汽油机速度特性试验报告

重庆大学研究生专业实验教学实验报告书重庆大学研究生院实验课程名称：汽油机速度特性试验实验指导教师：学院：专业及类别：学号：姓名：实验日期：成绩：11.1试验目的(1)了解和掌握汽油发动机功率、转速和燃油消耗量的测量方法。(2)理解汽油发动机速度特性的概念并掌握试验方法。(3)掌握汽油发动机速度特性实验结果的计算整理、曲线的制作和分析方法。1.2试验要求(1)试验前，复习发动机原理和构造，熟悉和掌握与本试验内容相关的和发动机性能指标。(2)试验中，按指导老师的要求操作仪器设备，正确观测和记录数据，按步骤进行试验。(3)试验后要求认真撰写试验报告，正确处理试验数据并规范列出试验数据和计算结果表格。(4)绘制有关的速度特性曲线，结合原理对试验结果和试验特性曲线进行分析和讨论。(5)严格遵守实验室管理规则（安全、仪器操作、试验流程等）。1.3主要试验设备系统组成：被测件（柴油/汽油发动机（H15TGDI））、测功机部分（DW250kW电涡流测功机,最高转速10000rpm、转动惯量0.231kg•m2、扭矩测量精度±0.4%FS、转速测量精度±1rpm;6通道低温采集模块、8通道高温采集模块、8通道压力采集模块8；温度传感器PT100精度±1℃，高温传感器K型精度±5℃）、试验保障系统（发动机水温恒温系统、机油恒温系统、燃油恒温系统等）、机械部分（平台、支架、联轴器等）、测试软件（ET2000发动机控制系统）。1.4发动机台架系统装置图A1-1汽油发动机台架试验系统示意图1.5发动机参数试验用缸内直喷汽油机，参数种类如表A1-1所示2表A1-1缸内直喷汽油机参数发动机形式直列四缸燃料及标号97#汽油发动机型号H15TGDI点火顺序1-3-4-2缸径*行程/mm76x82.6额定功率（kW）/转速(r/min)125/5500总排量1.5L最大扭矩（N.M）/转速（r/min）230/4000压缩比10:1连杆长度/mm133进气形式增压供油方式直喷1.6实验标准及方法1.试验标准发动机试验条件，按国家标准GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》的规定进行控制。测量仪表精度及测量部位应符合GB/T18297-2001的规定。2.试验方法(1)按国家标准GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》进行。(2)测量数据时发动机运行转速与选定转速相差不应超过1%或±10r/min，发动机运行状态稳定1min后，方可进行试验测量。(3)利用发动机转速控制采用测功机恒转速、油门调节方式（n/P）和（n/M）模式结合使用，调节n旋钮，使在试验转速下运行。(4)试验中由于汽油机燃油易挥发。为保证测量结果的准确性，相同的工况测量3次，以其平均值作为该工况的燃油消耗量数据。(5)试验中空气消耗量测量时：由于发动机进气具有脉动效应，因此从二次仪表中应读取波动的最大值和最小值，其平均值即为该工况的空气消耗量数值，单位为kg/h。每一工况要求至少测量两次，求平均值为该工况的测量数据。1.7试验步骤及内容(1)检查发动机安装是否正确、安全、可靠。打开燃油开关、冷却水阀门及各测试系统开关，如发动机测控仪等，起动发动机，检查运转时有无明显的不稳定现象。无问题则进行发动机预热及试验前的其它装备工作(2)当发动机达到预热要求后，选取规定的油门位置，开始进行发动机速度特性试验，每次适当选择8个以上的测量点。试验中发动机采用测功机恒定转速、调节油门方式（n/P）。1.8试验数据整理及总结要求(1)按表A1-3填写试验结果和计算数据表格(2)在坐标图上画出速度特性试验（全油门位置即外特性）的性能曲线,要求满足对试验结果进行分析和评价的需要进行分析和评价的需要全面反应测试数据，。表A1-3发动机外特性试验记录表发动机型号：H15TGDI测功机型号：DW250节气门开度：100%燃油规格：97#汽油大气压力：97.4kPa大气温度：21~27℃实验地点：汽车内燃机实验室实验组别：第一组实验日期：2017.1.12注：转速分别与功率、扭矩、燃油消耗率、空燃比、增压比(或过量空气系数)、工质温度压力等的相关性特性曲线。3转速扭矩功率油耗量节气门开度修正系数修正扭矩修正功率油耗率rpmNMkWkg/h%-NMkWg/kWh800112.29.42.451001.023114.89.62260.541200160.120.125.721001.034165.5320.8284.071600199.533.449.31001.026204.7534.3278.152000221.646.4313.691001.037229.7948.13295.032400221.255.5816.411001.023226.3656.89295.082800221.264.8620.021001.015224.5365.84308.733200221.774.2923.81001.028227.8976.37320.253600220.483.0727.981001.016223.8284.38336.884000221.292.6432.581001.022225.9794.65351.644400222102.338.191001.019226.25104.25373.184800220.7110.944.41001.022225.64113.42400.155200201109.542.161001.023205.68112385.135600190.5111.743.481001.022194.6114.14389.11机油温度机油压力进水温度进水压力出水温度出水压力大气温度大气湿度大气压力℃kPa℃kPa℃kPa℃%kPa90.9139.28824789.897.352135.197.4932038624390.297.322626.797.497.4263.285239.590.197.352332.297.4101.8308.985235.990.297.382728.197.4102.334684237.190.198.222440.298.2104.5353.783231.890.298.22146.398.2108.2358.182225.59098.162734.198.2109.1368.582209.390982050.398112.6358.582215.690.397.942245.598115.7372.682210.590.697.872049.197.9120.5374.18220290.897.742244.497.8123.6373.482191.790.597.722245.297.712637882181.190.797.712144.697.74进气温度进气歧管温度进气歧管压力曲轴箱压力涡前温度涡前压力中冷前温度中冷前压力中冷后温度中冷后压力一缸进气温度℃℃kPakPa℃kPa℃kPa℃kPa℃2037104.997.5544644105.216.9104.9362734.7126.497.367023.964.912724.6126.3352333.1149.896.881149.982.715125.1149.7352836.5170.696.390379.2106.5172.330.7170.4372535.2174.996.889790102.817729.4174.7362135.9179.296.3907106.399.9182.429.6179.2382742.5183.395.7902125.5110.8187.337.8183.3442041183.895907141.9105.1188.536.3183.8432243.6189.794.6904168.1112.4195.539.5189.7462143.8192.594.4903198.6115.2199.940.1192.6462252.520795.1910250.8132.6216.349.7207.455225218494.8906223.6119.7193.648.6184.4542147.7178.994.9907231.2117.2189.444.2179.850二缸进气温度三缸进气温度四缸进气温度一缸排气温度二缸排气温度三缸排气温度四缸排气温度涡后排温涡后排压LAMBDA℃℃℃℃℃℃℃℃kPaV37.44037477520504484436.72.41.0134.93835576637621586549.74.10.9634.13734669744739683673.17.31.0136.6383677285084277274911.60.9435.73735809861843803732.413.20.937.23937827873856817754.116.60.8543.94544830870855822755.821.20.8242.44342838875860831769.825.90.7945.54645846879861836769.931.80.7645.64645849883862844773.539.20.7354.65554864900871862773.548.80.753.65453863893865861781.246.40.7249.35049869898866870783.148.90.735图A1-2转速-扭矩曲线图A1-3转速-功率曲线图A1-4转速-燃油消耗率曲线6图A1-5转速-过量空气系数曲线图A1-6转速-增压比曲线7图A1-7转速-空燃比曲线(3)对比上述性能曲线及试验结果进行下述分析、讨论。①测定及计算发动机的升功率、最大功率、最大扭矩、最大制动平均有效压力，对发动机动力性进行评价。答：发动机的升功率：根据所做的发动机外特性曲线，发动机的最大功率为113.42kW，发动机的最大扭矩为229.79N﹒m发动机最大制动平均有效压力通过计算和查阅相关标准，发动机的升功率、最大功率、最大扭矩及最大制动平均有效压力等参数指标都在要求范围内，因此可以通过这些参数得到本次试验用发动机的动力性可以满足使用需求，符合标准。②分析外特性上增压比数据的变化趋势，说明其控制理由和控制的措施。答：通过做发动机的转速-增压比图可以发现，增压比在转速开始增长的阶段（800~2000r/min），随着转速的增长以较快的速度增长；在转速增长到一定阶段（2000~4400r/min）后，随着转速的增长增压比依旧在增长，增长速度有所放缓；当转速继续增长（4400~4800r/min），增压比随着转速增长继续以较快速度增长，之后，增压比随着转速的增长而极速降低。一台发动机压缩比的高低是判断其性能高低的一个重要标准。发动机压缩比越高，汽油与空气的混合越充分，能发出的功率也就越高，因此许多厂家也都想把自身发动机的压缩比提高。但往往每件事物都有其两面性，发动机压缩比越高，则意味着燃烧时放出的能量越大，活塞、气缸、曲轴等发动机部件受力就越大，同时对发动机的冷却系统也有着更高的要求。因此，如果一味把发动机的压缩比提高，且结果最终会适得其反，会带来爆震，爆缸，震动等问题。目前流行的增压技术，通过发动机外部的空气压缩机，压缩空气到汽缸内部，使得发动机在压缩过程中，更多的空气与燃油能够充分混合，做功时释放出更多的能量，从而提高发动机的功率与扭矩。③分析外特性上空燃比(或过量空气系数)数据的变化趋势，说明其标定的理由。L125kWP=83.33kW/L1.5LesPiVmaxmax229.79Nm1925.08Pa1.5LtqmesTPiV8答：空燃比在转速为1200~1600r/min时随转速增长呈较快上升趋势，在4800~5600r/min间随转速增长呈缓速增长趋势，其余都随转速增长呈下降趋势。标定空燃比（或过量空气系数）是希望通过此途径来提高发动机的主要性能指标、改善燃烧过程对发动机的影响，以此提高发