《内燃机原理(含热工)》实验指导书

《内燃机原理（含热工）》实验指导书（热能与动力工程实验室编）合肥工业大学机械与汽车工程学院1一、概述本实验指导书根据《内燃机原理（含热工）》实验教学大纲编制，本实验是“车辆工程”专业《内燃机原理（含热工）》课程教学的一部分。二、实验目的通过实验教学环节，巩固《内燃机原理（含热工）》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。三、实验内容1.柴油机负荷特性2.汽油机速度特性3.汽油机负荷特性4.柴油机调速特性四、实验学时及实验人数分配柴油机负荷特性1.5学时、汽油机速度特性1.5学时、汽油机负荷特性1.5学时、柴油机调速特性1.5学时，共计6学时。一般情况下，每个教学班分为4组。2《内燃机原理（含热工）》实验指导书课程编号：02400531课程名称：内燃机原理（含热工）实验一柴油机负荷特性实验一、实验目的1.正确掌握负荷特性的试验方法；2.熟悉本实验所需要的设备和仪器；3.掌握整理试验数据和绘制特性曲线的方法；4.根据试验结果，判断柴油机的经济性。二、实验的主要内容柴油机负荷特性测量。三、实验设备和工具1.S195柴油机一台，12小时功率Pe=8.8kW，标定转速n=2000r/min，高压油泵为I泵，调速器为机械式全程调速器。2.WP110水力测功器一台，负荷显示值为P(N)。3.数字转速表一台，磁电式转速传感器，转速显示值为n(r/min)。4.天平油耗仪一台，重量法测量燃油消耗量（固定Δg=20g）。5.排气温度计、水温表。6.大气压力、温度、湿度指示仪表各一只。7.秒表一只。四、实验原理实验时，保持柴油机转速一定。改变柴油机油门大小，并调节测功器负荷以保持柴油机转速在规定值的情况下进行测量。五、实验方法与步骤分工：一人控制柴油机调速手柄，一人控制测功机负荷，一人负责记录转速和负荷，一人负责测量和记录燃油消耗量，并负责发出测量开始信号。一人负责观测和记录进出水温度、机油温度和压力、排气温度。一人负责绘制监督曲线。一人负责检查各工作的配合，汇总测量数据，全面观察柴油机运行情况。1.对使用的所有设备和仪器及被测柴油机进行例行检查。2.起动柴油机，预热到正常工作状态。3.在空负荷下，调整油门手柄，使柴油机在某一规定转速下稳定运转。4.增加负荷5N，同时增大油门，使转速保持在规定值不变，稳定运行2~3分钟，然后读取测功器读数P(N)、燃油消耗时间t(s)。将测量值在t~P坐标上标出，以判定测量结果是否正确，是否需要补点。(由于结构的原因，示盘上的负荷读数应乘以1/2以后纪录在记录表上)5.重复”4”的过程，直到冒烟为止。6.在be、T~Pe坐标图上将同一类的点圆滑的描绘成监督曲线。7.试验结束后，应使柴油机在怠速工况下运行几分钟，然后再停机。六、实验报告主要内容及要求31.将所测量的数据填入记录表格内，必要时进行修正、整理。转矩计算式Ttq=0.9545P(N.m)功率计算式Pe=0.0001P·n(kW)燃油消耗量计算式Gf=3.6·Δg/t(kg/h)燃油消耗率计算式be=1000·Gf/Pe(g/kW.h)2.计算各工况点的Ttq、Pe、Gf、be，并填入记录表格内。负荷特性纪录表转速n：r/min燃油消耗量Δg：20g12345678测功器读数P燃油耗时t转矩Ttq功率Pe燃油消耗量Gf燃油消耗率be排温T3.绘制柴油机负荷特性曲线。be/TPe七、思考题1.你认为做好该试验的关键是什么？2.负荷特性的Pe曲线为什么从小负荷到中负荷逐渐降低，中负荷到大负荷又逐渐升高？试从工作过程分析其变化规律。3.分析比较柴油机与汽油机负荷特性的差别，及其燃料经济性。4八、实验注意事项1．内燃机实验室内及附近严禁烟火。2．内燃机飞轮及测功器联轴节系高速回转件，实验中务必避开它们在同一平面内。3．切不可随意触摸高速旋转部件。4．爱护实验室的一切设备，未经允许，不得随意翻弄、搬动和玩耍仪器设备，损破公共财物者按价赔偿。5．服从实验人员指挥、安排，遵守教学秩序和组织纪律，对不听劝阻者，取消实验资格。6．实验结束时，必须由实验指导人员在有关实验数据上签字，经同意后方能离开，并按要求按时交实验报告。实验二汽油机速度特性实验一、实验目的1.正确掌握汽油机速度特性的试验方法；2.熟悉本实验所需要的设备和仪器；3.掌握整理试验数据和绘制特性曲线的方法。二、实验的主要内容汽油机速度特性测量。三、实验设备和工具1.夏利（TJ376Q）汽油机一台，1小时功率为38kW，标定转速为5600r/min。2.（WY60）型测功器一台，负荷显示值为P(N)。3.数字转速表一台，磁电式转速传感器，转速显示值为n(r/min)。4.数字式油耗仪一台，容积法测量燃油消耗量，显示值为t(s)。5.排气温度计、水温表、机油压力表各一只。6.大气压力、温度、湿度指示仪表各一只。四、实验原理实验时，汽油机节气门开度固定在某一位置不变，由化油器自动调节汽油供油量，以适应外界负荷的改变。五、实验方法和步骤1.对使用的所有设备和仪器及被测汽油机进行例行检查。2.汽油机点火提前角选定在标定工况下的最佳值，节气门手柄按使用工况调整。3.接通测功机控制柜电源，进入准备状态，打开测功机进水阀。调节控制柜水门开关回到零，调节控制柜油门开关回到零。4.按下容积法油耗仪F2键，进行油量选择。在油量窗口灯亮时，按F1键选2，再按F2键储存。（这里选定10ml油量）。5.按下容积法油耗仪F2键，进行测量方式选择。在连续窗口灯亮时，按F1键选1再按F2键储存。（这里选定连续测量）。6.打开测功机冷却水开关，起动汽油机，预热到正常工作状态。7.调节节气门手柄（并同时增加负荷，保持汽油机运转在低转速区）直到节气门手柄达到规定的开度。保持节气门位置不变，减小负荷，使发动机运转到额定转速处，此时为试验开始工5况。测试并记录测功器读数P、转速n、定容积燃油Δv(ml)所消耗的时间t(s)。然后，每次增加汽油机负荷，使转速以500r/min为间隔逐步稳定下降，直到汽油机转速降至1500r/min为止。每个工况稳定运行2~3分钟，然后测量测功器读数P、转速n、定容积燃油Δv(ml)所消耗的时间t(s)。8.绘制监督曲线，应在下一个工况调整好之前将测量值在P~n和t~n坐标上标出，以判定测量结果是否正确，是否需要补点。9.试验结束后，应使汽油机在怠速工况下运行几分钟，然后再停机。10.明确分工：一人控制汽油机节气门手柄和测功器负荷，负责记录汽油机转速和负荷，并负责发出测量开始信号。一人负责测量和记录燃油消耗量。一人负责观测和记录进出水温度、机油温度和压力、排气温度，特别是注意机油压力不得小于100kPa。一人负责绘制监督曲线。一人总记录，负责检查各工作的配合，汇总测量数据，全面观察汽油机运行情况。六、实验报告主要内容及要求1.将所测量的数据填入记录表格内，必要时进行修正、整理。转矩计算式Ttq=0.9545P(N.m)功率计算式Pe=0.0001P·n(kW)燃油消耗量计算式Gf=3.6·ρ·Δv/t(kg/h)；其中ρ（g/ml）是汽油的密度。燃油消耗率计算式be=1000·Gf/Pe(g/kW.h)2.计算各工况点的Ttq、Pe、Gf、be，并填入记录表格内。3.绘制汽油机速度特性曲线。七、思考题1.你认为做好该试验的关键是什么？2.分析比较汽油机速度特性与柴油机速度特性的差别，简要说明汽油机为什么不必安装调速器。八、实验注意事项与“柴油机负荷特性实验”相同。实验三汽油机负荷特性实验一、实验目的1.正确掌握汽油机负荷特性的试验方法；2.熟悉本实验所需要的设备和仪器；3.掌握整理试验数据和绘制特性曲线的方法；4.根据试验结果，判断汽油机的经济性。二、实验的主要内容汽油机负荷特性测量。三、实验设备和工具1.夏利（TJ376Q）汽油机一台，1小时功率为38kW，标定转速为5600r/min。2.（WY60）型测功器一台，负荷显示值为P(N)。3.数字转速表一台，磁电式转速传感器，转速显示值为n(r/min)。64.数字式油耗仪一台，容积法测量燃油消耗量，显示值为t(s)。5.排气温度计、水温表、机油压力表各一只。6.大气压力、温度、湿度指示仪表各一只。四、实验原理实验时，保持汽油机转速一定。改变汽油机油门大小，并调节测功器负荷以保持汽油机转速在规定值的情况下进行测量。五、实验方法和步骤1.对使用的所有设备和仪器及被测汽油机进行例行检查。2.起动汽油机，预热到正常工作状态。3.在空负荷下，控制节气门手柄（油门），使汽油机转速稳定在一规定转速n。4.逐步增加负荷，同时增大油门，使转速保持不变。每次增加10N左右，直到油门达到最大为止。每个工况稳定运行2~3分钟，然后测量测功器读数P、定容积燃油Δv(ml)所消耗的时间t(s)。5.绘制监督曲线，应在下一个工况调整好之前将测量值在P~t坐标上标出，以判定测量结果是否正确，是否需要补点。6.试验结束后，应使汽油机在怠速工况下运行几分钟，然后再停机。7.明确分工：一人控制汽油机节气门手柄和负荷，负责记录汽油机转速和负荷，并负责发出测量开始信号。一人负责测量和记录燃油消耗量。一人负责观测和记录进出水温度、机油温度和压力、排气温度，特别是注意机油压力不得小于100kPa。一人负责绘制监督曲线。一人总记录，负责检查各工作的配合，汇总测量数据，全面观察汽油机运行情况。六、实验报告主要内容及要求1.将所测量的数据填入记录表格内，必要时进行修正、整理。转矩计算式Ttq=0.9545P(N.m)功率计算式Pe=0.0001P·n(kW)燃油消耗量计算式Gf=3.6·ρ·Δv/t(kg/h)；其中ρ（g/ml）是汽油的密度。燃油消耗率计算式be=1000·Gf/Pe(g/kW.h)2.计算各工况点的Ttq、Pe、Gf、be，并填入记录表格内。3.绘制汽油机负荷特性曲线。七、思考题1.你认为做好该试验的关键是什么？2.分析比较汽油机与柴油机负荷特性的差别，及其燃料经济性。八、实验注意事项与“柴油机负荷特性实验”相同。实验四柴油机调速特性实验一、实验目的1.正确掌握调速特性的试验方法；2.熟悉本实验所需要的设备和仪器；3.掌握整理试验数据和绘制特性曲线的方法；74.加深理解柴油机安装调速器的必要性。二、实验的主要内容柴油机调速特性测量。三、实验设备和工具1.4105柴油机一台，标定功率为76kW，标定转速为3200r/min，高压油泵为I泵，调速器为机械式全程调速器。2.CW110电涡流测功器一台，负荷显示值为P(N)。3.数字转速表一台，磁电式转速传感器一支，转速显示值为n(r/min)。4.数字式油耗仪一台，重量法测量燃油消耗量，显示值为Gf(kg/h)。5.排气温度计、水温表、机油压力表各一只。6.秒表、大气压力、温度、湿度指示仪表各一只。四、实验原理实验时，柴油机调速手柄固定在某一位置不变，由调速器自动调节供油量，以适应外部负荷的改变。五、实验方法和步骤1.记录大气压力、温度和湿度。2.对使用的所有设备和仪器及被测柴油机进行例行检查（冷却水，机油，柴油等）。3.检查测功器与发动机的连接是否可靠。其他的安全措施是否到位。4.柴油机供油提前角选定在标定工况下的最佳值，调速手柄按使用工况调整。5.打开测功器电源，预热3分钟，观察测功器的润滑油泵是否上油。6.起动柴油机，预热到正常工作状态。7.将柴油机逐步加载到标定工况(Pb、nb)，稳定运转5~10分钟。调速手柄位置不变，然后以最快的速度将负荷全部卸掉，这时转速升高，记录最高瞬时转速ni。待转速稳定后，记录最大空载转速nmax。8.固定调速手柄位置不变，然后逐步增加负荷，每次增加15N左右，使柴油机转速逐步下降，直到标定工况转速nb，接近标定工况时负荷增加量要减少。在标定工况以后，小幅度增加负荷，转速以200r/min为间隔稳定下降，直到1600r/min为止。每个工况稳定运行2~3分钟，然后测量测功器读数P、转速n、一定重量燃油Δg(g)所消耗的时间t(s)。9.绘制