《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 3 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·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： 20 g 1 2 3 4 5 6 7 8 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T 3. 绘制柴油机负荷特性曲线。 be/ T Pe 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