外学时

32

课程属性：

公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：

必修、选修

一、课程介绍

1.课程描述：

内燃机原理实验课程是配合柴油机原理理论教学而开设的，通过实验教学环节，巩固《柴油机原理》课程所学的理论知识，使理论与实践进一步结合，使学生熟练掌握内燃机性能试验的方法，学会常用测试仪器、仪表的使用。

2.设计思路：

基本要求

实验前：

实验指导教师应确保实验仪器、实验发动机工作状态良好；检查油、水、电情况；了解实验的内容、方法；对学生讲解实验注意事项。

参加实验的学生应认真预习实验指导书，熟习实验的内容、方法和注意事项，并作好记录的准备。

实验中：

实验指导教师对实验的过程和操作方法进行指导；学生要遵守实验室的相关规定，严格按实验指导书的步骤进行操作，作好实验记录。

实验后：

关好仪器和发动机，检查油、水、电，分析实验数据，写出实验报告。

实验验方式

发动机工作正常，在指定工况下，测试发动机相应的性能指标。

在指导教师指导下,学生独立完成。

实验一、喷油泵、喷油器性能实验

一、实验内容

１、测量喷油泵的速度特性、供油特性；调整各缸供油量；

２、测量喷油器的雾化情况、喷油压力、锥角等参数；

二、实验目的和要求

（1）通过实验，了解测量喷油泵的速度特性、供油特性的试验方法；

（2）通过实验，了解喷油泵试验台、喷油器试验仪的结构、工作原理及操作方法；

（3）根据测量结果，分析喷油泵、喷油器的技术状况；

（4）初步掌握喷油泵、喷油器的调整方法。

三、实验主要仪器设备简介

实验使用的设备为喷油泵试验台和喷油器试验仪。

四、实验准备

1、认真复习有关“柴油机燃料系统”相关理论知识；

2、认真阅读试验指导书，弄清实验内容、目的和要求；

3、认真收集阅读与实验相关的资料。

五、实验步骤

1、喷油器实验

１）、将喷油器安装到喷油器试验仪上，并固定、夹紧；

２）、将柴油加满喷油器试验仪的油杯。

摇动柱塞泵给系统加压，检查系统是否漏油；

若漏油应停止加压，进行防漏处理；

３）、摇动柱塞泵给系统加压，直至喷油器喷油，观察喷油器的雾化情况、喷油压力、锥角并做好纪录；

４）、测量喷油锥角；

５）、调整喷油压力，重复3）、4）步骤

2、喷油泵的速度特性、供油特性的试验

１）、将喷油泵安装到喷油泵试验台的安装座上，并将喷油泵的输入轴与喷油泵试验台的输出轴联接好、对中。

然后夹紧定位。

２）、将喷油泵与喷油泵试验台之间的油路接好，注意接口不能有燃油泄露。

３）、起动喷油泵试验台，调整喷油泵转速，设定时间；测量不同转速下各出油口的出油量并做好纪录；

４）、完成上述实验后，将喷油泵调速螺钉调至极限位置；

５）、调整喷油泵转速，设定时间；测量不同转速下各出油口的出油量并做好纪录；

６）、实验完成后，喷油泵试验台停机，关闭电源。

六、注意事项及要求

1、严格遵守实验操作要求的规定；实验过程中注意人身安全；

2、实验中注意装夹要紧固，动力联接要对中；接口要严密，防止燃油泄漏；

3、完成后，将分组人员名单与原始记录数据交给指导老师检查，然后，将仪器拆下给老师检查，无损坏后，装回盒中；

4、实验报告，应做相应分析，并将原始数据附在报告后面，以便老师检查。

七、数据整理和分析要求

对实验数据进行处理，并对处理结果运用相关理论进行分析，得出检测结论。

八、实验报告的要求

1、写明实验名称、目的和要求以及实验用仪器设备型号；

2、列出实验数据表，并将有同组人员名单的实验原始记录纸附在后面；

3、按第七项要求，逐条整理分析出结果。

实验二、柴油机负荷特性实验

一、实验内容

在发动机转速不变的条件下，测出不同负荷下的有效油耗率和小时油耗量；同时测量发动机的排气温度、输出扭矩等参数；

二、实验目的和要求

（1）通过实验，掌握柴油机负荷特性试验的方法、试验数据的处理和特性曲线的绘制方法；

（2）通过实验，了解所用仪器设备的结构、工作原理及操作方法；

（3）根据测量结果，分析被测柴油机的技术状况；

三、实验主要仪器设备简介

实验使用的设备为发动机台架系统。

该系统主要由测功机、发动机、发动机测控系统、油耗仪、气压计、干湿温度计、各类相关传感器等组成。

四、实验准备

1、认真复习有关“柴油机负荷特性”试验相关的理论知识；

2、认真阅读试验指导书，弄清实验内容、目的和要求；

3、认真收集阅读与实验相关的资料。

五、实验步骤

1、按操作规程起动、预热发动机，使水温、油温达到规定要求，并在整个实验过程中尽量保持不变；

2、接通发动机控制系统电源，启动系统运行正常后开始实验；

3、逐渐改变油门开度，同时调整测功机改变负载，使柴油机在选定的转速保持不变（转速一般在50%~80%额定转速范围选择）；待发动机在调定的工况下稳定运转1分钟后，纪录测功机读数、转速、燃油消耗量及耗油时间、排气温度、机油温度、油压等数据。

每个工况点应测量3次，取算术平均值计算。

要求分配到不同岗位的学生相互配合。

4、实验开始和结束时，纪录环境状况（大气压力、温度、湿度等），取平均值；

5、实验结束后，逐渐减小油门开度与测功机负荷，怠速运转5分钟后停机。

6、关闭系统，切断电源。

六、注意事项及要求

1、严格遵守实验操作要求的规定，注意人身安全；

2、实验中注意发动机和测功机调整要缓慢；严禁急加载和急卸载；适时控制发动机水温、油温；及时补充燃油和冷却水；保证发动机测功机正常运转；监视台架装置连接部位的可靠性。

3、完成后，将分组人员名单与原始记录数据交给指导老师检查；

4、实验报告，应做相应计算和分析，并绘制相关图表和特性曲线，将原始数据附在报告后面，以便老师检查。

七、数据整理和分析要求

对实验数据进行处理，并对处理结果（数据、图表、特性曲线等）进行理论分析，得出实验结论。

八、实验报告的要求

1、写明实验名称、目的和要求以及实验用仪器设备型号；

2、列出实验数据表，并将有同组人员名单的实验原始记录纸附在后面；

3、按第七项要求，逐条整理分析出结果。

实验三、柴油机调速特性实验

一、实验内容

测量柴油机在调速特性起作用时，在不同转速下的有效扭矩、有效功率、排气温度等参数；

二、实验目的和要求

（1）通过实验，掌握柴油机调速特性试验的方法、试验数据的处理和特性曲线的绘制方法；

（2）通过实验，了解所用仪器设备的结构、工作原理及操作方法；

（3）根据测量结果，分析被测柴油机的技术状况；

三、实验主要仪器设备简介

实验使用的设备为柴油发动机台架系统。

该系统主要由测功机、发动机、发动机测控系统、油耗仪、气压计、干湿温度计、各类相关传感器等组成。

四、实验准备

1、认真复习有关“柴油机调速特性”试验相关的理论知识；

2、认真阅读试验指导书，弄清实验内容、目的和要求；

3、认真收集阅读与实验相关的资料。

五、实验步骤

1、按操作规程起动、预热发动机，使水温、油温达到规定要求，并在整个实验过程中尽量保持不变；

2、接通发动机控制系统电源，启动系统运行正常后开始实验；

3、将油门开度固定在额定油量的位置上，然后按预先确定的工况点调整测功机改变负载，使柴油机在选定的油门开度保持不变（转速一般在50%~80%额定转速范围选择）情况下，逐渐使发动机由高速向低速运行，每次减少200转/分钟，适当分布10个工况点进行实验，每个工况点运行稳定1分钟后，纪录测功机读数、转速、燃油消耗量及耗油时间、排气温度、机油温度、油压等数据。

每个工况点应测量3次，取算术平均值计算。

要求分配到不同岗位的学生相互配合。

4、实验开始和结束时，纪录环境状况（大气压力、温度、湿度等），取平均值；

5、实验结束后，逐渐减小节气门开度与测功机负荷，怠速运转5分钟后停机。

6、关闭系统，切断电源。

六、注意事项及要求

1、严格遵守实验操作要求的规定，注意人身安全；

2、实验中注意发动机和测功机调整要缓慢；严禁急加载和急卸载；适时控制发动机水温、油温；及时补充燃油和冷却水；保证发动机测功机正常运转；监视台架装置连接部位的可靠性。

3、完成后，将分组人员名单与原始记录数据交给指导老师检查；

4、实验报告，应做相应计算和分析，并绘制相关图表和特性曲线，将原始数据附在报告后面，以便老师检查。

七、数据整理和分析要求

对实验数据进行处理，并对处理结果（数据、图表、特性曲线等）进行理论分析，得出实验结论。

八、实验报告的要求

1、写明实验名称、目的和要求以及实验用仪器设备型号；

2、列出实验数据表，并将有同组人员名单的实验原始记录纸附在后面；

3、按第七项要求，逐条整理分析出结果。

实验四、柴油机点火提前角调整特性实验

一、实验内容

在发动机油门开度和转速一定的条件下，改变点火提前角，测出发动机不同点火提前角下的有效扭矩、有效油耗率和小时油耗量；同时测量发动机的排气温度等参数；

二、实验目的和要求

（1）通过实验，掌握柴油机点火提前角调速特性试验的方法、试验数据的处理和特性曲线的绘制方法；

（2）通过实验，了解所用仪器设备的结构、工作原理及操作方法；

（3）根据测量结果，分析被测柴油机的最佳提前角；

三、实验主要仪器设备简介

实验使用的设备为发动机台架系统和发动机综合测试仪。

该系统主要由测功机、发动机、发动机测控系统、油耗仪、气压计、干湿温度计、各类相关传感器等组成。

四、实验准备

1、认真复习有关“柴油机点火提前角调速特性”试验相关的理论知识；

2、认真阅读试验指导书，弄清实验内容、目的和要求；

3、认真收集阅读与实验相关的资料。

五、实验步骤

1、按操作规程起动、预热发动机，使水温、油温达到规定要求，并在整个实验过程中尽量保持不变；

2、接通发动机控制系统电源，启动系统运行正常后开始实验；

3、将发动机综合测试仪按说明书和试验项目要求接好测试线以及电源线，然后启动发动机综合测试仪，选择相应的测试窗口，使仪器进入测试状态；

4、将油门门开度固定在预选的位置上，然后按预先确定的工况点调整测功机改变负载，使柴油机在选定的节气门开度保持不变（转速一般在50%~80%额定转速范围选择）情况下，逐渐使发动机由高速向低速运行，每次减少200转/分钟，适当分布6~8个工况点进行实验，每个工况点运行稳定1分钟后，测试发动机的点火提前角并纪录，同时纪录测功机读数、转速、燃油消耗量及耗油时间、排气温度、机油温度、油压等数据。

每个工况点应测量3次，取算术平均值计算。

要求分配到不同岗位的学生相互配合。

5、调整改变油门开度到一定值，重复4步骤；要求做6~8个不同节气门开度工况下的点火提前角测试；

6、实验开始和结束时，纪录环境状况（大气压力、温度、湿度等），取平均值；

7、实验结束后，逐渐减小油门门开度与测功机负荷，怠速运转5分钟后停机。

5、关闭系统，切断电源。

将仪器设备清理收好。

六、注意事项及要求

1、严格遵守实验操作要求的规定，注意人身安全；

2、实验中注意发动机和测功机调整要缓慢；严禁急加载和急卸载；适时控制发动机水温、油温；及时补充燃油和冷却水；保证发动机测功机正常运转；监视台架装置连接部位的可靠性。

3、完成后，将分组人员名单与原始记录数据交给指导老师检查；

4、实验报告，应做相应计算和分析，并绘制相关图表和特性曲线，将原始数据附在报告后面，以便老师检查。

七、数据整理和分析要求

对实验数据进行处理，并对处理结果（数据、图表、特性曲线等）进行理论分析，得出实验结论。

八、实验报告的要求

1、写明实验名称、目的和要求以及实验用仪器设备型号；

2、列出实验数据表，并将有同组人员名单的实验原始记录纸附在后面；

3、按第七项要求，逐条整理分析出结果。

实验五、柴油机自由加速烟度测量（选做）

一、实验内容

测量柴油机在自由加速时，在不同工作条件下自由加速时的烟度。

二、实验的目的和要求

1、测量柴油机自由加速时的烟度；

2、熟悉柴油机烟度测量方法和操作技能；

3、熟悉滤纸式烟度计的用法。

三、实验主要仪器设备简介

实验使用的设备为发动机台架系统和发动机综合测试仪。

该系统主要由测功机、发动机、发动机测控系统、油耗仪、气压计、干湿温度计、各类相关传感器等组成。

滤纸式烟度计、活塞式抽气泵、取样探头适用于装有柴油机，在自由加速工况下烟度排放标准值。

四、实验准备

1、认真复习有关“柴油机自由加速烟度测量”试验相关的理论知识；

2、认真阅读试验指导书，弄清实验内容、目的和要求；

3、认真收集阅读与实验相关的资料。

五、实验步骤

1、测量仪器技术要求

1）滤纸式烟度计，由取样系统和测量系统组成，其技术参数和要求应符合HJ/T4-93的规定。

2）取样系统，由取样探头、抽气装置、清洗装置和取样接管组成。

3）测量系统，由光电发射头、指示器组成

4）滤纸规格

（1）反射因数（92±3）%

（2）当量孔径为45um

（3）透气度为3000ml/（cm2*min）

2、测量程序

1）安装取样头

用压力为300-400kPa压缩空气清洗取样管路，将取样探头固定在排气管内，插深等于300mm，其中心线与排气管轴线平行。

2）测量步骤

（1）将抽气泵置于待抽气位置，将洁白滤纸放入取样泵夹紧。

（2）抽气泵开关置于油门踏板上，使抽气动作和自由加速同步进行。

（3）每次抽气完毕，把烟样送到试样台，由指示器读出烟度值。

（4）应于20s内完成上述①-③所规定的步骤。

3）测量规程按如下图进行，共测4次，取后3次烟度值的算术平均值即为所测烟度值，当黑烟冒出的时间和抽气泵开始抽气的时间不同步，应取后3次测量的最大值。

4）实验开始和结束时，纪录环境状况（大气压力、温度、湿度等），取平均值；

5）实验结束后，逐渐减小油门门开度与测功机负荷，怠速运转5分钟后停机。

6）关闭系统，切断电源。

将仪器设备清理收好。

六、注意事项及要求

1、严格遵守实验操作要求的规定，注意人身安全；

2、实验中注意发动机和测功机调整要领；适时控制发动机水温、油温；及时补充燃油和冷却水；保证发动机测功机正常运转；监视台架装置连接部位的可靠性。

3、完成后，将分组人员名单与原始记录数据交给指导老师检查；

4、实验报告，应做相应计算和分析，并绘制相关图表和特性曲线，将原始数据附在报告后面，以便老师检查。

七、数据整理和分析要求

对实验数据进行处理，并对处理结果（数据、图表、特性曲线等）进行理论分析，得出实验结论。

八、实验报告的要求

1、写明实验名称、目的和要求以及实验用仪器设备型号；

2、列出实验数据表，并将有同组人员名单的实验原始记录纸附在后面；

3、按第七项要求，逐条整理分析出结果。

3.课程与其他课程的关系：

工程热力学、船舶柴油机。

四、课程目标

通过对柴油机的喷油泵性能、负荷特性、调速特性以及柴油机点火提前角调整特性实验，使学生了解柴油机的实际工作情况和使用性能，掌握通过实验获取柴油机特性曲线的方法，进一步加深他们对这部分知识的理解，并培养学生实际操作能力和独立分析问题的能力。

四、学习要求

课程进行之前需进行安全培训。

要求熟练掌握实验设备的使用步骤和基本要领、专用工具使用、所要求的实验测量方法，以及柴油机实验系统各主要辅助设备的操作要领及运行中的维护管理。

四、教学进度

序号

专题

或主题

计划课时

主要内容概述

实验实践

内容

或课外练习等

1

喷油泵、喷油器性能实验

16

对喷油泵、喷油器进行测量、校核、性能实验

实验报告

2

柴油机负荷特性实验

8

转速一定下，经济性指标随负荷变化情况

实验报告

3

柴油机调速特性实验

8

固定油门开度，负荷变化时，发动机各项指标随转速变化情况；部分负荷速度特性

实验报告

4

柴油机点火提前角调整特性实验

8

改变点火提前角，测出发动机不同点火提前角下的经济性指标随负荷变化情况

实验报告

5

柴油机自由加速烟度测量（选做）

2

柴油机在自由加速时，在不同工作条件下自由加速时的烟度

实验报告

五、参考教材与主要参考书

教材：

杜荣铭主编.《船舶柴油机》.大连海事大学出版社，2006年。

主要参考书目：

1.孙培廷.船舶柴油机.大连：

大连海事大学出版社，2002年2月

2.钱耀南主编.《船舶柴油机》.大连海事大学出版社，2003年；

3.葛鸿翔主编《船舶柴油机》.科学出版社，1996年

六、成绩评定

（一）考核方式E：

A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他

（二）成绩综合评分体系：

成绩综合评分体系

比例%

1.实验平常表现

10

2.单项实验报告成绩

90

总计

100

七、学术诚信

学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。

他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。

本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。

八、大纲审核

教学院长：

院学术委员会签章：