实验九柴油机负荷特性

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。

(3)将油耗仪电源打开。

(4)将启动稳压电源插头插到墙上的插座中,合上开关。

(5)打开控制台电源、将控制台下油门励磁控制仪打开、励磁电源开关打开、（注意：如果测功机冷却水未开、当油门励磁控制仪打开时会出现报警现象、这时需将测功机冷却水进水阀打开、复位可消除）

(6)用FC2010发动机机测控仪P旋钮将油门位置调至8%至10%左右，将启动钥匙顺时针转到底启动发动机，逐步将转速升高至标定转速。

2.实验

(1)机器发动起来后，首先将控制模式选定“n/M”方式，将转速设定为2200r/min，扭矩设定为最大负荷点的数值，使柴油机在该状态运行2-3分钟，待热稳定后记录一次数据。若用计算机测,则用鼠标点击三次。

(2)将扭矩设定为次大负荷点的数值，使柴油机在该状态运行2-3分钟，待热稳定后,将控制切换到“M / n”模式, 使柴油机在该状态运行2-3分钟, 待工况稳定后,记录一次数据。

(3)按上述步骤逐渐减小负荷测量,直到负荷特性曲线上的实验点全部做完，共做10个工况。在试验中，每调节一次负荷，应同时调节油门位置，使转速保持不变。

各次测量均需同时记录下列参数：功率Pe、扭矩Te，燃油消耗量B、燃油消耗率be、排烟温度、机油温度等,一起填入表1所示的表格中。

(4)若为计算机控制测量,将第一个测点的控制模式选定“n/M”，扭矩设定为最大负荷点的数值。从第二个点开始控制模式设定为“M / n”方式, 负荷从大到小共设置8-10个试验点，并打上测量油耗和记录标志。在程序控制中，选中设置好的程序文件并运行，直至程序文件做完(注意做负荷特性实验时,最好由高转速往低转速方向做)。在数据处理中打印报表和实验曲线。

3.关机

(1)先将加到发动机上的扭矩慢慢卸下、同时转速也慢慢卸下。（注意：不可一下子卸下来、须慢慢往下调节；不可先将转速值卸至零点、应先将扭矩值卸至零点、再将转速卸下方可停机。）

(2)发动机停下来后如不再做实验、将励磁电源关闭。

(3)关闭控制台电源、测功机进水阀、油耗仪电源、稳压电源。

五、实验报告

1．原始实验数据及整理结果。

2．绘制柴油机负荷特性试验曲线be～Pe，B～Pe，T f～Pe。

3．分析柴油机在额定转速下的经济性。

由图一可见，随着柴油机功率的增大，其油耗和排烟温度均逐渐增大，但其油耗率先减小后增大，可见柴油机存在一个经济功率，在该工况

下油耗率最低。