试验8 汽油机9工况排放试验
8.1试验目的
1）了解最大总质量大于3500kg的汽车用汽油机排气污染物排放限值及测试方法；2）掌握在发动机台架上进行汽油机9工况法排放循环试验的程序并计算比排放量。
8.2试验要求
1）试验前复习发动机原理相关内容及本书第6章；
2）试验中，按指导教师的要求操作仪器设备，正确观测记录数据，按步骤进行试验。
试验中理解9工况试验方法并掌握比排放量的计算方法；
3）试验后，认真撰写试验报告，正确处理比排放量试验数据，结合原理进行分析。
8.3主要仪器设备
1）负载：电力测功机，最高转速可达8000r/min，最大扭矩可达±500N·m，最大功率达135kW。扭矩分辨率±0.1 N·m、测量精度±0.4%，转速分辨率±1r/min、测量精度±5 r/min。
2）其余仪器设备同试验7的7.3中2）～6）。
8.4发动机台架系统装置
8.5试验对象、燃料
以上8.4、8.5内容同试验1的1.4～1.5。
8.6试验标准及方法
发动机试验时的条件，按国家标准GB/T 18297-2001《汽车发动机性能试验方法》和GB14762-2002《点燃式发动机总质量大于3500kg排放限值及方法》的规定进行控制。测量仪表精度及测量部位符合GB/T 18297-2001的规定，下列参数的测量仪器：转速、扭矩、燃油消耗量、冷却液和润滑油温度、排气压力、进气阻力、排气温度、
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进气温度、大气压力、湿度和燃油温度，其精度必须满足GB14762-2002的规定。其它仪器的精度必须满足GB/T 18297-2001的规定。如：
1）温度测量精度应为±1.5K。
2）绝对湿度（H）的测量精度应达到±5%。
3）发动机冷却系统：应具有足够的冷却能力，使发动机在规定的试验期间的工作温度保持正常。
4）采用直接连续取样法采集排气气样，取样导管（除 1.2 米的取样探头外）应全部加热，并保持在（130±10）℃范围内。
5）分析仪应该具有测量排气污染物样气浓度所需要的量程及相适应的准确度。分析仪的准确度应为满量程的±2.5%或更高。对于小于 100ppm 的浓度，测量误差不得超过±3ppm。
6）选用的气体干燥装置不得对气流中的污染物成分产生影响。
8.7试验步骤和试验内容
1）同试验1的1.7中1）；
2）发动机进气温度应保持在(298±5)K，发动机额定功率与制造厂的规定值允许有如下差别：最大额定功率±2%；其他测量点-2% ～ +6%。排气装置上不得有任何可能使发动机排气稀释的孔隙。如果发动机有几个排气出口，则应将各出口连接到一个出口上，以便测量。发动机试验工况按第6章的表6-9进行。
3）除怠速工况外，发动机应在转速2000±100 r/min 下稳定运转，在每一工况的最初10s 内，转速偏差不得超过±200r/min。表中规定的工况时间，挂档滑行工况允许误差为±2s，所有其他工况允许误差为±4s。
测取试验数据时，发动机应达到正常工作温度（一般水温为80°C左右，机油温度为85°C左右），并保持相对稳定。同时，每一个试验工况的转速和负荷应保持稳定。试验测量数据记录表格，如表A8-1所示。根据试验测量数据，计算得出的加权比排放量结果数据记录表格，如表A8-2所示；
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8.8试验数据整理及总结分析要求
1）按表A8-1填写试验数据结果表格；
2）按表A8-2进行9工况法排放循环试验的加全数据处理，计算得出各种污染物的加权比排放量；各相关参数的计算方法见本书；
3）结合本次试验数据，分析讨论：
（1）说明重型车和轻型车排放法规及检测方法的差异以及原因；
（2）根据计算结果对试验发动机排放达标情况进行评价，并讨论应采取何种措施来进一步满足排放达标要求。
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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；
叙述影响柴油机性能的因素 1 前言 燃料在柴油机气缸中的燃烧过程，就是燃料与空气中的氧发生剧烈氧化反应，并产生大量热的过程。燃烧过程对柴油机性能的影响是至关重要的，它在本质上决定了柴油机性能的优劣，柴油机的燃烧过程是整个工作过程中最重要的环节。为了使柴油机能够充分燃烧，必须要有足够的空气。理论上，lkg柴油完全燃烧需要14.3kg空气，故对柴油机而言，理论可燃混合气的空燃比为143。对于不同的燃料，其理论空燃比是不同的。 目前，提高柴油机性能、改善柴油机排放主要从提高燃油品质、改善燃烧过程和采取排气后处理这三个方面着手，由于柴油机的有害排放物主要是在缸内燃烧过程中产生的，所以改善缸内燃烧是提高燃油经济性和减少有害排放物的根本途径，而柴油机的燃烧过程的好坏取决于缸内的气流运动、燃油喷射和燃烧室结构三者之间的匹配。同时，柴油机缸内燃烧过程也是极其复杂的，它包含有燃料的喷射雾化、受热蒸发、与空气混合及氧化燃烧等诸多复杂过程，具有典型的高温、高压、高湍动性和不定常化学反应的特点。 2 影响柴油机性能的主要因素 2.1 从燃料性质分析 2.1.1 柴油的十六烷值 在稳态工况下，随燃料十六烷值的降低，着火始点延迟；滞燃期、预混合燃烧量、缸内压力峰值、放热率峰值及压力升高率有所增加，燃烧速率加快，致使燃烧持续期、扩散燃烧期有所缩短，当燃料十六烷值大于55时，滞燃期差别较小。 在恒转速增转矩瞬态工况下，随循环数的增加,缸内压力、温度、放热率峰值、燃烧持续期、扩散燃烧期和扩散燃烧量逐渐增加，预混合燃烧期和预混合燃烧量降低。 在增负荷工况下，随燃料十六烷值的增加，滞燃期、预混合燃烧期及预混合燃烧量降低，燃烧持续期、扩散燃烧期及扩散燃烧量均有所增加,致使缸内压力峰值和放热率峰值有所降低，适当提高燃料十六烷值，有助于降低NOx排放和燃烧噪声。 2.1.1 生物柴油 江苏大学利用可视化装置，分析比较了直喷式柴油机燃用生物柴油与常规柴油的喷雾燃烧过程。研究结果表明:生物柴油的喷油时刻较早，着火时刻提前，着火滞燃期缩短，在早期预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油，而在扩散燃烧阶段的燃烧速度比柴油低。通过分析燃料性质、转速和喷油压力这3种因素对生物柴油燃料喷雾燃烧过程的影响，从而得出影响规律为:混合燃料喷油始点、着火时刻均有所提前，滞燃期变短，BS混合燃料的最高燃烧压力最高且出现稍早；生物柴油在最高转速工况时的燃烧速度大，且最高燃烧压力也略高;随着喷油压力的提高，滞燃期缩短，燃烧持续期相应缩短，最高燃烧压力升高。 2.2 从柴油机固有性质分析 2.2.1 工作温度 当柴油机温度较高时，则燃料的蒸发和氧化反应速度较快.进而着火延迟期缩短，柴油机工作比较柔和，经济性较好;当柴油机温度较低时，则燃料的蒸发和氧化反应速度较慢，进而着火延迟期增加，柴油机工作比较粗暴，经济性较差，甚至不能着火。因此，柴油机工作中应该保持正常的温度。 2.2.2 压缩比
空调发电车柴油机试验站机械设计 空调发电车柴油机试验站机械设计——陈琳 :rj 空调发电车柴油机试验站机械设计 陈琳 摘要介绍了空调发电车柴油机试验站的方案设计,试验平车,进排气系统,油水系统等的机械设计方案.此方案在哈尔滨铁路局三棵树车辆段实施成功, 满足了德国产l2V1§黉书肇篝收到了良好的效果. 主题词柴油机试验站设计试验 ._..(6)耗功系统(主要部件有调压器,整 ‘流柜和干电阻等). 空调发电车是我国铁路新型空调列车的综合各系统设计和段方预留厂房实际情 主要装备.随着近年来的各路局配属空调列况.我们对试验站进行如图一所示布置.平 车数量的日趋增多,其心脏——柴油发电机面布局分为操纵室,控制室,试验间和辅助 组的检修迫切需要各局段配备相应的柴油机问四大部分.其操纵室布置有操纵台,仪表
试验站.为此,我们承担了哈尔滨三棵树车柜和微机控制台等,操作者可在此操纵试验 辆段(以下简称车辆段)空调发电车柴油机柴油发电机组,通过玻璃观察窗监视柴油机 试验站的设计和调试技术工作.运转情况.玻璃窗设计为双层隔声窗,结合 . 两遭隔音门的设置,可有效地降低操纵主要部件有进气滤清施,以方便试验操作,设备维护保养和场地 器,进气管,撵气管,排气消音器等);卫生清理.辅助间内布置了散热器组,调压 (2)试验平车;器,干电阻和相应的电器控制柜等,以保证 (3)油水系统(主要部件有燃油箱,水试验中冷却水散热和功率消耗的需要.通过 箱,散热器和油水管路等);以上的方案可使柴油机试验,检测及相应配(4)电器控制系统(主要部件有操纵套功能得以实现. 台,萎;3进排气系统的设计(5)检测系统(主要部件有仪表柜,微………机控制台);进排气系统是保证柴油机试验中柴油机 科技通讯1999年1期(总第l8期) 吸进新鲜空气,排出废气的关键配套系统. 进气系统由进气滤清器,旋转机构,进气管
387柴油机主要性能参数： 转速2400 r / min 功率20 kW 燃油消耗率≤243 g / kW. H 缸径：87mm; 设计： 1)汽缸数:i=3 2)冲程数:τ=4 3)缸径:d=87mm 4)行程:s=96 mm 由于s/d大约为1.05—1.2 s/d=1.103 5)总排量:V s=3×π／4×8.72×9.6=1711.20 ml=1.71 (l) 6)有效功率：Pe=20 kW 7)活塞平均速度:Cm=sn/30=0.096×2400÷30=7.68 m/s 8)平均有效压力：Pme=Pe·30τ／(Vh·Z·n)=20×30×4÷(1.71÷3)÷3÷2400=0.585 MPa 9)曲轴半径：R=s/2=96÷2=48 mm 10)连杆比：R/L取值为1/3--1/5,R/L可取1/4 连杆长度L=192 mm 11)缸心距L0/D=1.35---1.40 12) 取缸心距L0=1.40×87=121.8 13)压缩比：ε=18 朱仙鼎14~18 14)燃烧室形式：ω型半分开式 15)大气状态：P0=1 bar=0.1 Mpa,To=290 K 16)燃烧平均重量成分：C=0.87，H=0.126，O=0.004 17)燃料低热值：H u=441000kg/kg燃料 『1』参数选择 过量空气系数α=1.75 最高燃烧压力P z=70 bar=7 Mpa 热量利用率ξz=0.75 残余废气系数Φr=0.04 排气终点温度T r=800K 示功图丰满系数φi=0.96 机械效率ηm=0.80 『2』燃烧热计算： 1、理论所需空气量朱仙鼎热力计算 L0=1/0.21·（gC/12﹢gH/4－gO/32）=1/0.21×(0.87/12＋0.126/4－0.004/32)=0.495 kgmol/kg燃料 2、新鲜空气量M1 M1=αL0=1.75×0.495=0.866 kgmol/kg燃料 3、理论上完全燃烧（α=1）时的燃烧产物M0 不一样 M0=C/12＋H/2＋0.79L0=0.87/12＋0.126/2＋0.79×0.495＝0.5265 kgmol/kg燃料 4、当α=1.75时的多余空气量为 （α－1）L0=（1.75－1）×0.495=0.371 kgmol/kg燃料 5、燃烧产物总量M2 M2=M0＋（α－1）L0=0.5265＋0.371=0.8975 kgmol/kg燃料 6、理论分子变更系数μ0
柴油的质量要求及性能指标 (一)柴油的质量要求：为了保证柴油在高速柴油发动机中能正常燃烧, 对柴油的质 量要求如下: l. 良好的燃烧性, 十六烷值适宜, 自燃点低, 燃烧完全, 发动机工作稳定性好, 不发生爆震现象。 2. 良好的蒸发性能, 蒸发速度要适宜, 轻馏分所占比例应大些, 否则会使发动机油耗增大, 磨损加剧, 功率下降。 3. 柴油的粘度应适宜, 即具有良好的流动性, 以保证高压油泵的润滑和喷油雾化的质量, 形成良好的混合气。 4. 含硫量小, 以保证不腐蚀发动帆。含硫量较低是我国国产柴油的特点之一。 5. 安定性好, 在储存时生成胶质及燃烧后形成积炭的倾向都较小。 ( 二)评价柴油性能的指标： l. 柴油的燃烧性能及其评价指标 (l) 柴油机的工作粗暴与柴油的发火性为使读者对柴油的发火性能有一个更为全面的理解, 我们先介绍柴油在柴油机气缸燃烧的情况。柴油机在压缩终了时,缸温度可达500'C 一600'C,压力达3~4MPa这时柴油以高压呈细雾状喷入燃烧室, 由于燃烧室的温度巳超过柴油和自燃点, 故从理论上而言, 柴油-- 喷入燃烧室, 便具备了着火燃烧的基本条件。但从柴油喷入至自燃, 往往还有一定的时问间隔, 这是因为在这一时问问隔, 柴油需完成与空气的充分混合、先期氧化及形成局部着火点等物理化学的进一步准备, 我们将从喷油开始到柴油开始燃烧的时间问隔称之为着火延迟期。如果着火延迟期长则喷入燃烧室的柴油量增多, 着火前形成的混合气数量就多, 一旦着火, 就有过量的柴油着火燃烧, 这会造成缸压力剧增, 气缸便将产生强烈的震击作用, 通常把这种震击作用称为柴油机工作粗暴。柴油机工作粗暴的后果与汽油机爆 震一样, 会使发动机曲柄连杆机构承受过大的冲击力作用, 产生强烈的金属敲击声, 加速零件的磨损并且使柴油机起动困难, 造成柴油机功率下降, 油耗增大。影响着火延迟期的因素较多, 其中柴油的发火性是主要因素之一。柴油的发火性是指柴油自燃的能力, 发火性好的柴油, 着火延迟期短, 着火燃烧后缸压力上升平缓柴油机工作柔和。 另外需要指出的一点是柴油机的工作粗暴与汽油机的爆震在本质上是有很大区别的。汽油机的爆震是由于点火燃着的火焰前沿还没传播到的那部分混合气生成过氧化物, 自行燃烧而致, 一般发生在燃烧末期; 而柴油机工作粗暴却是由于柴油的发火性差使得着火延迟期过长而致、一般发生在燃烧的初期。因此, 各种影响汽油机爆震与柴油机工作粗暴的因素也完全不同。如汽油机若提高压缩比或增高气缸温度会促发爆震, 而柴油帆若提高压缩比或增高气缸温度却能减轻其工作粗暴的倾向。汽油中的正构烷烃易使汽油机发生爆震, 而对于柴油而言, 所含的正构烷烃却能减轻柴油机工作粗暴。由此, 我们可了解汽油机爆震与柴油机工作粗暴的根本区别。 可见, 柴油的发火性, 是评价柴油燃烧性能的一个重要指标。 (2) 柴油的十六烷值十六烷值是代表柴油在柴油发动帆中发火性能的一个约定量值。它是在规定条件下的标准发动机试验中, 通过和标准燃料进行比较来测定, 采用和被测定燃料具有相同着火延迟期的标准燃料中十六烷的体积百分数来表示。供参比用的标准燃料是用两种发火性相差破为悬殊的烃作为基准物对比得出的数渣。一种烃是正十六烷, 它在高温条件下可迅速形成过氧化物.着火延迟期最短,即自燃点低,发火性好,规定它的十六烷值为100。另一种烃是a-甲基茶, 属于芳烃.它的着火延迟期
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。
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：
. 13 柴油机台架试验 对于厂修的柴油机应与新造的一样进行台架试验，以保证投入运用后的工作性能和工作可靠性，由于采用电力传动的内燃机车方案，其柴油机和牵引发电机构成了一个整体，即柴油发电机组。为了方便起见，对柴油机进行台架试验时，采用电测功。 出厂台架试验分为磨合试验、调整检查试验、验收试验三个阶段。 13.1试验总则 (1) 凡提交试验的柴油发电机组，必须具备柴油机总图中所示的全部零件，具有完整的总装配及规定零件装配记录证件，并应有专职检查印记，试验中的各项参数记录按统一的格式填写。 (2) 在标定功率下，试验台的进气系统的总压力损失，不大于2.5kPa，但当柴油机做性能试验时，加装空气流量装置时，其总压力损失不应大于4kPa。排气系统中，在每个增压器涡轮后的背压应小于3kPa。 (3) 试验用冷却水，应用去离子水，并加入2号硅系复合配方，总硬度不应超过0.2mg当量/L，总碱度为1.2～2.5mg当量/L。 燃油采用GB252－94中一级品以上的任一牌号的轻柴油。 机油：采用“大2”或“兰3”号四代机油。 (4) 每试验5台柴油机后，应对循环冷却水取样进行化验。 (5) 每试验15台柴油机后，应对柴油机机油取样化验，如闪点和粘度超过规定范围，而其余项目合格时，允许放出一部分旧油，加适量新油。但当其它指标超过规定时，必须更换机油。 (6) 当机油滤清器前、后压差超过0.2MPa时，应更换滤芯。 (7) 每次启动柴油机前，先启动辅助机油泵，使柴油机机油系统内充满机油，时间不少于1min。 (8) 每次启动柴油机前，必须打开示功阀，进行甩车，以便将气缸内的油水排出。 (9) 柴油机启机时的机油和冷却水进口温度不应低于20℃，加负荷时不应低于40℃。 (10) 各工况下柴油机转速与名义转速允差5r/min ，其它转速允差为10r/min。采用无级联合调节器，只需调整柴油机的最高和最低限制转速。联合调节器的配速系统由步进电机、一对圆锥齿轮、一组调速弹簧、一对飞锤及匀速盘等组成。见图13－1。当步进电机接收到来自驱动电源的脉冲信号后，通过主、从动圆锥齿轮及螺旋副，把步进电机的旋转运动转换为螺杆的垂直移动，改变调速弹簧的压缩高度，达到调整柴油机转速的目的。最高工作转速的限制由随从动圆锥齿轮一起转动的螺钉4与随螺杆一起下移的螺钉5共同完成；最低空转转速的限制由随从动圆锥齿轮一起转动的螺钉2与随螺杆一起上移的螺钉1共同完成。 精品
6S35ME—B9型柴油机主机基座设计计算 摘要：为6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS建立有限元模型。对基座分别进行静力强度校核及模态分析。静力学分析表明，所设计的基座满足材料的强度要求，安全性和稳定性好；模态分析表明，基座的一阶自振频率为32.622Hz，可有效避开柴油机的工作频率2.37Hz，防止因共振而产生疲劳破坏。分析结果表明，基座设计合理，满足强度和安全性的要求。 关键词：柴油机基座，结构强度，有限元模型，模态分析 引言： 柴油机基座是将柴油机设备牢固安装于船舶或者实验室而设计的一类结构。基座位于水泥地基基础之上柴油机之下，即承受柴油机动、静载荷，还传递地面基础其他设备的振动载荷，所承受的载荷较为复杂[1-3]。为节省设计成本，对6S35ME-B9型柴油机设计基座，并利用ANSYS软件建立有限元模型，分析所设计的基座是否满足静载强度的要求，对基座进行模态分析，使其满足柴油机运转安全性的要求。 1、柴油机及其附件 1.1 主柴油机 选用船用二冲程低速柴油机，型号6S35ME-B9型，气缸直径350mm，活塞冲程1550mm，额定转速142rpm，额定功率3542kw。曲轴中心线至地面00标高的高度为2280mm。满足滑油低压保护，冷却水高温保护，超速保护等基本控制功能，可实现机旁、集控室、驾控室等三地控制。额定转速：142转/分；冷却方式：海淡水间接冷却；起动方式：压缩空气2.0 Mpa～3.0Mpa。 1.2主机基座设计说明 主机基座的作用是支撑主机，要求具有足够的强度和刚度，能够承受主机的静力和动态力的作用，其上端面采用2×15（Ф30）个螺栓与主机相连接，其下端面采用外侧2×18（Ф36），内侧2×10（Ф36）个螺栓与水泥地基基础相连。 2、主机基座设计 2.1主机基座设计要求： 根据主机与基座连接部位的结构尺寸和基座高度，及所承受主机的静力和动态力，设计计算基座各组成部件（包括上、下端面横板，侧面纵板，加强筋等）的几何尺寸及所受到的应力，并校核其强度。
1．柴油机特性曲线：用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。2．扫气过量空气系数：每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比 3．封缸运行：航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障，所采取的停止有故障气缸运转的措施。 4．12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。 5.有效燃油消耗率：每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。 6．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。 7．燃烧过量空气系数：对于1kg燃料，实际供给的空气量与理论空气需要量之比。 8．敲缸：柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。 9．1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。（是超负荷功率，为持续功率的110%。） 10.平均有效压力：柴油机单位气缸工作容积每循环所作的有效功。 11.热机：把热能转换成机械能的动力机械。 12.内燃机：两次能量转化（即第一次燃料的化学能转化成热能，第二次热能转化成机械能）过程在同一机械设备的内部完成的热机。 13.外燃机： 14.柴油机：以柴油或劣质燃料油为燃料，压缩发火的往复式内燃机。 15.上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置，也是活塞离曲轴中心线最远的位置。下止点 16.行程：活塞从上止点移动到丅止点间的位移，等于曲轴曲柄半径R的两倍。 17.气缸工作容积：活塞在气缸中从上止点移动到丅止点时扫过的容积。 18.压缩比：气缸总容积与压缩室容积之比值，也称几何压缩比。 19.气阀定时：进排气阀在上.丅止点前启闭的时刻称为气阀定时，通常气阀定时用距相应止点的曲轴转角表示。 20.气阀重叠角：同一气缸在上止点前后进气阀与排气阀同时开启的曲轴转角。（进排气阀相通，依靠废气流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内废气扫出气缸） 21.扫气：二冲程柴油机进气和排气几乎重叠在丅止点前后120-150曲轴转角内同时进行，用新气驱赶废气的过程。 22.直流扫气：气流在缸内的流动方向是自下而上的直线运动。（空气从气缸下部扫气口，沿气缸中心线上行驱赶废气从气缸盖排气阀排出气缸） 23.弯流扫气：扫气空气由下而上，然后由上而下清扫废气。 24.横流扫气：进排气口位于气缸中心线两侧，空气从进气口一侧沿气缸中心线向上，然后再燃烧室部位回转到排气口的另一侧，再沿中心线向下，把废气从排气口清扫出气缸。 25.回流扫气：进排气口在气缸下部同一侧，排气口在进气口上方，进气流沿活塞顶面向对侧的缸壁流动并沿缸壁向上流动，到气缸盖转向下流动，把废气从排气口中清扫出气缸。 26.增压：提高气缸进气压力的方法，使进入气缸的空气密度增加，从而增加喷入气缸的燃油量，提高柴油机平均有效压力和功率。 27.指示指标：以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，不考虑各运动副件存在的摩擦损失，评定缸内工作循环的完善程度。 28.有效指标：以柴油机输出轴得到的有效功为基础，考虑热损失，也考虑机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。 29.平均指示压力：一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。 30.指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。 31.有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。
柴油发电机运行及试验 1 柴油机启动前的检查 1.1 有关柴油发电机组各类工作票均已终结，柴油机旁无人工作及其它障碍物； 1.2 检查柴油发电机润滑油油位正常； 1.3 检查柴油发电机冷却水水位正常； 1.4 检查蓄电池充电电源投入，启动、控制用24V电源正常； 1.5 检查油箱油位正常，燃油储量充足； 1.6 柴油发电机组的油、冷却水、消防水回路无渗漏现象，各阀门位置正确，集装箱内通道畅通，照明、排风正常，排气口、通风口和进气口畅通无异物； 1.7 所有电缆和电线已正确连接，检查保护设置正确； 1.8 检查柴油发电机就地仪表盘上“紧急停机”按钮位置正确，检查柴油发电机出口开关在断开位置； 2 柴油发电机的启动和停止 2.1 柴油发电机的启动方式分为：自动、远方（DCS手操）、控制室“紧急启动”按钮和就地控制盘手动启动。 2.1.1 柴油发电机的就地控制盘手动启动：只启动柴油机，出口开关不合闸，与其他开关无逻辑闭锁。 2.1.2 柴油发电机的手动启动条件：除就地控制盘手动启动外，其他启动方式均需要满足外接保安变至保安PC（PC侧）低压侧开关在分闸位置。 2.1.3 柴油发电机的自动启动：该启动方式需要满足外接保安变至保安PC（PC侧）低压侧开关在分闸位置，且任一段保安MCC快切开关检测到S1、S2两路电源均无电压。 2.2 柴油发电机停机方式分为：远方（DCS手操）、就地控制盘停机、急停或柴油发电机CP680控制器紧急停机。 2.3 柴油发电机在DCS上的启动 2.3.1 检查柴油发电机就地控制柜上“操作方式选择开关SA2”在“自动”位置 2.3.2 手动断开外接保安变至保安PC（PC侧）低压侧开关 2.3.3 点击DCS画面上的柴油发电机，在弹出的“柴油发电机组”操作器中点击“启动” 2.3.4 检查柴油发电机启动，电压、频率正常；定速后自动合上柴油发电机出口开关 2.3.5 检查保安PC带电正常。 2.4 柴油发电机通过集控室内“紧急启动”按钮启动（正常方式启动不成功时） 2.4.1 柴油发电机就地控制柜上“操作方式选择开关SA2”在“自动”位置 2.4.2 外接保安变至保安PC（PC侧）低压侧开关在分闸位置 2.4.3 按下集控室内“紧急启动柴油发电机”按钮 2.4.4 检查柴油发电机启动，电压、频率正常 2.4.5 检查保安PC带电正常 2.5 柴油发电机在DCS上的停机 2.5.1 在“柴油发电机组”操作器中点击“停止”
13 柴油机台架试验 对于厂修的柴油机应与新造的一样进行台架试验，以保证投入运用后的工作性能和工作可靠性，由于采用电力传动的内燃机车方案，其柴油机和牵引发电机构成了一个整体，即柴油发电机组。为了方便起见，对柴油机进行台架试验时，采用电测功。 出厂台架试验分为磨合试验、调整检查试验、验收试验三个阶段。 13.1试验总则 (1) 凡提交试验的柴油发电机组，必须具备柴油机总图中所示的全部零件，具有完整的总装配及规定零件装配记录证件，并应有专职检查印记，试验中的各项参数记录按统一的格式填写。 (2) 在标定功率下，试验台的进气系统的总压力损失，不大于2.5kPa，但当柴油机做性能试验时，加装空气流量装置时，其总压力损失不应大于4kPa。排气系统中，在每个增压器涡轮后的背压应小于3kPa。 (3) 试验用冷却水，应用去离子水，并加入2号硅系复合配方，总硬度不应超过0.2mg当量/L，总碱度为1.2～2.5mg当量/L。 燃油采用GB252－94中一级品以上的任一牌号的轻柴油。 机油：采用“大2”或“兰3”号四代机油。 (4) 每试验5台柴油机后，应对循环冷却水取样进行化验。 (5) 每试验15台柴油机后，应对柴油机机油取样化验，如闪点和粘度超过规定范围，而其余项目合格时，允许放出一部分旧油，加适量新油。但当其它指标超过规定时，必须更换机油。 (6) 当机油滤清器前、后压差超过0.2MPa时，应更换滤芯。 (7) 每次启动柴油机前，先启动辅助机油泵，使柴油机机油系统内充满机油，时间不少于1min。 (8) 每次启动柴油机前，必须打开示功阀，进行甩车，以便将气缸内的油水排出。 (9) 柴油机启机时的机油和冷却水进口温度不应低于20℃，加负荷时不应低于40℃。 (10) 各工况下柴油机转速与名义转速允差±5r/min，其它转速允差为±10r/min。采用无级联合调节器，只需调整柴油机的最高和最低限制转速。联合调节器的配速系统由步进电机、一对圆锥齿轮、一组调速弹簧、一对飞锤及匀速盘等组成。见图13－1。当步进电机接收到来自驱动电源的脉冲信号后，通过主、从动
题目：6135柴油机结构设计 姓名： 班级学号： 指导教师：
摘要 随着我国工程机械技术水平的不断提高，对工程机械所配套的动力的要求也越来越高，本课题是针对6135型柴油机的结构特点，进行设计及改进，注重提高该机型的动力性能，使其能在工程机械领域发挥作用，提高该机型的经济性能，满足用户的需要，提高排放性能，更好地适应国家对车辆、工程机械发动机排放性能的要求。通过对该机型的改进设计，使其满足系列机型的需要。 本课题主要对6135型柴油机的有关参数进行选择，确定其有效功率，燃油消耗率。6135型柴油机热力计算，得到设计该机型的原始参数；从动力计算，获得设计机型的曲柄销和主轴颈的最大扭矩并绘出扭矩图，从而绘制出曲柄销的预磨损图，以便在最佳处开机油孔。利用现有的实验设备及现代发动机有效参数和现代设计参考文献，对该机型进行一系列有效改进，使其达到设计的最佳设计方案。使该机型能够更好的适应现代工程机械的需要。 通过对该机型有关计算与校核，确定该机型主要技术性能。利用所绘制的总体装配图及零件图，分析该机型的结构特点、确定对该机型的改进设计，为同类产品设计提供有价值的理论参考。 关键词：6135柴油机；热力与动力计算；强度校核；结构设计
Abstract As Chinese technology that is about construction machinery continues to improve, the power requirements of construction machinery is also increasing. the topic is about the design of the 6135 diesel engine overall structure, so that it can meet the needs of the power plant working for the project mechanical better. The main subject of the relevant parameters of the 6135 Diesel to choose, to determine the effective power, fuel consumption rate. 6135 type of diesel engine thermodynamic calculation, the original parameters of the design of the model; from the dynamic calculation, design models of the maximum torque of the crank pin and main journal and draw the torque diagram to draw the crank pin of the pre-wear maps, boot hole so that the best place. Use of existing laboratory equipment and the effective parameters of modern engines and modern design references to the models to a series of effective improvements to make it the best design programs to meet the design. So that the models are better able to adapt to the needs of modern construction machinery . By the models for computing and checking to determine the technical performance of the models. The general assembly drawings and part drawings are drawn to analyze the structural characteristics of the models to determine the design of the model improvements, and provide valuable theoretical reference for the design of similar products . Keywords：6135diesel engine; Heat and power calculation; Checking calculation; Structural design
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
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。
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 柴油机试验台钳工安全技术操 作规程(标准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
柴油机试验台钳工安全技术操作规程(标 准版) 1除遵守钳工安全技术操作(通则)外，必须遵守本规程。 2柴油机在试验台位各部连结完毕后，应有专人负责作全面检查，确认状态良好后，方能准备起动。 3柴油机与试验台的连接螺栓，每隔半年应检查一次，发现异状部件。应及时更换。所换零部件应经过探伤，符合技术要求。 4万向轴必须定期检查(每半年一次)维修及探伤;每次开车前，应给万向轴的润滑油孔注人一定数量的黄油。 5万向轴必须有坚固的防护罩壳方可开动柴油机。开动柴油机，必须先响铃;取得联系后方可启动。 6柴油机第一次启动，必须先电动盘车，确认无异常现象，方能启动。
7柴油机在试验过程中，工作人员不得擅自离开工作岗位，绝对禁止柴油机在无人监视的情况下运转。 8非试验电工，不得动用操作台上的任何工具或乱动按钮及开关，以防发生意外。 9试验台附属的重大设备(整流相、油水间)应每季检查一次，水阻极板每年更换3-5次，水阻箱每半年清洗一次。 10柴油机试验间内，严禁吸烟，以免引起火灾。 11清洗柴油机部件时，作业人员严禁吸烟，用过的清洗液应集中加盖，由专人负责置于指定的安全处所。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
题目二 单缸四冲程柴油机设计 一、机构简介及有关数据 1、机构简介 柴油机如图2-1所示，其中a)为机构简图，它将燃料（柴油）燃烧时所产生的热能转变为机械能。往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构，借气缸内的燃气压力推动活塞3，再通过连杆2使曲柄1作旋转运动。 往复式内燃机有两冲程和四冲程两种，本课程设计的是四冲程内燃机，即以活塞在气缸内往复移动四次（对应曲柄转两转）完成一个工作循环。在一个工作循环中，气缸内的压力变化可通过示功图（或称容压曲线）如图2-1 b)看出，它表示气缸容积（与活塞位移s 成正比）与压力的变化关系。 a) 机构简图 b) 示功图 图1 单缸四冲程柴油机的机构简图和示功图 四冲程内燃机的工作原理如下： 进气冲程：活塞由上止点向下移动，对应曲柄转角000180?=→。进气阀开，空气开始进入气缸，此时气缸内指示压力略低于1大气压力，一般以1大气压力计算，如示功图上的a b →。 压缩冲程：活塞由下止点向上移动，对应曲柄转角00180360?=→。此时进气完毕，进气阀闭，已吸入的空气受到压缩，压力渐升高，如示功图上的b c →。 膨胀（工作）冲程：在压缩冲程终了时，被压缩的空气的温度已超过柴油自燃的温度，因此，在高压下射入的柴油立刻爆炸燃烧，气缸内压力突增至最高点，此时燃气压力推动活塞由上向下移动对外作功（故又可称工作冲程），曲柄转角00360540?=→，随着燃气的膨胀，活塞下行，气缸容积增加，压力逐渐降低，如示功图上的c b →。 排气冲程：活塞由下向上移动，曲柄转角00540720?=→。排气阀开，废气经排
气阀门被驱除，此时气缸内压力略高于1大气压力，一般亦以1大气压力计算，如示功图上的b a →。示功图中的a b c b a →→→→即表四个冲程气缸内的压力变化情况。进、排气阀的启闭是由凸轮机构来控制的，图2-1 a ）中y y -剖面有进、排气阀各一只（图示只画了进气凸轮）。凸轮机构是通过曲柄轴O 上的齿轮Z 1和凸轮轴O 1的齿轮Z 2来传动的，由于一个工作循环中，曲柄转将转两转而进、排气阀则仅各启闭一次，所以齿轮的传动比1212212i n n Z Z ===。 由上可知，在组成一个工作循环的四个冲程中，活塞只有一个冲程（膨胀冲程）是对外作功的，而其余的三个冲程则需依靠机械的惯性来带动。因此，曲柄所受的驱动力是不均匀的，所以其速度波动也较大；为了减少速度波动，曲柄轴上装有飞轮（图2-1中未示出）。为了使驱动力较均匀和增加内燃机的功率，内燃机常做成多缸的，如两缸、四缸和六缸等。 2、题目数据 表1 原始数据 图2 凸轮机构从动件加速度图 表2 示功图数据表 a τ