柴油机外特性实验 一、速度特性 在喷油泵供油拉杆（或齿条）位置一定的情况下，当增加负荷使转速 降低时，柴油机各有效性能参数M e 、P e 、g e 、η e 等随转速n的改变而变化的 关系，称为速度特性（图1所示）。 当油量限制在最大功率位置时，得到最大功率（或称全负荷）速度特性。通常叫做外特性。当油量限制在小于最大功率的位置时，就得到部分特性。由于功率标定有四种，所以全负荷速度特性也有四种。根据供油量限位的不同，分别称为15分钟功率速度特性，1小时功率速度特性，12小时功率速度特性，持续功率速度特性等。 速度特性反映了柴油机动力性、经济性随转速n变化的规律。通过全负 荷速度特性可以找出柴油机所能达到的最高性能指标以及对应于p emax 、M emax 和g emax 时的转速，并可计算出扭矩储备率μ值以评定柴油机克服超负荷的能力。通过部分特性还可以看出不同工况时耗油率的变化规率及其所对应的转速，可全面衡量不同用途的柴油机适应变工况运转的性能，从而确定最有利的转速范围。 图1 JB485柴油机速度特性曲线
二、实验目的 掌握柴油机外特性的实验方法，绘制外特性曲线，了解柴油机供油量不变的情况下，各项性能参数随转速变化的规律。 ?三、实验设备 ? 本实验在CAC44电力测功机试验台架上进行，试验发动机为R190M柴油机。 四、实验工况 ? ?在标定工况下进行：7.7KW／2300r/min。 ? ? 五、实验步骤 1、起动发动机暖车，使机油温度达到规定要求，在实验过程中，尽量保持不变； 2、调整柴油机使其在标定工况下稳定运转，发动机转速2300r/min，发动机扭矩32Ｎ.M，然后将发动机台架控制模式转为n/P模式, 试验过程中固定发动机油门位置不变； 3、依转速为测量点，在柴油机工作转速范围内，通过测功机控制发动机转速，使柴油机运转在2300r/min、2200 r/min、2000 r/min、1800 r/min、1600 r/min、1400 r/min等转速下； 4、试验时在每一个工况稳定运行一段时间后，测定发动机转速n、扭矩 M e 、功率P e 、油耗g e 、机油温度t 1 、排气温度t r 、环境温度t 2 、环境相对湿度Φ等 各项参数； 5、各工况点测试完毕后卸下发动机负荷，怠速运转发动机一定时间后停机； 6、关掉电源、水源、整理数据，清理实验环境。 ? 六、实验报告 1、实验目的； 2、实验设备； 3、简述实验步骤； 4、实验数据记录表； 5、绘制曲线； 6、实验结果整理分析讨论；
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.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。
实验对象:
二、试验设备: 名称 测试内容型号主要参数备注 电涡流测功功率、转OSWALD 250kW， 4980rpm ， f max = 165Hz 电涡机矩、转速QD122.3 n max = 10010rpm ， M max = 580Nm 流型油耗仪油耗中国湘仪测量精度：土 0.5% 重量 时间分辨率：土 0.1s 式 油耗分辨率：土 0.1g 空气流量计空气流量同园量程：0-1200kg/h 精度：土 1% 热膜 ToceiL 分辨率：土 0.1kg/h 式 表2 :主要测试设备表 四、试验台架系统简图: 排气系统 表1:柴油机参数 空气 实验控制系统（计唱算 机）編
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/n 2，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：
实验日期_________ 中国石油大学热工检测技术实验报告成绩__________ 班级热工姓名同组者教师___________ 实验九柴油机负荷特性实验 一、实验目的 1．掌握柴油机负荷特性的试验方法。了解电涡流测功机、油耗仪、转速传感器、扭矩传感器、温度传感器的测量原理和使用方法。 2．熟悉负荷特性试验测试数据的分析和处理方法，绘制柴油机负荷特性曲线并分析其经济性。 二、实验原理 当转速n保持不变时，柴油机某些性能参数随负荷的改变而变化的关系称为负荷特性。如图1所示。这些参数主要有小时耗油量B，燃油消耗率be。排烟温度Tf等。 图 1 柴油机负荷特性曲线 负荷特性表明在某规定转速下，各种不同负荷时的耗油率be随功率Pe变化的关系。通过特性曲线可以找出内燃机所能达到的最大功率Pemax和最低耗油率be 。还可用来评价标 min 定工况下的经济性，判断功率标定的合理性以及有关调整的正确性。
实验时保持柴油机转速不变,改变功率,测出油耗量、油耗率和排烟温度,绘到坐标纸上，即可得出负荷特性实验曲线。 功率测量原理。柴油机的有效功率Pe 、转速n 、燃油消耗率be 。是表明柴油机性能的主要指标。其中Pe 、 n 表明动力性；be 表明经济性。对柴油机进行试验，首先要掌握这些直接与性能有关的参数的测量方法和设备。 柴油机有效功率Pe 的大小，是通过测量柴油机输出的扭矩Te （Nm ）和与其对应的转速n （r/min ）计算出来的，计算公式为： 9549 e nT Pe (kW) 欲测出输出扭矩的大小，必须要有一个能给柴油机反扭矩（即负荷）的装置。这种装置叫做测功机。测功机实质上就是给柴油机加“负荷”的装置，测量时，柴油机的飞轮用连接轴与测功机的主轴连接在一起，油耗量测量及转速测量等仪器设备也与柴油机的相应部位连接。 测功机分水力测功机、电力测功机和电涡流测功机，本实验采用电涡流测功机。 燃油消耗量测量原理。燃油消耗率be 是表明柴油机经济性的重要技术参数，它是通过测定在某一功率下消耗一定量的燃油所需要的时间，经计算而求得的。柴油机常用的测量方法为称量法。 转速测量原理。转速测量采用磁电式转速传感器测量，当测功机轴旋转时，感应出磁电信号，经过数据处理获得转速值。 三、实验设备 1. 试验用柴油机一台。型号:ZS1115（Pb=16.2kW,n b =2200r/min ）。 2. 功率测量设备：电涡流测功机,型号:GW25。 3. 燃油消耗量测量：油耗仪,型号:FC2210Z 智能油耗仪。 4. 转速测量传感器。 5. 压力传感器、温度传感器。 6. FC3000发动机测控系统。 四、实验步骤 1.开机 (1)检查发动机和测功机各连接件的螺丝和螺栓的松紧度、如发现过松须将其拧紧。 (2)先将测功机冷却水进水阀打开。
发动机负荷特性曲线 2006-9-6 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线
柴油机特性实验 一、实验内容与要求 柴油机特性是指柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机特性。这种变化规律曲线形式称为柴油机特性曲线。 柴油机的最基本特性有速度特性、负荷特性和螺旋桨推进特性。其中，后两者为船用柴油机所用：即发电柴油机（n=常数）工况和船舶主机（螺旋桨）工况（P=cn3）。实验内容 ⒈柴油机负荷特性测定及负荷特性曲线绘制。 ⒉柴油机推进特性测定及推进特性曲线绘制。 实验要求： ⒈掌握柴油机负荷特性与推进特性的测定方法。 ⒉了解柴油机按负荷特性和推进特性工作时各参数间的变化规律。 二、实验目的、意义 柴油机的特性实验是柴油机的基本实验。此种特性测定不但为设计制造部 门所重视（柴油机的工作特性指标是否达到原设计指标），也为使用部门所关 注（运行管理中的依据）。尤其是船用柴油机的运转环境，运转工况变化很大， 如何在复杂的运转环境中正确管理柴油机，必须详细了解柴油机在不同运转工 况下的工作特性。通过本实验可使学生了解柴油机负荷特性与推进特性的测定 方法；了解柴油机按发电机工况和螺旋桨工况工作时各参数间的变化规律，从 而为正确管理船用柴油机做好必要的理论准备。 三、实验仪器、设备及测量精度 1.试验用主要仪器、设备如下: 4135Ca型船用柴油机（标定转速1500r/min、持续功率53kW） GWD－100型电涡流测功机 FC2210Z型智能油耗仪 FC2000型发动机自动测控系统 2. 仪器测量精度 （1） FC2000发动机自动测控系统 转速测量精度: ±1r/min 扭矩测量精度: ±0.4%F.S 扭矩控制精度: ±0.5%F.S 低温测量精度: ±0.5%F.S 高温测量精度: ±0.5%F.S （2） FC2210Z智能油耗仪
柴油机出厂性能试验规范 本规范依据GB/T 1147.1-2007《中小功率柴油机第2部分试验方法》编制而成，规定如下： 一、提交试车的柴油机必须是装配合格产品，试车前检查柴油机装配质量，零部件应齐全，总装工序流程卡有质检员签字并带有合格字样。 二、开车前的准备： 1、出厂试验用燃油及润滑油牌号按下列规定： （1-1）、燃油：按大气温度选用不同牌号的轻柴油（GB252-77） 0℃以上：RC0＃ 0～-10℃：RC-10＃ （1-2）、润滑油：按大气温度选用不同牌号的CD级柴油机油（GB5323-85）2、柴油机对正测功仪，固定底脚螺栓及联轴器，联轴器与飞轮连接螺栓（8.8级）分多次均匀把紧，固定防护罩。 3、安装机油压力表管及机油压力表，安装水温表和油温表。 4、连接排烟口或排烟法兰到排烟管（通往室外烟囱）。 5、机油加到油尺刻度规定限度。 6、接通冷却水，冷却水进出水管卡箍必须紧固，防止进气造成冷却水循环阻塞。 7、接通燃油，打开柴油泵进油螺栓或放气螺钉，燃油系统放气，直至回油管有柴油流出。 8、校对供油提前角： 9、接电瓶线和搭铁线，电瓶线连接必须牢固，以防烧坏连接线。连接起动按钮至起动机B+和C+端子。
10、接通电源，按下起动开关起动柴油机，柴油机起动后，立即松开起动按钮，柴油机进入正常工作。每次启动时间不超过10秒，如需连续起动，应停歇2分钟后再起动。如果连续三次不能起动柴油机，则查明原因，排除故障后再起动。 三、柴油机起动后，立即检查柴油机怠速运行的环境及各项参数。 （1）、柴油机应有循环水流出，可适当提速直至循环水流出；如循环水流出应，立即停车查明原因。 （2）、检查怠速机油压力： （3）、检查三漏：柴油机各密封面及管接处不允许出现油、气、水渗漏。（4）、柴油机和测功器连接部位应无杂音。 （5）、检查柴油机应无异常声响及其他故障。 四、运转中的注意事项： 1、冷却水应正常，防止断水； 2、润滑正常，防止断油，检查机油压力正常及机油内应无水； 3、排气烟色、排气温度应正常； 4、运转正常，应无异常声响。 5、注意观察水温、油温、机油压力的变化。 五、按柴油机出厂试验流程进行出厂试验（见表1、表2），运转中应测定调整的项目和应排除的故障如下： 1、消除三漏。柴油机各密封面及管接处，在预热磨合运行及性能试验期间，经紧固后不允许出现油、气、水渗漏。如有渗漏及时排除故障。 3、75%负荷后调整气门间隙，复查缸盖螺母拧紧力矩，调整供油提前角，调整喷油器性能达到最佳。
实验二柴油机负荷特性 1、掌物柴油机负荷特性的试验方法。 2、学会对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析，并绘制柴油机负荷特性曲线图。 二、实验条件 1、SOFIM-8140增压柴油发动机（Pemax=76kw/3800r/min）一台 2、CW150型电涡流测功机一台 3、FCM-D转速油耗测量仪一台 4、液体密度计一只 5、温度计一只 6、大气压力计一只 7、柴油 10升 三、实验原理 柴油机负荷特性：在保持柴油机转速 n不变的情况下，调节柴油机喷油泵齿条或拉杆的位置，改变每循环供油量，研究发动机的燃油消耗量B、燃油消耗率 be与功率Pe之间的关系。 四、实验内容和要求 1、调节柴油机喷油泵拉杆（油门）开度及指挥全组协调动作，一人；当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。 2、调整测功机负荷，一人；测功机负荷的调整应均匀、准确，尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷，造成发动机的转速剧烈波动。 3、监视发动机转速和测量油耗，一人；监视转速时，应注意转速的上下波动情况，当转速的波动值超过±20r/min，该组实验数据应视为无效并重做。 4、调节，监视发动机冷却水出水温度，一人；保持发动机动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内，出现气阻现象（无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃），应立即报告，以便及时停机。 5、监视发动机机油压力、温度，一人；出现异常情况应及时报告。
6、记录测功机读数W、发动机转速n、耗油质量△m和耗油时间△t, 一人；实验数据记录应准确无误。 7、绘制实验监督曲线，一人；当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点，应及时指出，以便立即补测校正。
第十章示功图测录与分析 示功图是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。它通过专门的测量仪器——示功器进行测量。由工程热力学可知,示功图的面积大小代表了柴油机气缸内一个工作循环的指示功的大小。它是研究柴油机气缸内工作过程完善程度的重要依据,也是用来计算柴油机指示功率的依据,同时还可作为柴油机动力计算和强度计算的资料。通过示功图可研究缸内的燃烧过程、燃烧放热规律,计算缸内温度,评估扫气过程,计算柴油机指示功率,确定柴油机最大爆发压力和压缩压力等等。由于它能以图象形式显示缸内的工作过程,而且测试仪器简单实用, 因此在柴油机的测试中,示功图的测取占有非常重要的地位。 通常,应定期测录运转柴油机的示功图,且对测取的示功图进行计算和分析。根据其计算和分析结果来判断柴油机的工作性能,并可对其进行适当的调整,保证柴油机能在最佳状态下运转,提高其经济性、动力性和可靠性。 第一节示功图的测录 测取气缸示功图的仪器统称为示功器。根据其工作原理不同, 示功器可分为机械示功器、气电示功器以及电子示功器三类。船上常用的是机械示功器, 随着电子技术的应用, 在现代船舶上, 电子式示功器的使用也不断增多。 一、机械式示功器 机械式示功器是一种使用较早的示功器, 目前在低速和部分中速柴油机上仍在使用, 它是利用机械位移方法测量缸内压力和活塞位移。机械示功器按使用的示功弹簧形式不同, 可以分为螺旋弹簧式和柱簧式两种。两者在结构原理上相同,所不同的是前者使用螺旋形弹簧,后者使用等强度柱形弹簧。以下主要介绍螺旋弹簧式示功器。 1. 结构和工作原理 机械示功器的具体结构如图10-1所示, 它由压力感受机构、转筒机构和记录机构三部分组成。压力感受机构包括小活塞5、活塞杆4及示功弹簧1等用来感受缸内压力变化并以示功小活塞位移输出; 转筒机构包括绳索9、转筒8用来反映柴油机活塞位移; 记录机构包括杠杆3和画笔机构2具有平行放大作用, 画笔的自由端装有铜笔尖。 当测量示功图时, 转筒8上夹有示功纸并通过绳索9由柴油机曲轴或凸轮轴通过专设的示功器传动机构带动, 绕其自身轴左右偏转, 其偏转角位移量正比于柴油机活塞位移, 即转筒转动的弧长代表按比例缩小的活塞行程的长度,反映柴油机活塞的行程。示功器小活塞5在缸内气体压力推动下在小气缸中上下移动, 并被弹簧力所平衡。小活塞的运动通过活塞杆带动记录机构的传动杆和画笔运动, 由记录机构反映其位移量, 即按一定比例反映柴油机气缸内变化着的气体压力。 由于示功器中小活塞的上下移动与柴油机气缸中的气体压力的变化成比例, 而转筒的转动
第七章柴油机的特性91题 第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题 考点1：船舶柴油机的运转工况5题 1发电机工况 电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。 2螺旋桨工况 用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率（忽略轴系的传递损失情况）。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例（P p＝cn m）。通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe＝cn３。我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。 3其他工况 柴油机在此类工况下运行时，它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的，而功率则由运行中所遇到的阻力决定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率；驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况；即使直接驱动螺旋桨的主机，当航行条件和运行状态发生变化时（海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等），船舶阻力发生改变，通过螺旋桨影响主机的功率和转速。 A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况，称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急柴油机工况 C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率，在同一功率下可有不同转速，这种工况称为（）。 A．发电机工况 B．螺旋桨工况 C．面工况 D．应急发电机工况
161 161 第11章 发动机特性 11.1基本概念 全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化，对合理使用、检查与维修发动机，都有很强的适用价值。 11.1.1 发动机特性与特性曲线 1．发动机特性 发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。发动机性能指标主要有功率、转 矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等； 调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油 机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对 发动机性能的影响；运转情况一般指发动机 转速和负荷等。 2．特性曲线 为了直观显示发动机的特 性，常以曲线形式表示，称为发动机特性曲 线。图11-1为Audi （奥迪） 2.4L 四缸5 气门汽油机的外特性曲线。 3.发动机特性分类 发动机特性分调节特性和性能特性两大 类。 （1）调节特性 指发动机的性能指标随 调节情况而变化的关系。如柴油机的供油提 前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特 性、汽油机的燃料调节特性等。 （2）性能特性 指内燃机的性能指标随 运行工况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。 图11-1 发动机特性曲线 （Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性）
162 162 11.1.2 发动机特性的制取 发动机特性需在专门的试 验台（俗称发动机台架）上进 行，图11-2显示了带水力测功 器的试验台的基本组成。它可 以模拟发动机的实际工况，使 其在要求的转速和负荷下工 作，并可以同步测量发动机在 各种工况下的功率、燃料消耗、 废气排放、气缸压力等性能参 数。 发动机特性试验，国家已 有标准，需按有关标准，在规 定的条件下进行。 11.2 发动机调节特性 发动机调节特性对发动机的正确调整、使用与维修关系 密切，值得重视。 11.2.1 柴油机供油提前角 调节特性 它是指在发动机转速一定和油量控制机构（如喷油泵的供油拉杆）位置一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随供 油提前角变化而变化的关系。 图11-3为柴油机供油提前角调节特性曲 线。由曲线可见，随着供油提前角θ的改变， 发动机的功率与燃料消耗率也随着变化。对应 于最大功率和最小燃料消耗率的供油提前角即 为最佳供油提前角。发动机使用维修时，应注 意按照使用说明书要求，检查调整发动机静态 最佳供油提前角。 最佳供油提前角是随着发动机的转速变化 而变化的，它一般由供油提前角自动调节装置 来控制。对于电控柴油机，则由ECU 根据发动 机工况精确控制。 11.2.2 汽油机点火提前角调节特性 它是指在发动机转速和节气门开度一定条件下，其功率、燃料消耗率等性能指标随点火提前角变化而变化的关系。 图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表 5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器 9-水温传感器 10-油压传感器 11-排温传感器 12-气 缸压力传感器 13-油压传感器 14-针阀升程仪 15-电 荷放大器 16-电荷放大器 17-霍尔针阀传感器 18-示波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放大器 22-Ａ/Ｄ转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器 图11-3 柴油机供油提前角调
1.柴油机特点：（1）优点：经济性好，功率范围广，尺寸小重量轻，机动性好，可靠性高， 寿命长，维修方便。（2）缺点：存在机身振动、轴系扭转振动和噪声，某些部件的工作条件恶劣，承受高温高压并具有冲击性负荷。 2.发展趋势：（1）提高经济性（2）电子控制技术（3）降低排放（4）提高可靠性。 3.柴油机：使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料，采用内部混合法形成可燃混合气 体，靠缸内空气压缩形成高温自行发火。 4.柴油机的类型：（1）四冲程和二冲程（2）增压和非增压（3）低速、中速和高速（4） 筒形活塞和十字头式（5）直列式和V型（6）右旋和左旋（7）可逆转和不可逆转。5.理论与实际循环的差异：（1）工质的影响：理论循环工质为理想气体，实际循环工质是 空气和燃烧产物，使实际循环热效率和做功能力下降。（2）气缸壁的传热损失。（3）燃烧损失：后燃和不完全燃烧。（4）漏泄损失：活塞环处的漏泄。（5）其他损失。 6.气阀重叠角意义：（1）依靠废气的流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内的废气扫出气缸， 实现燃烧室扫气，提高换气质量。（2）利用进气冷却燃烧室有关部件。 7.直流扫气特点：（1）换气质量好。（2）结构复杂，维修较困难。 8.上下止点：活塞在气缸中运动的最上下端的位置，也是活塞离曲轴中心线最远近的位置。 9.气缸工作容积Vs：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。 10.平均指示压力：假定一个数值不变的压力作用在活塞上，在一个膨胀行程内所作的功与 一个工作循环的指示功Wi相等，这个假象的压力就称为平均指示压力。也就是一个工作循环中单位气缸工作容积的指示功。 11.柴油机的基本组成：（1）主要固定件：机架、机座、气缸和气缸盖。（2）主要运动件： 活塞、连杆组件、曲轴。（3）配气机构及换气系统。（4）燃油系统。（5）润滑系统。（6）冷却系统。（7）起动和控制系统。 12.机械负荷：（1）定义：柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。 （2）特点：周期交变，具有冲击性。（3）安装预紧力引起的负荷与气体力引起的机械应力均与最高爆发压力成正比。 13.热负荷：（1）热应力：由温差作用形成的应力。（2）热疲劳：燃烧室部件在交变的热应 力下出现的破坏现象。 14.活塞的作用：（1）保证密封的情况下完成压缩和膨胀过程。（2）将气体力经连杆传递给 曲轴。（3）在筒形活塞式柴油机中，活塞承受侧推力，起着滑块的作用。（4）在二冲程柴油机中活塞还启闭气口，控制换气。 15.压缩环：（1）作用：防止气缸中气体漏泄，保证活塞与气缸之间相对运动条件下的密封， 并将活塞上的部分热量传给气缸。（2）搭口形式：直搭口、斜搭口和重叠搭口。 16.活塞的冷却方式：自由喷射冷却、循环冷却、振荡冷却、喷射—振荡式冷却。 17.冷却液的输送方式：（1）筒形活塞：在曲轴连杆中钻孔。（2）十字头式活塞：需要专门 的机构，分为套管式和铰链式。 18.气缸盖的作用：（1）与气缸套、活塞共同组成燃烧室。（2）上面安装各种阀件。（3）在 设置进排气阀的气缸盖上还要布置进排气道和气阀摇臂机构。 19.气缸盖的类型及特点：（1）单体式：气缸盖和气缸套接合面处密封性好，制造、运输、 拆装检修均较方便，但汽缸的中心距加大，增加了柴油机的长度和重量。（2）整体式：中心距小，结构紧凑，柴油机的刚度提高重量减轻，但易变形，密封性差，结构复杂，加工不便。（3）分组式：特点介于上述两者之间。 20.连杆：（1）作用：将作用在活塞上的气体力和惯性力传给曲轴，把活塞或十字头与曲轴 连接起来，将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。（2）工作条件：运动复杂，受力复杂，连杆小、大端轴承还与活塞销或十字头销、曲柄销产生摩擦和磨损。（3）破坏形式：
了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量 出处：车汇通 [ 2004-10-10 10:57:33 ] 作者： 责任编辑：wangfen 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后
再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线柴油机负荷特性曲线 柴油机负荷特性曲线的走向特征与汽油机基本一样。但两者对比，柴油机的负荷特性曲线比较平坦，这也就是为什么柴油机比汽油机省油的重要原因。
【知识】柴油机与螺旋桨特性（一） 重点：柴油机特性的分类，速度特性和负荷特性。难点：推进特性和限制特性。 单元一概述 一、柴油机的工况1．发电机工况转速恒定2．螺旋桨工况N=Cn3 3．其它工况转速和扭矩之间没有一定的关系。 二、柴油机特性的分类1．柴油机特性柴油机的主要性能指 标和工作参数（如排气温度Tr、最高爆发压力pz、增压压力pk等）随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。把这 种变化规律在坐标上用曲线的形式表示出来，这种曲线称为 柴油机的特性曲线。2．目的（1）评价柴油机的性能（2）确定柴油机工况（3）分析影响特性的因素（4）检测柴油机的状态 三、柴油机特性的分类Ne=Cpeni 1)速度特性pe不变，n改变2)负荷特性n不变，pe改3)推进特性n和pe均改变化 单元二速度特性 1．概念：将喷油泵油量调节杆固定在某一位置，改变柴油 机外负荷以改变其转速，测量各转速下的功率Ne、扭矩Me （或平均有效压力pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等随
转速的变化规律。根据喷油泵油量调节机构固定的位置不同， 有全负荷速度特性（亦称外特性）。部分负荷速度特性和超 负荷速度特性。2．全负荷速度特性（1）概念：将喷油泵油量调节杆固定在标定供油量位置，改变柴油机外负荷以改变 其转速，测量各转速下的功率Ne、扭矩Me（或平均有效压力pe）、有效耗油率ge和排气温度Tr等随转速的变化规律。（2）标准环境状况：（3）柴油机功率的标定：我国国家标 准规定了内燃机标定功率分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率四级。15分钟功率：柴油机允许连续运行15分钟的最大有效功率。商船不允许使用这么大的 功率。可作为军用车辆和舰艇的追击功率。1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。可作为商船的超 负荷功率。是最大持续功率的110％。1小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。可以作为拖拉机、工 程机械的正常使用功率。持续功率：柴油机允许长期连期运 行的最大有效功率。船舶柴油机就用它来标定功率，并同时 标定其相应转速。我们通常所说的标定功率就是指这种功率， 标定工况就是指这种功率及其相应转速。国外船用柴油机常 用的几种功率（工况）名称MCR：最大持续功率，同时标 有相应的转速。原含义相当于国家标准的持续功率标定工况， 是设计选配螺旋桨的依据。OR：超负荷功率工况。其功率
读懂发动机特性曲线图，看看加速与节油性能 我和各位车友一样，开始时对发动的性能到底如何，是一头雾水，但要想了解发动机的性能，那么就必须读懂——发动机特性曲线图。本人整理了一些网上收集到的资料，提供给各位车友。 一、什么是发动机转速特性曲线图？ 发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图，是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，简称为发动机特性曲线。 如果发动机节气门全开，此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能 跑多快，有没有劲。 从“图1”可以看出，转速在ntq点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。
图1 二、如何由曲线图判断发动机性能： 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。 起步加速能力： 图2 拿到一张发动机曲线图，如“图2”，我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持
柴油机负荷特性实验指导书 陈春旭编 航海学院轮机工程系动力设备实验室 二00七年一月十八日
班级姓名组别 实验日期指导老师 一、柴油机负荷特性的定义和作用 柴油机主要性能指标及工作参数在转速不变的情况下随负荷变化的规律称为柴油机负荷特性。 负荷特性是标志柴油机动力性和经济性的基本特性。在标定功率（P b）和标定转速（n b）下，各种不同负荷时的燃油消耗率（g e）随有效功率（N e 或P e）变化的关系。通过负荷特性曲线的制取，在特性曲线中可以找出柴油机所能达到的最大功率（N e m a x）和最低燃油消耗率（g e m i n）。同时，也可以用来评估在标定工况下的经济性能以及判断其功率标定的合理性和有关调整的正确性。 实际管理中，利用柴油机负荷特性可以看出柴油机在等速运行时随着负荷的改变柴油机经济性的变化情况以及机件所承受的机械负荷和热负荷的变化情况。也可利用在各种转速下测得的负荷特性绘制的外特性和万有特性。 二、实验目的 1、学会柴油机负荷特性的实验方法。 2、观察和分析在额定转速下各工作参数随负荷变化的规律，找出最 佳经济运行点。 三、实验设备 1、柴油机： （1）型号：2135G； （2）额定功率：N e=29.44k W； （3）额定转速：n=1500r/m i n； （4）缸径：135m m； （5）行程：140m m。 2、水力测功器： （1）型号：D4； （2）最大测量功率：257k W； （3）最高转速：4500r/m i n。 3、S W－830数字温度计： （1）型号：834； （2）分度号：E U－2；
（3）精度：1级； （4）量程：0～600℃。 4、数字式高精度转速表： （1）型号：D T2235A； （2）量程：0.5～19999r/m i n； （3）分辨力：0.1r/m i n：0.5～999.9r/m i n；1r/m i n：1000r/m i n 以上。 5、数字式干湿温度计： 6、药物天平。 7、秒表。 四、实验前的准备 1、按常规检查柴油机及水力测功器。 2、安装好并检查、调试参加实验所用的仪器设备。 3、检查、调试燃油系统、冷却系统、供水系统。 注：1PS=0.736kW 五、实验方法 1、起动柴油机，以适当的负荷使柴油机运转至稳定的热状态后开始试验。每一工况测量2～3次消耗一定量燃油所需时间，每次不得少于30秒。在测完110%负荷后，再测1～2点，到稍加负荷转速就下降为止，以找出极限功率。 2、待热车后进入试验状态，可分别按标定功率的25%、50%、75%、90%、100%、110%六个不同工况，逐步增加负荷。在试验中，每调节一次负荷，应同时改变调速器操纵手柄的位置，使转速保持不变。 3、在进行工况测取中，各次测量均需同时记录，并将各测量的数据填入“柴油机负荷特性实验记录表”中。 4、以N e（或P e）为横坐标，分别以g e、G T、t r为纵坐标，绘制柴油机负荷特性曲线图（可用方格坐标纸制图后剪贴）。
第七章柴油机特性及选型 柴油机的特性反映出柴油机的动力性、经济性和使用性能，它是柴油机固有的特性。柴油机的应用场合和工作条件不同，其性能指标和工作参数有很大的差异。对柴油机特性进行研究是制造和使用柴油机的重要依据。 第一节概述 一、船舶柴油机的工况 柴油机作为一种动力机械用来驱动各种工作机械时，其功率 和转速是按照工作机械所需的功率和转速而变化的。柴油机在 各种不同条件下运转的工作状况(功率和转速)称为柴油机运转 工况。在船舶上，柴油机主要作为推进主机、发电原动机和应图７-１船用柴油机的各种工况
第七章柴油机特性213 急发动机(应急发电机、空压机和消防泵的原动机)。根据柴油机在船上应用时的不同条件，概括起来有三类工况：发电机工况、螺旋桨工况和其他工况。 1发电机工况 电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下，为了保持电网电压稳定和一定的电流频率，由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化，可以从零变化到最大许用值。因此，柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。如图7-1中直线2所示。 2螺旋桨工况 用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下，柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨，螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率。在螺旋桨工况下，柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例(P p=cn m)。通常在稳定运转时，螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例，即P p∝n３。相应柴油机功率Pe与转速的关系可写成Pe=cn３。我们把柴油机按此关系运转的工况
实验二柴油机负荷特性实验 一、实验目的： 1.了解柴油机在转速不变时，由改变油门来改变柴油机负荷，测量柴油机在 一定转速下的燃油消耗量，掌握燃油消耗率与功率的关系。了解排气温度与功率的关系。 2.熟悉电涡流测功器、油耗转速测量仪、发动机数控试验台等仪器的原理和 使用方法。 3.熟悉FST2E发动机数控系统的使用方法和用户程序的编制方法。 二、实验原理： 在发动机转速不变的情况下，利用电涡流测功器改变发动机的负荷，同时通过油耗仪测量发动机的燃油消耗率，由发动机测控系统测出排气温度等工作参数，在各负荷下分别测取柴油机主要性能指标和工作参数，绘制柴油机负荷特性曲线图。 三、实验仪器及设备： 2105B型柴油机南昌凯马柴油机有限公司 CW100-3000/10000电涡流测功机迈凯（洛阳）机电有限公司 FCM-D油耗转速测量仪上海内燃机研究所 FST2E发动机数控试验台迈凯（洛阳）机电有限公司
四、试验步骤： 起动发动机，进入实时测控系统，采用点动控制方式，预热发动机至热平衡状态。1．将控制模式设定为测功器恒转速、油门恒扭矩方式。将转速设定为1400r/min，功率设定为90%负荷的数值。让柴油机在此状态下运行数分钟，待热稳定后记录数据。 2．将扭矩设定值调整到80%负荷。待工况稳定后使柴油机在该状态下运行2-3分钟后记录数据。 3．重复2步骤直至做完该负荷特性曲线上的70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%负荷的全部试验点。 4．逐渐减小测功器扭矩及转速，空载运行5min后停机。 5．整理数据，绘制负荷特性曲线 五、试验要求： 1．认真记录发动机技术参数和试验数据，列表说明，并得出结论； 2．绘制发动机n=1400r/min时的负荷特性曲线； 3．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。附： 负荷特性试验数据记录表 发动机型号：发动机机号：
柴油机速度特性实验 一、实验目的及要求 1、观察并操作发动机实验台的基本设备，对发动机台架实验有较全面、系统的了解。 2、重点了解发动机扭矩、功率、转速等参数的测试方法。 3、在教师指导下，记录实验数据，分析处理实验结果，撰写实验报告，按时提交指导教师批阅。 二、主要实验仪器设备 114KW 柴油发动机、FST2C 控制系统、CW100测功机、油耗仪、测功机冷却系统。（设备详细说明见相应设备使用说明书） 三、实验原理 1．柴油机速度特性定义： 将柴油机节气门的开度固定，发动机的有效功率e P 、有效扭矩M 、小时耗油量f G 、耗油率e g 等性能指标，随发动机转速n 变化而变化的关系，称为柴油机的速度特性。 速度特性如果用曲线e P ()f n =、M ()f n =、f G ()f n =、e g ()f n =表示，即为速度特性曲线。 若节气门固定在全开位置时，称为标定功率速度特性或全负荷速度特性（亦称外特性）。如果节流阀固定在全开度的90%、75%、50%、25%时，称为部分负荷速度特性。 本次实验，将节流阀固定在全负荷位置上，完成发动机全负荷速度特性实验。 2．CW100电涡流测功机 涡流测功机又称电磁测功机，它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置，可以测取被测发动机输出的扭矩和转速，从而得到输出功率。 计算功率的公式： 9549 e M n P ?= 式中：e P —功率，kw M — 转矩，n ?m
n—转速，min r 计算转速的公式： 606060 f n z n n =?=?=式中：f —脉冲信号频率，HZ n —转速，min r z —齿轮齿数（本测功机为60） 计算燃油消耗量的公式： 3.6 f w G t = 式中： f G—燃油消耗量，kg h w —设定的燃油，g t —计测时间，s 四、实验内容及步骤 测试柴油机的速度特性，即柴油机功率、扭矩、油耗等性能参数随发动机转速的变化的趋势和规律。掌握仪器校正额定功率以及油耗的误差分析；由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置，进行功率的测定 1．运行程序TestControl.exe进入试验登录界面， 2．点击“发动机型号”按钮将打开发动机型号管理对话框，选择或注册发动机型号后单击确定按钮，设定后退出。 3．点击“程序编制”后单击“新建”按钮将打开试验类型选择对话框，将弹出程控文件编辑界面，以创建一个新的程控文件，表中工况顺序为执行顺序。 然后从文件列表中选择一个程控文件，单击“编辑”按钮将打开试验类型选择对话框，选择类型后单击确定按钮，打开程控文件编辑界面，以编辑该程控文件。 4．点击实时测控模块后，先进入试验参数输入窗口，进行参数设定，然后