全负荷速度特性
发动机速度特性试验
实验二:发动机速度特性试验（车2、）一、实验仪器设备1．测功机：长沙湘仪动力测式仪器有限公司生产的电涡流测功机：型号：GW160；额定吸收功率：160kw；最高转速：1,0000r/mim启东市联通测功器有限公司生产的电涡流测功机：型号： DW400；额定吸收功率：400kw；最高转速：5000r/mim2．实验用发动机型号：YC6L-280-30型柴油发动机：最大功率：206/2200 (kw/rpm)；排量：8.4L3．发动机自动测控系统4．数字智能油耗仪二、实验步骤速度特性是油门开度保持在某一位置时测取的，油门开度处于最大位置时的速度特性称为全负荷速度特性，亦称为外特性，其余位置时的速度特性称为部分速度特性。
外特性只有一条，而部分速度特性则有多条。
1 .起动测功器，再起动发动机，调节测功器负荷和油门大小，使发动机暖机，在热状态稳定时准备进行测量。
2 逐步开大油门同时增加测功器负荷，到油门开度达到最大位置后固定，在转速达到标定转速并稳定运转后，由组长发出指令，测量记录发动机转速、测功器读数、耗油量、耗油经历时间、冷却水进出水温、机油温度、机油压力等数据。
在第一点数据测量完毕后，油门开度不变，继续增加测功器负荷，使转速降低，每隔200r/min为一个测量点，直到45％标定转速为止，依次重复上述过程。
要求测点不少于8点，且包括最大转矩转速。
3 外特性实验结束后，减小油门开度，测取部分速度特性，油门开度可按标定功率的百分比或油门开度的百分比来确定，其方法同上所述三、车一A组数据及图表：车一B组数据及图表：车二A组数据及图表：车二B组数据及图表：总结：①扭矩随着发动机转速上升而降低②燃油消耗率随着发动机转速上升而上升③有效功率随着发动机转速上升而上升。
第九章柴油机的特性
4.最低转速限制
柴油机转速过↓→燃油雾化和混 合质量↓各种正时不合适→工作 不正常，不稳定。 最低稳定转速限制线如曲线9所 示。 当柴油机按推进特性（曲线11） 工作时，∵Pe＝cn3，转速↓→ 负荷迅速↓，在转速降低到某一 数值以后负荷将减小到最小负荷 速度特性所限制的数值以下，→ 柴油机运转不稳定。 柴油机在各种负荷下持续运转允 许的最低转速为曲线10所限制。
二、柴油机特性及其分类
柴油机的功率Pe Pe＝Cpen i，在柴油机一定时Pe＝C1pen ， 柴油机特性分为三类： 1.速度特性： 平均有效压力不变，有效功率Pe随转速n的变化规律； 2.负荷特性： 柴油机转速不变，有效功率Pe随平均有效压力pe （负荷） 的变化规律；——带发电机的副机按此规律工作。 3.推进特性： 柴油机有效功率随pe和n变化的规律；推进特性为其中典 型的规律。
螺旋桨特性曲线
在船舶稳定航行时（装载、气候、海面状况等都稳 定）， λp 基本不变为常数，根据 FP=K1ρnP2 D4 ， MP= K2 ρnP2D5 ， 则 推 力 和 扭 矩 可 表 达 为 ： FP=C1nP2 ，MP= C2 nP2。此时桨所需的功率，根据 p20公式可写成： PP= MP n / 9550，故：PP= CnP3 KW。 （桨吸收的功率与转速的3次方成正比，扭矩与转速 的平方成正比。）
3.部分负荷速度特性
当油量调节机构固定在比 标定位置小的位置时，所 测得的柴油机特性称为部 分负荷速度特性（亦称部 分特性）。如图中的曲线4、 5、6所示。
第三节 负荷特性
测取负荷特性时，在改变外负荷的同时改 变每循环供油量，使n保持不变。从公式 Pe=Cpeni可看出这时有效功率Pe与平均有效 压力pe成正比（Pe=Bpe）。
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）_工学_高等教育_教育专区
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）一、实验目的1、了解发动机测试台架及其装置的构造和工作原理，并掌握其使用方法2、了解发动机速度特性曲线的意义3、掌握发动机速度特性的测定方法4、掌握试验数据处理与速度特性曲线拟合的方法二、实验原理及方法1、发动机速度特性曲线的概念内燃机的速度特性，是指内燃机在油量调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门)保持不变的情况下，主要性能指标(转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等)随内燃机转速的变化关系。
当油量调节机构固定在标定位置时，测得的特性为全负荷速度特性(简称外特性)；油量低于标定位置时，测得的特性称为部分特性。
由于外特性反映了内燃机所能达到的最高动力性能，确定了最大功率、最大转矩以及对应的转速，因此在速度特性中最为重要。
内燃机在出厂时必须提供此特性。
2、发动机测试台架的工作原理和系统框图发动机测试台架是发动机性能试验的一种主要设备。
发动机测试台架需要完成动力性、经济性相关特性的测试；也需要为被测发动机提供一个标准的测试条件。
台架由各种传感器和测试仪器组成。
测功机控制电路基本原理是将测功机的转速实际值与可调的设定值进行比较，比较后的差值经过PID放大器放大，用于调节涡流制动器的励磁电流，从而改变发动机的转速，使其等于设定值。
3、发动机速度特性测试方法在发动机试验台架上，运行发动机，使发动机油温、水温和油压等参数达正常值。
保持节气门或油门开度固定不变，调整测功机负荷, 使转速达到预定值, 测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，在特性曲线图上标出该点。
再调节测功机负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，并在特性曲线图上标出该点… 将所有点用一条光滑曲线连接。
4、数据处理方法运用最小二乘法对实验数据进行拟合（取5~8个点），按拟合结果绘制光滑的特性曲线。
三、实验仪器和设备1、电涡流测功机电涡流测功机的主机是一台电涡流制动器,主要由转子部分,摆动部分和固定部分组成, 如图。
内燃机特性
扭矩测试仪器 台架上都采用吸收式测功器，常用的有 水力测功器、电力测功器、电涡流测功器。 1）水力测功器 水力测功器是一种典型的吸收型测功器， 它将发动机的输出功率转变为热量消耗掉， 同时在此过程中完成转矩测量。
水力测功器主要有转子和定子（外壳）两部分组成。 它的基本工作原理是利用转子在充满水的定子中旋 转所产生的磨擦阻力来吸收发动机功率，同时通过
测试方法
速度特性也是在内燃机试验台架上测出 的。 测量时，将油量调节机构位置固定不动， 调整测功器的负荷，内燃机的转速相应发生 改变，然后记录有关数据并整理绘制出曲线， 一般是以发动机转速作为横坐标。
部分速度特性与外特性
当油量控制机构在标定位置时，测得的 特性为全负荷速度特性(简称外特性)； 油量低于标定位置时的速度特性，称为 部分负荷速度特性。 由于外特性上反映了内燃机所能达到的 最高性能，确定了最大功率、最大转矩以及 对应的转速，因而是十分重要的，所有发动 机出厂时都必须提供该特性。
左侧边界线为内燃机最低稳定 工作转速nmin限制线，低于此转 速时，由于曲轴飞轮等运动部 件储存能量较小，导致转速波 动大，内燃机无法稳定工作
发动机的工作区域及限制
1) a曲线是各转速时最大功率 (转矩)的限制线， 到标定点A为止。 2) b曲线是各负荷条件下的最高转速限制线。 3) c曲线是发动机最低稳定工作转速限制线 4) d曲线是各个踏板位置下的空转怠速线。 5) 输出功率为负值的 e 曲线是发动机灭火，外 力倒拖时的工况线。
Ne.
第三类工况，其特点是功率 与转速都在很大范围内变化， 它们之间没有特定的关系。 汽车及其他陆地运输用内燃 机，都居于这种工况。此时， 内燃机的转速决定于行驶速 度、可以从最低稳定转速一 直变到最高转速；负荷取决 于行驶阻力，在同一转速下， 可以从零变到全负荷。内燃 机可能的工作区域就是该种 类型内燃机的实际工作区域， 相应的工况区域称为面工况。
发动机的工况
Me曲线
根据Me =k2ηiηmηv/φat分析。 Ⅰ. φat可视为常数： Ⅱ. ηi ： Ⅲ.ηm ： Ⅳ. ηv ： 结论： 在低转速时，Me随n提高而增加； 某一转速Me达到最大值；在高转 速时，Me随n的提高而迅速下降。
12/29
根据Pe = Me n /9550分析： 结论：
旋桨所吸收的功率（Pe=kn3）相
等，也属于线工况（如曲线2）。
6/29
面工况
特点：功率和转速变化范围很大， 如车用发动机。这种工况用曲线 3下面的阴影面积表示。
7/29
第二节 发动机的速度特性
一、汽油机的速度特性： 二、柴油机的速度特性： 三、发动机的工作范围: 四、扭矩储备系数: 五、发动机的标定工况:
2/29
第一节 发动机的工况
发动机工况是指发动机实际运行的工作状况。
根据Pe Men，当任意两个参数固定，就可以求出第三
个参数。比较常用Pe与n或Me与n两组参数表征发动机稳 定运行的工况点。发动机的负荷是指发动机所遇到的阻 力矩大小，有时也用pe表示负荷的高低。
3/29
发动机工况的分类
根据发动机的用途，其工况可分三类： 固定式工况： 螺旋浆工况： 面工况：
22/29
Pe曲线
由 于 Me 曲 线 变 化 平 坦 ， 在 一 定 转 速 范 围 内 ， 功 率 Pe 几 乎与转速n成正比增加。 柴油机的最高转速由调速器 控制。当转速超过某一值时， 热效率急剧下降；有效功率 下降，并冒黑烟。车用柴油 机的标定功率受冒烟界限的 限制。
23/29
ge曲线
与汽油机类似，也是一 凹形曲线，曲线比较平 坦，最低油耗率比汽油 机低20%~30% 。
17/29
船舶柴油机推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题
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（）。
柴油机特点
1.柴油机特点：（1）优点：经济性好，功率范围广，尺寸小重量轻，机动性好，可靠性高，寿命长，维修方便。
（2）缺点：存在机身振动、轴系扭转振动和噪声，某些部件的工作条件恶劣，承受高温高压并具有冲击性负荷。
2.发展趋势：（1）提高经济性（2）电子控制技术（3）降低排放（4）提高可靠性。
3.柴油机：使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料，采用内部混合法形成可燃混合气体，靠缸内空气压缩形成高温自行发火。
4.柴油机的类型：（1）四冲程和二冲程（2）增压和非增压（3）低速、中速和高速（4）筒形活塞和十字头式（5）直列式和V型（6）右旋和左旋（7）可逆转和不可逆转。
5.理论与实际循环的差异：（1）工质的影响：理论循环工质为理想气体，实际循环工质是空气和燃烧产物，使实际循环热效率和做功能力下降。
（2）气缸壁的传热损失。
（3）燃烧损失：后燃和不完全燃烧。
（4）漏泄损失：活塞环处的漏泄。
（5）其他损失。
6.气阀重叠角意义：（1）依靠废气的流动惯性，利用新鲜空气将燃烧室内的废气扫出气缸，实现燃烧室扫气，提高换气质量。
（2）利用进气冷却燃烧室有关部件。
7.直流扫气特点：（1）换气质量好。
（2）结构复杂，维修较困难。
8.上下止点：活塞在气缸中运动的最上下端的位置，也是活塞离曲轴中心线最远近的位置。
9.气缸工作容积Vs：活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。
10.平均指示压力：假定一个数值不变的压力作用在活塞上，在一个膨胀行程内所作的功与一个工作循环的指示功Wi相等，这个假象的压力就称为平均指示压力。
也就是一个工作循环中单位气缸工作容积的指示功。
11.柴油机的基本组成：（1）主要固定件：机架、机座、气缸和气缸盖。
（2）主要运动件：活塞、连杆组件、曲轴。
（3）配气机构及换气系统。
（4）燃油系统。
（5）润滑系统。
（6）冷却系统。
（7）起动和控制系统。
12.机械负荷：（1）定义：柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。
发动机外特性曲线汇总
发动机外特性曲线汇总1、CY4100ZLQ适用范围：是经济型载货车、小客车、工程机械及发电设备的理想动力。
主要技术特点：CY4100ZLQ型增压柴油机是在我公司CY4100柴油机的基础上，采用增压中冷技术，通过对进排气系统、燃油供给系统、燃烧系统、冷却系统及润滑系统的改进设计开发研制而成。
采用新型喷油泵与进气系统、更高的润滑冷却性能，燃烧室优化匹配组合,提高柴油机的动力性和经济性，有效降低排放增加了预热塞装置，确保发动机在-20 C状态下能够顺利起动重新设计活塞环，第一气环采用镀铬桶面环，第二气环采用扭曲环，油环采用加弹簧衬圈结构。
排量大、动力储备充足，起步、提速、爬坡，性能优越。
根据用户需求可配置空调、排气制动、转向助力泵、电熄火等辅助装置。
CY4100ZLQ 主要技术参数型号：CY4100ZLQ增压中冷型形式：立式直列、水冷、四冲程、增压中冷气缸数：4—100X118工作容积： 3.707燃烧室形式：直喷四角型燃烧室压缩比：17.5:1共轨（FIE ）:喷射压力（最大没轨压力）bar喷射正时装置（ECU）:额定功率/转速：70/3200 75/3000 81/2900最大扭矩/转速：235/1600 265/1800-2000 320/1500全负荷最低燃油消耗率：<220最高空载转速：3680怠速稳定转速：700-750机油燃油消耗百分比% : <0.6工作顺序：1-3-4-2噪声限制：114烟度：<2.0排放标准：欧n整机净质量：340外形参考尺寸：791 >694X755外型连接尺寸速度特性曲线发动机所配车型全负荷速度特性曲线2、勇士之心-CYQD32Ti适用范围：该产品适用于各种轻型卡车、越野车、皮卡车、轻型客车、多功能车（MPV）等。
主要技术特点：•尼桑技术、国际先进水平，有自然吸气、废气再循环（EGR）、增压、增压中冷四种产品•振动小、噪声低、动力强劲，舒适性好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（3）指示热效率 如前所述，指示热效率主要取决于过量空气系 数、混合气形成质量和燃烧质量。 由于过量空气系数随有效功率降低而增大，因 此指示热效率也随着有效功率的降低而增大，只 是当有效功率降低到某一较低值时，指示热效率 不再增大。 （4）有效指标（有效热效率和有效耗油率）
课题二 速度特性
油量调节机构固定，改变外负荷，在这种条件下测得 的柴油机性能指标和工作参数随转速变化的规律 ，分为：
标定功率指标准环境状况下，制造厂根据内燃机的用途和特 点规定的标定转速下的有效功率(kW)。国标中规定：标定功率 按不同用途分为：15 min功率；1 h功率；12 h功率；持续功率。 我国《钢质海船入级与建造规范》(1996年)规定持续功率作为 船用柴油机的标定功率。国外船用柴油机的最大持续运转功率 MCR(Maximun Continuous Ratings)即为标定功率。 速度特性试验前，柴油机要经过试车、磨合、调整和排除故 障，将配气、供油定时调至最佳值，各缸功率平衡，使柴油机 具有良好的技术状态，然后进行特性试验。试验时，要保持柴 油机稳定运转，冷却水、润滑油的压力、温度也要调整在最佳 状态。测定时，试验机先开空车，缓慢加速至标定转速nb，通 过测功器逐渐增加外负荷，同时通过调速器增加循环供油量， 使柴油机在标定转速nb下发出标定功率Pb。此时测量并记录相 应的各参数值。然后将油量调节机构与调速器分离并加以固定， 逐渐增大柴油机的外负荷，以降低柴油机转速，使柴油机在标 定转速nb和最低稳定转速nmin之间若干点上稳定运转。同时测 取并记录对应各转速下的各个参数。最后以各性能参数作为纵 坐标、转速为横坐标，将记录的参数(包括计算值)在坐标系中标 绘。绘出的曲线即全负荷速度特性曲线，如图中曲线3所示。
项目6
负荷特性
在转速保持不变的情况下，柴油机的主要 性能指标和工作参数随负荷变化的规律。
柴油机负荷特性是指在转速保持不变的情况验台上或实船条 件下测取的。试验时，先将柴油机调定在标定转 速下稳定运转并保持转速不变，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的主 要性能指标和工作参数(be、tr、ηm、α、pk、pz、 Pi、Pe、ηi等)并绘制成曲线，即为负荷特性曲线。 对柴油机负荷特性的研究，在实船柴油机管理 中有着非常重大的意义。例如，发电副机和船舶 上装有全制式调速器的主机，在设定转速不变的 情况下，当负荷发生变化时其转速保持不变，可 认为这些柴油机是按负荷特性工作的。
二、超负荷速度特性和部分负荷速度特性 我国船用柴油机标准规定，船用柴油机的超负 荷功率为标定功率的110%(与之对应的转速为标 定转速的103%)，并且在12h运转期内允许超负荷 运转1 h。 测定超负荷特性时，首先使柴油机在标定转速 nb下稳定运行，然后，通过测功器来增加柴油机 的外负荷，并同时加大供油量，使之达到超负荷 功率和相应的转速。此时把喷油泵油量调节机构 固定，逐渐增加柴油机的外负荷，使柴油机在低 于超负荷功率对应转速的若干个不同的转速下稳 定运行，并测量、记录各转速下的各项柴油机性 能指标和工作参数。最后根据所测数据在坐标图 上标绘超负荷速度特性曲线，如图中曲线2所示。
负荷特性一般是在标定转速下测取的。为了 更全面地了解柴油机特性，必要时可在低于标定 转速的若干不同转速下测取负荷特性。负荷特性 是标志柴油机动力性与经济性的基本特性。可用 于：比较不同柴油机的性能或评价同一柴油机的 结构设计改变或调整后的效果；标定柴油机的功 率；绘制万有特性曲线(柴油机各种性能参数相互 关系的综合特性曲线)。 柴油机按负荷特性工作时，意味着转速不变 而只改变喷油泵的循环供油量，即当外界负荷变 化时，柴油机改变循环供油量使输出功率改变。 因此，表征Pe和pe关系的公式可简化成Pe=Bpe， 而pe可认为只与循环供油量有关。图7-5是典型的 柴油机负荷特性，图中可看出各个性能参数随负 荷pe变化的规律。
1）全负荷速度特性 （在标定工况油格） 2）超负荷速度特性 （在超负荷工况油格）
（110%Pb,103nb ）
3）部分负荷速度特性 （在比标定油格小的油格）
Pe——n Me——n
测取特性应遵循相应标准 特性测取
环境标准
功率标准
一、1 全负荷速度特性(外特性) 将柴油机喷油泵油量调节机构固定在相当于标定转速 下发出标定功率的供油位置上，然后，通过调节试验负荷， 逐步改变柴油机的转速。在各个稳定转速下，测取对应的 pe、Me、Pe、be、tr、pk、nT等参数值。由此得到的性 能指标及工作参数随转速变化的规律即为全负荷速度特性， 亦称外特性。 全负荷速度特性的测量应遵循国家确定的统一试验标 准。一个是标准试验环境状况，一个是试验功率。 环境状况直接影响着柴油机的工作性能。我国国家标 准规定的标准环境为： 大气压力p0＝１００kPa（或750mmHg）,相对湿度 φ0＝３０％，环境温度T0＝２９８Ｋ或25℃，中冷器进 口冷却介质温度Tc0=298 Ｋ或25℃。 对于“无限航区”的船用内燃机其标准环境应遵循国 际船级协会(IACS)规定的环境状况： 大气压力p0＝１００kPa,相对湿度φ0＝6０％，环 境温度T0＝31８Ｋ或45℃，中冷器冷却介质进口温度Tex ＝305 Ｋ或32℃。
柴油机速度特性Pe－n和Me－n的关系
全负荷速度特性可表示为柴油机在不超 过标定供油量的条件下，各转速下所能发 出的最大功率。作为船舶推进柴油机(主柴 油机),在实际使用时考虑到航行条件和船舶 污底情况，为保证主机在各种运转条件下 均能长期可靠运转，主机都留有适当的功 率储备，即主机长期运转最大功率要低于 标定功率一个值。
（1）有效功率和指示功率 有效功率是通过原点，有一 定斜率的直线。 指示功率是一条近似平行于 有效功率的直线。 （2）机械效率 当有效功率等于0时候，机 械效率等于0；机械效率随 有效功率的增大而增大，增 大率随负荷的增大而减小， 在高负荷时，几乎看不出机 械效率随有效功率的变化而 变化。
图7－5柴油机负荷特性