柴油机特性实验
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：9549e 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。
实验四、柴油机负荷特性
第二类工况，其特点是内燃 第二类工况， 机的功率与转速接近于幂函 数关系，如图中的曲线2 数关系，如图中的曲线2示的 Pe ∝ n 3 )。当内 三次幂函数( )。 三次幂函数( 燃机作为船用主机驱动螺旋 桨时， 桨时，内燃机所发出的功率 必须与螺旋桨吸收的功率相 等，而吸收功率又取决于螺 旋桨转速的高低，且与转速 旋桨转速的高低， 成幂函数关系，这样， 成幂函数关系，这样，内燃 机功率就呈现一种十分有规 律的变化。 律的变化。该类工况常被称 为螺旋桨工况或推进工况， 为螺旋桨工况或推进工况， 也属于线工况。 也属于线工况。
（续）
3. 改变柴油机转速，重复上述过程，测取另一转速下 的负荷特性。具体转速的确定应在最低工作稳定转速 和标定转速之间取8个转速，其中应包括最大转矩转速， 每一转速下的测点不应少于8点。 4. 实验结束，逐渐减小油门并减去测功器负荷，使柴 油机空转数分钟后停机。切断电、油，整理实验场地。 5 .负荷特性是在n=const时测取的，对应于某一转速， 就有一条负荷特性曲线，所以其负荷特性是一簇曲线， 内燃机的万有特性是从许多条负荷特性曲线转画成的。
研究内燃机特性的必要性
为了评价内燃机在不同工况下运行的动力性指标 (如功率、转矩、平均有效压力等)、经济性指标(燃油 如功率、转矩、平均有效压力等)、经济性指标( 消耗率) 消耗率)、排放指标以及反映工作过程进行的完善程度 指标(如指示热效率、充量系数以及机械效率) 指标(如指示热效率、充量系数以及机械效率)等，就必 须研究内燃机的特性。
负荷特性曲线
对于一条特定的负荷特性曲线 而言，转速是固定不变的，这样 有效功率Pe、有效转矩Ttq与平均 有效压力pme互成比例关系，均 可用来表示负荷的大小。 负荷特性的横坐标通常是上述 三个参数之一，较为常用的是有 效功率Pe或平均有效压力pme。 纵坐标主要是燃油消耗量B、燃油 消耗率be以及排温、烟度、机械 效率ηm等。图示的就是典型的负 荷特性曲线。
柴油机主要性能试验方法简介
二、主要性能试验方法简介试验应符合上述规定。
发动机所带附件按表8-2规定。
（一）怠速试验1．汽油机怠速试验试验目的是为评定汽油机的怠速稳定性及怠速排放。
试验时发动机与测功器脱开，预热发动机使冷却水及机油温度达到规定要求。
逐渐关小油门，适当调整怠速调整螺钉，使发动机转速逐渐下降至怠速转速，且能运行10min以上不熄火，其中CO及HC的排放量不得超过限值，转速波动率在规定范围内。
试验中主要测量量：CO、HC排放浓度；燃烧消耗量；进气管真空度；平均转速；最大及最小转速等。
2．柴油机怠速试验试验目的是为评定柴油机怠速稳定性。
试验发动机与测功器脱开，预热发动机使冷却水温、机油温度及柴油温度达规定值。
逐渐关小油门，适当调整低速限制螺钉的位置使转速逐渐下降至怠速转速，稳定5min，再进行测量。
试验中主要测量：燃料消耗量；平均转速最大及最小转速等。
（二）功率试验测定发动机的外特性（总功率）和使用外特性（静功率）。
评定发动机在全负荷下的动力性和经济性试验时油门全开，在发动机工作转速范围内，顺序地调节负荷，改变转速，进行测量。
适当的分布8个以上测量点。
绘制外特性与使用外特性曲线。
试验中主要测量：进气状态；转速；扭矩；燃料消耗量；空气消耗量；排气烟度；噪声；排气温度；点火或喷油提前角及汽油机进气管真空度；燃料的辛烷值或十六烷值；柴油低热值及馏程。
（三）负荷特性试验试验目的是在规定转速下，评定发动机部分负荷的经济性。
试验时，发动机在50%～80%的额定转速下运行，从小负荷开始逐渐增大负荷，相应增大油门直至油门全开。
适当分布8个以上的测量点。
绘制负荷曲线试验中主要测量：进气状态；转速；扭矩；燃料消耗量；汽油机进气管真空度；燃料的辛烷值或十六烷值；柴油低热值及馏程。
（四）万有特性试验试验目的是评定发动机在各种工况下的经济性，为选用汽车发动机提供依据。
可选取下列方法之一进行。
1．负荷特性法在发动机工作转速范围内，均匀地选8种以上的转速，在每种转速下进行负荷特性试验。
柴油机负荷特性和排气烟度实验
实验二柴油机负荷特性和排气烟度实验柴油机负荷特性是指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。
船舶发电柴油机和装有全制式调速器的主机在负荷变化时转速保持不变，可以认为这些柴油机是按负荷特性工作的。
负荷特性比较容易测定，在进行喷油提前角的调整以及增压器的匹配实验时，经常用负荷特性作为性能比较标准。
实际管理中，利用标定转速测得的负荷特性可以看出柴油机在等速运行时随着负荷的改变整机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。
同时，也可利用在各种转速下测得的负荷特性绘制速度特性和万有特性。
柴油机排气中所含有害颗粒物浓度的测试称为排气烟度测量，柴油机排气烟度不仅是评价柴油机对大气污染程度的主要指标之一，也是评价燃烧过程完善程度的重要参数之一。
我国采用烟迹式烟度计测量柴油机排气烟度。
它由取样装置和光电测量装置两部分组成。
前者在排气中抽取330ml烟样并经专用滤纸过滤。
烟样中的黑色炭粒便附在滤纸表面。
后者利用光电原理对该滤纸表面的染黑程度进行测试。
滤纸的染黑程度用婆许单位（Rb）表示，白色滤纸Rb为“0”，全黑滤纸Rb为“10”。
一、实验内容与要求：1. 测定柴油机负荷特性曲线及在不同负荷时的排气烟度；3. 掌握测定负荷特性及排气烟度的方法，绘制负荷特性曲线并与说明书进行比较分析。
二、实验目的1.通过本实验使学生掌握柴油机负荷特性及排气烟度的测取方法；2. 了解柴油机负荷对排气烟度的影响；3. 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. 4135G柴油机；2. GWD160电涡流测功机(或350D水力测功器)；3. FC2010发动机测控系统；4. FQD-102型烟迹式烟度计（波许式），它由取样泵，传感器和指示计组成。
四、实验前准备1. 检查滤纸：必须使用仪器所规定型号的化学分析用滤纸。
2. 校验光电评比仪（1）用3~4张合格滤纸衬底，将一全黑纸缓慢而均匀地逐渐盖住光电转换器，这时指针应无跳跃地均匀地从“0”移到“10”。
柴油机发电机特性试验（精）
柴油机发电机特性试验（精）柴油机发电机特性试验有二种形式:稳态和瞬态特性1. 稳态特性是在功率因数额定情况下, 柴油发电机的负荷从0---100%之间变化的特性。
2.瞬态特性是在功率因数额定情况下,因发电机的负荷突加和突卸,电压变化的瞬间的特性。
一.试验应具备的技术要求要求柴油发电机稳态电压调整率应不超过柴油发电机额定电压的±2.5%。
应急发电机的电压调整率 2应不±3.5%。
当负载突加突卸时,电压恢复到最后稳定值相差3%以内所需要的稳定时间,不超过 1.5S 。
二.特性试验的要求当进行发电机特性试验时, 首先将柴油机转速调整到额定转速, 在负载和功率因数调整到额定值后,就可以进行稳态特性试验稳态电压调整率计算公式ΔV%=V-VH/VH*100%V---发电机各种负载工况下的稳态电压值中的最高或最底电压值。
VH —发电机额定电压值在稳态调压试验后, 如无异常现象, 就可以进行瞬态调压特性试验, 可在发电机组空负载状态下突加50%,稳定后再加余下的50%负荷。
测量转速变化和稳定时间,ΔV%=V-V'/VH*100%V' —瞬时变化最大值 'V —电压变化以前的稳定值VH —发电机额定电压值发电机并联试验应将待并的发电机同已经在额定状态下并联运行的发电机并联, 利用手动进行负载转移, 将愿并联运行的其中一台发电机的负载逐渐地转移到后并上的发电机, 当负载减少到低于发电机额定负载的 20%时, 手动断开发电机空气断路器, 然后对继续并联的发电机负载进行分配,使之并联运行可靠,稳定。
做手动负载转移试验时, 对试验增减一般是利用主配电板上柴油发电机手动调整的选择开关进行调节, 使发电机分别减速或增速。
从而达到发电机所承担的负载减少或者增加实现负载转移。
柴油机速度特性和负荷特性试验报告
柴油机性能试验报告班级：汽91学号：试验时间：2012年4月20日组别：13一、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。
二、实验对象：表1：柴油机参数三、试验设备：表2：主要测试设备表四、试验台架系统简图：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/n2 .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：⑴首先调节油门开度为46%；⑵不断改变发动机转速.从1000r/min.每隔200r/min测一个数据.直到转速达到2400r/min.共得到8组数据；⑶实验中记录下每个转速点下的燃油消耗率、功率、转矩、进气流量、排气温度等数据。
记录数据注意事项：⑴实验前先需要预热发动机.使发动机的运行达到稳定工况方可进行试验；⑵ 在每次改变转速之后.系统都需要一定的时间达到稳定的状态.所以每次改变n 之后都需要等待一段时间.等参数稳定之后方可进行记录；七、 实验数据记录：1. 手工记录数据：表格 3:柴油机速度特性数据表格八、 试验数据整理及分析总结：1. 发动机功率修正：修正计算公式：eo d e P P α=；()m fd a f α=；0.799()()298a dTf p =；（涡轮增加中冷）0.036 1.14m qf r=-（使用范围：40<q/r<65）0.3m f =（使用范围：q/r<40）11关于f m 的选取资料来源于网络，因为用指导书上给的公式，会得出f m 小于零的结论。
柴油机负荷特性实验本报告
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：。
柴油机实验报告
柴油机实验报告柴油机实验报告引言：柴油机作为一种重要的内燃机，广泛应用于交通运输、工业生产以及农业领域。
本次实验旨在通过对柴油机的实验研究，探索其工作原理、性能特点以及优化方法，为柴油机的应用和改进提供参考。
一、柴油机的工作原理柴油机是一种以压燃式工作的内燃机，其工作原理与汽油机有所不同。
柴油机是通过高压喷油系统将燃油喷入预热后的气缸中，燃油与高温高压空气混合后自燃，推动活塞运动，从而实现能量转换。
二、柴油机的性能特点1. 高效性能：柴油机相比汽油机具有更高的热效率，能够更充分地利用燃料的能量，因此燃油消耗较低，能耗更为经济。
2. 动力强劲：柴油机的压缩比较汽油机较高，因此在相同排量下，柴油机的输出功率更大，扭矩更高，适用于大功率需求的场景。
3. 耐久性强：柴油机的结构相对简单，没有点火系统，且燃油的自燃性质使得柴油机具有较高的耐久性和可靠性，适用于长时间高负荷工作。
4. 排放环保：尽管柴油机在燃烧过程中产生的氮氧化物和颗粒物排放相对较高，但通过改进燃油喷射系统和排气处理装置，柴油机的排放水平得到了显著降低。
三、柴油机的优化方法1. 提高燃烧效率：通过改进喷油系统和增加燃油喷射压力，可以实现更好的燃油雾化和混合效果，从而提高燃烧效率，减少燃料消耗和排放。
2. 优化进气系统：通过增加进气道的进气量和进气温度，可以提高柴油机的充气效率，增加气缸内的空气密度，从而提高燃烧效率和动力输出。
3. 降低摩擦损失：通过改进柴油机的润滑系统和减小活塞与缸套之间的间隙，可以减少摩擦损失，提高机械效率，降低燃料消耗。
4. 排放控制技术：采用颗粒捕捉器、氮氧化物催化还原装置等排放控制技术，可以有效降低柴油机的排放水平，减少对环境的污染。
结论：通过对柴油机的实验研究，我们深入了解了柴油机的工作原理和性能特点，同时也了解到了柴油机的优化方法。
柴油机作为一种高效、强劲且耐久的内燃机，具有广泛的应用前景。
然而，为了进一步提高柴油机的性能和减少对环境的影响，我们仍需不断进行研究和创新，以满足不断变化的社会需求。
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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
测量精度: 0.4%F.S
四、实验步骤:
⒈负荷特性试验
试验方法：
启动4135Ca柴油机，逐步将转速升高至标定转速1500 r/min并使之稳定运转，然后由小逐渐增大柴油机负荷，在各负荷下分别测取柴油机主要性能指标和工作参数并绘制成曲线。
试验步骤：
①首先将发动机测控系统模式设定为“M/n”方式，将柴油机转速设定为1500
r/min，转矩设定为25%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
②保持柴油机转速不变，转矩设定为50%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行
3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
③保持柴油机转速不变，转矩设定为75%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行
3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
④保持柴油机转速不变，转矩设定为100%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行
3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
⒉推进特性试验
试验方法：
按照P=cn3，预先计算出柴油机在75％、50％、30％持续功率下所对应的转速值，然后再计算出所对应的扭矩值。
根据这些数据将柴油机调节在推进特性各对应的转速和扭矩值下运行，测取柴油机主要性能指标和工作参数并绘制成曲线。
试验步骤：
①将柴油机转速设定为1500 r/min，扭矩设定为100%负荷点数值，将发动机测控系统模式设定为“M/n2”方式，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
②将柴油机转速设定为75%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
③将柴油机转速设定为50%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
④将柴油机转速设定为30%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。
五、测量结果整理与分析
⒈将负荷特性测定结果记录在表中。
⒉将推进特性测定结果记录在表中。
六、实验报告
⒈按表中记录的数据，绘制出负荷特性和推进特性曲线。
⒉初步分析柴油机按负荷特性、推进特性工作时参数变化规律有何特点。
⒊按照P=cn3，计算出柴油机转速分别在1400 r/min、1300 r/min时所对应的扭矩值。