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内燃机实验指导书-吉林大学试验内燃机综合实验指导书实验一汽油机总功率特性实验一、汽油机总功率特性一、实验目的1. 掌握总功率特性的基本概念，学习汽油机总功率特性的试验方法，学习汽油机性能评价方法；2. 了解试验测试系统的组成，学习测功机和油耗仪以及测控系统等仪器设备的使用方法；3. 学会试验数据的处理和总功率特性曲线的绘制以及试验结果的分析。
二、实验条件仪器设备1．AVL PUMA5电力测功机； 2．MF2200数字油耗仪； 3．测控系统； 4．汽油发动机。
试验材料1．93号乙醇汽油； 2．汽油机用润滑油。
温度控制1．冷却液温度：出口温度控制在88±5℃； 2．机油温度：控制在95±5℃； 3．燃料温度：控制在25±5℃。
三、实验原理总功率特性是指在内燃机燃料供给调节机构固定在全负荷位置时，测得的速度特性。
也称外特性或全负荷速度特性。
用曲线的形式表现出来就称为总功率特性曲线。
速度特性是指当燃料供给调节机构位置固定不变时，内燃机性能指标随转速的变化规律。
性能指标主要有：转矩Ttq、功率pe、燃油消耗量B、燃油消耗率be、排温、内燃机综合实验指导书实验一汽油机总功率特性排气污染物CO、HC及NOx等。
实测有效功率Pe：发动机在实际进气状态下所输出的功率。
校正有效功率Pe0：将实测有效功率校正到标准进气状态下的功率。
标准进气状态参数：进气温度T0=298K，进气总压p0=100kPa，进气干空气压pd0=99kPa，水蒸气分压pw0=1kPa。
总功率：指发动机在全负荷工况下仅带维持运转时所必须的附件时所输出的校正有效功率。
净功率：指发动机带全套附件时所输出的校正有效功率计算公式：实测Bb1000 Pe 校正Bb1000Pe0aP epd0T校正系数 apdT0pdppwpd0—标准进气干空气压，为99kPa；pd—实测进气干空气压；T—实测进气温度；T0—标准进气温度，为298K；p—实测进气总压；pw—水蒸气分压，通过湿度图换算读取。
培训资料测功机概述文件名: 测功机概述版本号: CHS-01Subject to alteration奥地利AVL LIST GmbHGraz出版在 AVL，我们正在使用不同的测功机在各个测试间里:主动测功机:DynoExact: Elin APA100 系列测功机DynoRoad: Elin AFA100 系列测功机AFA 和 AFA–E测功机DynoTrain: AFA-T测功机DynoWheel: 交流同步测功机DynoPrime: PrimeMover (具有内燃机模拟功能的同步测功机)被动测功机:DynoPerform: 策尔纳（Zöllner）电涡流测功机Omega:策尔纳（Zöllner）水力测功机1. 主动测功机:主动测功机工作时就和异步电动机一样。
通过主动测功机, 可以起动发动机、带动发动机(无点火拖动)运转、模拟车辆的加速和减速运动。
(只有APA测功机可被用于ISAC……惯量模拟和控制)。
This magnetic field forces the rotor nearly to the same speed (that’s why asynchronous).1.1. 工作原理:在三相电源供电下，您可以看到不同时刻下 (时刻 1, 时刻 2 和时刻 3) 总电流I res相应的三个不同位置. 总电流旋转的结果是电机定子中产生了旋转磁场, 该旋转磁场的转动速度取决于总电流的频率。
该磁场驱动电机转子以几乎相同的转速运转(这就是为什么称异步)。
通过电源柜中的变换器改变电流 (相当于扭矩),您可以改变电机的负荷 ,通过改变频率，您可以改变转速。
P....功率扭矩: U....电压I....电流n....转速f....交流电频率转速: p....极数通常异步测功机系统包括:•电源柜：电源 (或开关设备) 柜是测功机的控制单元. 电源柜使用带 IGBTs (绝缘栅型双极性晶体管) 转换器把电源从交流电转换为直流电，再转换成预定电流和频率的交流电用于发动机各种运转工况。
GW4G15汽油机性能提高研究马志豪;袁中营;陈孝培;高定伟;张梓龙【摘要】In order to improve power and economy performance for gasoline engine, the cam profile and piston ring of engine were optimized. In this paper, the effectiveness of improving the power and economy performance of GW4G15 gasoline engine through optimizing the cam profile and piston ring was verified by experiments. Charging coefficient, mechanical friction loss , blow-by, power performance and fuel economy were compared.rnThe results showed that charging coefficient, power and torque are increased, and fuel consumption and mechanical friction loss is reduced after cam profile and piston ring are optimized. However, the blow-by is increased because of decreasing the tension of piston ring.%为了提高汽油机动力性与经济性,对汽油机的凸轮型线、活塞环进行了优化.通过试验验证了凸轮型线、活塞环优化对GW4G15汽油机动力与经济性的提升效果,对比了发动机的充量因数、机械损失、漏气量,以及动力性和经济性.研究结果表明:凸轮型线、活塞环优化后,外特性上充量因数、功率和扭矩均有所提高,燃油消耗率和机械损失有所降低,但漏气量稍有增大.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】4页(P24-27)【关键词】汽油机;凸轮型线;活塞环;动力性;经济性【作者】马志豪;袁中营;陈孝培;高定伟;张梓龙【作者单位】河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;长城汽车股份有限公司动力研究院,河北保定071000;长城汽车股份有限公司动力研究院,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】TK410 前言随着中国经济迅速发展，汽车保有量迅速增长，汽车面临能源需求的巨大压力。
一、主要用途及适用范围CW系列圆柱感应式电涡流测功机是用来测量动力机械各种特性的试验仪器。
本机适用于中、小型功率电机、汽车、内燃机、燃气轮机、水轮机、工程机械、林业、矿山、石油钻采等机械的性能试验，也可作为其它动力设备的吸功装置。
主要特点结构简单，操作维护方便；制动力矩大，测试精度高，工作稳定；转动惯量小，动态响应速度快；与测控系统配套，可实现自动化操作。
二、产品使用的工作条件和环境条件测功机励磁电源：DC 0～90V，0～110V， DC 0～120V测功机励磁电流：DC 0～3A， 0～4A冷却水：淡水冷却水压：0.04～0.1Mpa冷却水出水背压不大于0.01MPa冷却水量：见图8环境温度：0～40℃相对湿度：20～90%RH三、主要技术参数1．CW系列的主要性能指标分别见表1、表22．最大励磁电压：CW6～CW16 DC 90V；CW25～CW40 DC 120V；CW160 DC110V 3．最大励磁电流：CW6～CW16 3A；CW25～CW40 4A；CW160 6.5A4．冷却水压：0.04～0.1Mpa。
根据出水温度调节水压，当出水温度升高时，适当加大水压使出水温度降低。
冷却水流量：冷却水量取决于进水、出水的温差和吸收功率的大小。
一般情况下当冷却水温度为20℃时，进水量略为2.7L.kW/h5．测功机出水温度：小于55℃。
6．工作方向：左旋或右旋，连续工作。
GW系列电涡流测功机主要性能指标表17．扭矩测量精度：±0.4%FS8．转速测量精度：±1r/min9．测功机特性曲线见图0、图1、图2、图3、图4、图5四、结构及原理电涡流测功机主要由旋转部分（感应体）、摆动部分（电枢和励磁部分）、测力部分和校正部分组成。
其结构简图见图6。
由结构简图可知，感应体形状犹如直齿轮，产生涡流地方在导磁涡流环的孔壁上。
励磁绕组通上直流电后，则围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。
当感应体被原动机带动旋转时，气隙磁密随感应体的旋转而发生周期性变化，在涡流环孔壁表面及一定深度范围内将产生涡流电势，并产生涡流，该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用，就产生了制动转矩。
30KW交流电力测功机技术方案目录一、总体方案简介二、技术协议三、附有关图纸四、质量保证及检验五、设备验收及技术培训六、交货方式及工程工期七、协议解除或终止的情形八、违约责任九、其它约定甲方：乙方：兹有甲方为扩大生产规模，提高经济效益，通过市场调研，及对产品的实地考察，现委托乙方设计、制造、安装摩托车发动机检测试验系统。
经双方有关人员就相关技术条款经过认真磋商及谈讨，特拟定本技术协议书，作为本设备设计、制造、安装及工程竣工验收的技术性依据，并作为《购销合同》的附本，具有与《购销合同》同等的法律效力。
具体技术要求如下。
一、总体要求简介设备以交流电力测功机为加载器，通过控制交流变频电机，达到对发动机进行加载测试的目的。
可测试各种工况下的加载力矩、反拖扭矩。
测试系统能进行恒转速、恒功率或恒扭矩控制，测试发动机加载状态下的输出转速、扭矩、曲轴转速等，自动计算输出功率、机械效率以及环境温度、大气压力、环境湿度、机油温度、缸头温度等参数本测试系统由计算机自动控制系统、测试台架（包括夹具、三木联轴器）、电力测功机、油耗仪、油门执行器、温度传感器等部件组成。
测试系统自动化程度高，性能稳定可靠。
1 测功机控制：采用PLC和交流变频控制装置，测功机控制操作提供恒转速/恒扭矩两种控制方式，适应不同类型的发动机（可以根据用户要求采用计算机手动调节运行工况点或采用计算机自动控制调节运行工况点进行测试）。
2油门控制：采用力矩电机，手动旋钮远距离位置控制（可以根据用户要求手动界面控制调节运行工况点或采用计算机自动程序控制调节运行工况点进行测试）。
3系统检测及数据处理操作采用工业控制计算机，完成试验过程的检测、数据显示、打印、存储及各种检验参数，进行数据管理。
并能绘制发动机各类特性曲线（万有特性、负荷特性、速度特性）。
4系统安全保护措施有：超速、短路、过流、飞车等故障保护及紧急停车功能。
最大外形尺寸：长×宽×高mm变频柜：1400×450×1600设备系统整体应适用于摩托车汽油发动机的性能和耐久性考核试验，满足下列国家试验标准：JB 5135.1 通用小型汽油机台架性能试验方法GB/T 5363 摩托车和轻便摩托车发动机台架试验方法GB/T 20076 摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和最大净功率测量方法GB 1105.1 内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗和机油消耗的标定GB 5364 摩托车和轻便摩托车汽油机质量定期检查规程GB 5360 摩托车和轻便摩托车汽油机通用技术条件二、技术协议一、设备规格型号QC100-30KW二、适用范围1 、发动机的功率范围：发动机功率≤30KW测功机最大扭矩190N.m/1500r测功机最高转速4500r/min发动机最高转速≤12000r/min2 、设备的适用环境条件环境温度 0-50°C环境相对湿度 20%-90%电源要求三相五线制 AC380V±10% 50HZ 3、测试系统的基本配置QC100-37KW测量控制柜1套YH-100容积式油耗仪1套油门执行器1套环境工作站1套4 系统的主要测量参数、范围及精度4.1 系统的主要测量参数4.1.1测功机转速、扭矩、功率4.1.2发动机曲轴转速、扭矩、功率4.1.3发动机标定扭矩、功率4.1.4发动机环境修正系数4.1.5 发动机油门开度4.1.6发动机燃油消耗量4.1.7 发动机燃油消耗率4.1.8燃油消耗容积及对应时间4.1.9 发动机传动比4.1.10机油温度4.1.11垫片温度(缸头温度)4.1.12环境温度、压力、湿度；4.2 系统主要技术指标及参数精度4.3 系统测量范围及精度表2 测量范围和精度要求5.工事范围5 .1设备详细清单起动停止20 UPS 电源 1套 山特5.2、控制软件；5.3、现场安装管线，及辅助安装； 5.4、现场调试及培训； 6 设备组成详述6.1 交流电力测功机主机6.1.1 转速传感器为：旋转编码器（德国，库伯乐），1转/1024个脉冲， 6.1.2 拉压传感器为：朱海（中日合资），CST250 6.1.3.测功机特性曲线6.2 控制箱功能QC 系列交流电力测功机控制柜机箱示意图QC系列交流电力测功机操作台控制小盒示意图6.3动力控制柜功能QC系列交流电力测功机动力柜示意图6.4 气象站6.4.1 主要技术参数6.4.1.1温度测试范围：-20℃- +85℃，精度±0.5℃。
测功机分类及特点一测功机概述测功机是电机试验的基本实验设备之一，随着技术的进步与发展，测功机技术从最早的水力和机械式测功机发展到现代的电力测功机。
常用的测功机有水力测功机、电涡流测功机、磁粉测功机、磁滞测功机、直流测功机和交流测功机，直流测功机和交流测功机又被称为电力测功机。
二测功机分类1磁滞测功机1、组成及原理磁滞测功机是由带齿极定子、空心磁滞杯转子、激磁线圈、底板等组成，当磁滞测功机内部线圈通过电流时则产生磁力线，并形成磁回路而产生转矩，改变激磁电流即可改变测功机滞动转矩从而达到控制负载转矩的目的完成对负载特性的测试。
2、产品特点(1)转子为空心杯形结构，适用于低速和中高速电机。
(2)测试精度高，灵敏度高，负载转矩稳定性和测试重复性好。
(3)无电刷滑环结构，气隙中无磁粉摩擦,使用寿命超长。
3、应用场合适用于中小功率电机的型式试验，如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、单相异步电机(洗衣机电机、油烟机电机、风扇电机、空调电机、压缩机电机)、罩极电机、直流电机、串极电机、步进电机、摩托车起动电机、小功率直流电机、串激电机及电动工具行业等。
尤其适合于测试各种微特电机的动态特性曲线。
2磁粉测功机1、组成及原理磁粉测功机是由定子、实心转子、激磁线圈、磁粉介质、支架、底板等组成，当磁粉测功机内部线圈通过电流时产生磁场，使内部磁粉按磁力线排成磁链，由磁粉链产生拉力变为阻止转子旋转的阻力，该力即为负载力矩。
改变激磁电流即可改变负载力矩。
2、产品特点(1)转子为空心鼓形转子，惯性小，承受离心力大。
(2)测功机的力矩产生是由磁粉链的拉力形成，力矩变化具有缓冲性。
(3)静态转矩力矩平滑，没有齿槽波动转矩，无剩磁转矩。
(4)无摩擦结构，使用寿命长。
(5)操作方便,只需调节激磁电流即可改变测功机的力矩大小。
3、应用场合用于中大力矩而转速低的电机测试，如起动电机恒力矩带载起动、异步电动机、直流减速电机、单相异步电机、洗衣机电机、油烟机电机、风扇电机、空调电机、压缩机电机、罩极电机、直流电机、电动工具、三相电机、同步电机、调速电机、步进电机、雨刮器电机、摇窗电机、汽车暖风电机、电动车电机及造纸、纺织等行业使用的恒张力控制等。
交流电力测功机工作原理今天咱们来唠唠交流电力测功机的工作原理，这东西可挺有趣的呢！你看啊，交流电力测功机就像是一个超级聪明的能量小管家。
它主要是用来测量发动机或者其他动力机械的功率的。
那它是怎么做到的呢？咱先从它的基本构成说起。
交流电力测功机里面有个电机，这个电机可不是一般的电机哦。
它可以在不同的模式下工作。
当它作为电动机的时候，它能给被测的机械提供动力。
就像是一个贴心的小助手，在机械刚开始运转的时候，给它一股力量，让它动起来。
那它怎么就能测量功率了呢？这就和它的磁场还有电流有关系啦。
当电机运转的时候，会产生磁场。
这个磁场就像是一个神秘的魔法场。
电流在这个磁场里流动，就会产生作用力。
这个作用力可不是瞎捣乱的，它和机械的运转有着密切的关系呢。
想象一下，被测的机械在转动，它会带动交流电力测功机的电机转动。
这个时候，电机就像是一个小侦探，它能感知到机械传递过来的力量。
电机内部的线圈在磁场中切割磁感线，就会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小就和机械的转速、扭矩有关系啦。
如果机械转得快，扭矩又大，那这个感应电动势就会比较大。
就好像一个大力士在用力推东西，那产生的效果肯定很明显。
而这个感应电动势就像是一个信号，告诉我们机械的工作状态。
而且哦，交流电力测功机还能根据这些信号进行调整呢。
如果它发现机械的功率有点过高或者过低，它可以通过控制电流的大小来调整自己的状态。
比如说，要是机械的功率太大了，它就可以稍微减少一点自己提供的动力或者吸收更多的能量，就像一个灵活的小胖子，根据情况调整自己的姿势。
再说说它在不同的应用场景下的表现。
在汽车发动机的测试中，交流电力测功机就像是汽车发动机的好朋友。
汽车发动机在不同的工况下，比如怠速、加速、高速行驶的时候，功率是不一样的。
交流电力测功机就能准确地测量出这些不同工况下的功率。
它就像一个精确的小秤，能称出发动机在每个时刻的“力量值”。
在工业生产中，那些大型的机械设备也离不开交流电力测功机。
