TN4100型柴油机燃烧性能测试及分析

合集下载

4-2-柴油技术要求的分析检验(共65张)

闭口闪点测定器
1－油杯手柄；2－点火管；3－铭牌；4－电动机； 5－电炉盘；6－壳体；7－搅拌桨；8－浴套；
9－油杯；10－油杯盖；11－滑板；12－点火器；
13－点火器调节螺丝；14－温度计； 15－传动软轴；16－开关箱
SYD-261 闭口闪点试验(shìyàn)器
第6页，共65页。
上页下页返回帮助
具体测定步骤(bùzhòu)如下：
喷油量的控制稳定发动机操作条件，按规定调整喷射量为（13.0±0.2）mL/min。燃料喷油量用测微计调节，顺时针转动测微计，增加燃料流量；反之，减少流量。
喷油提前角的调整喷油提前角是喷油器开始喷油到活塞上止点的曲轴旋转角度。调整时，旋转测微计，按规定调整并固定喷油提前角至上止点前13°。
§4–2 柴油技术要求的分析检验第四章柴油分析
测定闭口闪点时，将试样装入油杯，至环状刻线处，在连续搅拌下加热，按要求控制恒定的升温速度，在规定温度间隔，同时中断搅拌的情况下，用一小火焰引入杯内进行点火试验，试样表面蒸气闪火时的最低温度，即为该油品的闭口闪点。
③测定注意事项影响闭口闪点测定的主要因素有试样含水量、加热速度、点火控制、试样装入量和大气压力等。
式中：t0——相当于基准压力（101.3kPa）时的闪点，℃； t——实测闪点，℃； p——实际大气压力，kPa或mmHg。
闪点修正数
t 0.0345℃/mmHg760mmHg p
还可以由下表直接查得：
第9页，共65页。
上页下页返回帮助
§4–2 柴油技术要求的分析检验第四章柴油分析
大气压力对闪点(shǎn diǎn)影响的修正数
第4页，共65页。
上页下页返回帮助

TOC-4100性能说明分解

在线总有机碳分析仪TOC-4100 性能说明岛津国际贸易（上海）有限公司环境仪器部一．测定原理TOC-4100采用了680℃催化燃烧氧化法，试样在注入器中经过加酸通气处理，除去无机碳IC后，注入填充有氧化催化剂的燃烧管中并加热至680o C，试样中的有机碳TOC被燃烧氧化生成CO2气体。

燃烧生成物经载气输送导入非分散红外气体检测器NDIR中, CO2被检测。

NDIR检出CO2含量的峰面积，经过数据处理进行换算,由于峰面积和试样中的TOC浓度成正比，根据事先用一定浓度的标准液测定时得到的TOC浓度和峰面积的关系，这样试样中的TOC浓度就能被检测出。

TOC-4100的结构图二、适用领域：地表水、排污水、自来水、冷却水、纯净水中有机物的测定。

三．工作环境要求：1．电源：AC 220V±10% 50/60Hz2．功率：电炉升温后为1500W3．环境温度：0～40℃4．相对湿度：10—95%5．设置场所：室内四．主要技术指标：1．测定范围：0～5ppm至0～20,000ppm可变2．工作电压与频率：单相220V±10% 50±1%Hz3．重现性：±2％F.S以内/日（温度变化5℃以内）4．零点漂移: ±2％F.S以内/周5．量程漂移：±2％F.S以内6．线性：±2％F.S以内7．响应时间：最小4分钟五．TOC-4100基本功能1．具有数据贮存、断电和断水保护与自动恢复功能；2．具有仪器故障自动报警功能和异常值自动报警功能；3．具有定期自动清洗和自动校准功能；4．具有密封防护箱体；5．具有双向数据传输功能；6．输出信号采用4-20mA和数字输出，数字接口标准采用232/RS422/RS485接口标准，并提供接口协议。

六．TOC-4100独特的功能1．流路数：标准配置为单流路,最多可增加至6流路；2．COD输出：TOC/COD相关性系数通过面板设定后，可将测得的TOC值转化为COD值显示并输出；3．节气功能：仪器所用载气一般为高纯氮气，在TOC-4100控制功能中具有节气功能，使得只有在仪器测量过程中，仪器才消耗载气，测量结束即关闭载气，节省了载气的用量，大大减少日常运转费用；4．离线测定：利用文件化的校正曲线（最大9条），最多对同一样品可进行6次重复测定，并带有计算平均值、标准偏差，可对异常值自动删除并自动追加测定,实现实验室TOC的功能；5．自动停、开机：利用画面的日历可在指定日期及指定时间自动停机或自动再开机；6．控制采水泵功能：可以根据用户的设定，在每次测量开始前自动启动采水泵，并可设定水泵运转时间。

云内4100柴油机增压中冷机型的试验研究

Ｅｘｐｒｍｅａｎｅｔｇｔｏｎｏｎｎｉ４１０ＩｅｃｏｅｅｉｎｔｌＩｖｓｉａｉｎＹｕｅ０ｎｔｒｏｌｄＴａｂｃｒｃｉｓｌＥｎｉｒ０ｈａｇｄＤｅｅｇｎｅ
Ｗｅｉｓａ。ａＣｈｏｈｎＺｈａｈｎ￣ＺｈａｅｎＬｉｎｈａ，ａｕｕ，ｉＭｎｇｈｎＭａｃｅ，ｎｇＦｕｏｇ，ｎｇＸｕｗｅｚ，ｕＸｉｇｕＨｎＸｉｋｎ
２．ｒｕｎｌＤｉｓｌＥｇｎ．ｎｅｅｅｎｉｅＣｏ，Ｌｔ．ｄ）ＡｂｔａｔＴｈｎｅｔｇｔｏｆｐｅｓｒｒｐａｄｃｏｉｇｅｆｃｅｃｆｔｅｉｔｒｏｌｒｏｈｏｒｓｒｃｅｉｖｓｉａｉｎｏｒｓｕｅｄｏｎｏｌｆｏｄｓＴｕｂｃａｇｎｇＩｅｃｏｉｇ；Ｉｅｃｏ｜ｒ；ＰｏｒＣｈｒｃｅｉｔｃ；ＦｕｅｙＷｒ：ｒｏｈｒｉｎｔｒｏｌｎｎｔｒｏｅｗｅａａｔｒｉｓｓｌ
Ｃｏｎｕｍｐｔｏｓｉｎ；ＥｘｈｕｔＥｍｉｓｎＰｅｆｍａｃａｓｓｉｒｏｒｎｅ
ａｕｅｈａａｔｒｓｉｓａｘｈｕｓｍｉｓｏｃｎｓｎｄｆｌｃｒｃｅｉｔｃｎｄｅａｔｅｓｉｎｓｏｕｍｐｔｏｎｏｆｔｂｏｈｒｄｉｔｒｏｏｅｅｅｎｎｖｉｕｒｃａｇｅｎｅｃｌｄｄｉｓｌｅｇｉｅｈａｅｂｅｎｃｒｉｄｏ．Ｔｈｅｔｓｅｕｌｓｓｅａｒｅｕｔｅｔｒｓｔｈｏｗｈａｈｎｔｒｏｅｓｌｔｔｔｅｉｅｃｏｌｒｈａｏｗｒｓｕｒｒｎｄｈｇｈｃｏｌｎｆｉｉｎ— ｐｅｓｅｄｏｐａｉｏｉｇｅｆｃｅｃｙ，ｔｕｔｕｔｐｈｅｏｐｏｗｅｆｔｅｄｅｅｎｇｎａｅｉｒａｅｒｏｈｉｓｌｅｉｅｃｎｂｎｃｅｓｄ，ａｈｅｅａｔｇｅｐｅａｕｒｏｐｅｔｙ，ｎｄｔｘｈｕｓａｓｔｍｒｔｅｄｒｓｇｒａｌａｌａｈｅｅａｔｅｉｓｏｆｔｎｇｎｅｍｅｔｔｅｒｇｕｌｔｏ．ｓｗｅｌｓｔｘｈｕｓｍｓｉｎｓｏｈｅｅｉｅｈｅａｉｎｓ

4100柴油机扭振及简谐力矩特性分析的开题报告

4100柴油机扭振及简谐力矩特性分析的开题报告一、研究背景随着现代工业的发展，大功率柴油机的应用日益广泛。

然而，柴油机扭振问题一直困扰着柴油机的工程设计及工程实践，导致柴油机发动机组的工作效率低下，长期运行还会增加机器的损耗和故障率。

因此，对柴油机扭振问题进行深入研究是非常必要的。

扭振是柴油机运行过程中产生的一种颤抖现象，它会直接影响到发动机的稳定性、振动响应和能量损失等，对于降低机器的噪声和振动水平、提高机器的工作效率具有重要作用。

二、研究目的本研究的目的是分析4100柴油机扭振及简谐力矩特性，并探讨减轻柴油机扭振问题的方法，为柴油机设计和优化提供参考和建议。

三、研究内容1.4100柴油机特性分析：通过对柴油机技术参数和结构布局的分析，了解4100柴油机的运行原理、特性和工作条件。

2.扭振特性分析：基于扭振分析模型，运用matlab等数学计算工具，对柴油机扭振的产生原因、传递路径及影响因素等进行分析，同时对柴油机在不同工况下的扭振情况进行试验研究。

3. 简谐力矩特性分析：在考虑发动机的各项参数引起的干扰因素的情况下，运用转速及加速度传感器等测试设备，对柴油机工作过程中的简谐力矩变化特性进行定量分析与研究。

4.扭振影响因素分析：通过对柴油机内部结构、机械和电子控制系统的分析，研究与分析了各种扭振干扰因素对柴油发动机的影响，并探讨减轻柴油机扭振问题的方法，为柴油机设计和优化提供参考和建议。

四、研究步骤1. 了解柴油机4100的结构布局、主要技术参数及工作条件等内容2.对柴油机扭振的产生原因、传递路径及影响因素等进行理论分析3. 运用matlab等数学模拟软件，建立柴油机扭振模型，模拟柴油机扭振情况4. 通过试验手段，获取柴油机在不同工况下的扭振特性，利用试验数据与模型数据进行对比和分析5. 对柴油机的简谐力矩进行测试和分析，并对相关因素进行评估和优化6. 百米表、激振测试等方法对扭振问题具体进行研究7. 总结分析各项实验结果，提出在收敛的实验数据上对柴油机进行优化设计等建议五、研究意义本研究对柴油机扭振问题进行深入研究，不仅可以提高柴油机的稳定性和工作效率，同时可以减少机器的损耗和故障率。

4100型柴油机设计文献综述

文献综述一、前言柴油机的发展已经有一百多年的历史，给人类的生产、生活带来了非凡的便利，也给人类社会的发展提供了不同凡响的动力。

在一个多世纪的发展过程中，柴油机技术先后出现了三次质的飞跃。

[1]在工业发达国家，载货汽车基本上全部使用柴油机。

近年来，随着柴油机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术，柴油机排放已达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准，因而也掀起了小轿车柴油机化的高潮，德国大众汽车公司、美国通用汽车公司、日本丰田汽车公司等大型汽车公司的小轿车也采用了柴油机。

在石油资源越来越短缺的我国，发展柴油车将是未来汽车工业的重点之一。

根据国家汽车发展规划，“十五”期间，柴油车占汽车总产量的比重要从2000年的29.7%提高到35%左右，中型车要全部实现柴油化。

目前我国柴油轿车、柴油微型车生产刚开始起步，一汽大众已经开发出捷达、宝来柴油轿车，在国内部分城市上市。

[2]柴油机的压缩比高，热效率高，其燃料消耗量比汽油机低30%~40%，加上车用柴油与车用汽油相比加工成本又低5%，随着世界各国对汽车节能的普遍重视，汽车发动机向柴油机化发展已是全球汽车工业发展的大趋势。

[3]除燃料消耗量比汽油机低外，柴油机与汽油机相比还具有功率大、寿命长、动力性能好的特点，它排放产生的温室效应比汽油低45%，一氧化碳与碳氢排放也低，但其氮氧化物排放略大于汽油机，有害颗粒排放大。

[4]二、4110型柴油机的用途：4110柴油机陆用时，配以皮带轮、联轴器、离合器作为农业排灌、发电机、电焊机、空压机、水泵、碎石机及建筑机械等动力；船用时，配上倒顺车离合器。

减速齿轮箱后，可用作渔轮船动力，内河航运主机及轮船辅机。

[5]三、4110型柴油机的结构特点：1、机体：汽缸体和曲轴箱铸成整体，两侧有检查孔，汽缸套为湿式，用球墨铸铁制成，耐磨性好。

2、曲轴：用球墨铸铁制成，经正火处理后，提高了机械性能，耐磨性好。

3、汽缸盖：每缸一盖，进排气道都安置在一侧，另一侧装有喷油机，缸盖用铸铁制成。

柴油性能评价指标

柴油的燃烧性、蒸发性、流动性、安定性、腐蚀性与洁净度1 柴油的燃烧性柴油的燃烧性好是指喷入燃烧室内与高温空气形成均匀的可燃混合气之后，能在较短的时间内发火自燃，并正常地完全燃烧。

1.1 柴油机内燃料的燃烧过程柴油在发动机内的燃烧过程，从喷油开始到全部燃烧为止，大体可分为四个阶段。

其气缸中压力与活塞所处位置（用曲轴的转角来表示）的关系如图1所示。

（1）滞燃期（发火延迟期）滞燃期是指从喷油开始（图1中A点）到混合气开始着火（图1中B点）之间的一段时间。

这个时期极短，只有1～3ms。

在这一时期的前段，柴油喷入气缸后进行雾化、受热、蒸发、扩散以及与空气混合而形成可燃混合气等一系列燃烧前的物理准备过程，所以，这段时间又称为物理延迟。

在这一时期的后段，燃料受热后开始进行燃烧前的氧化链反应，生成过氧化物，过氧化物达到一定浓度便自燃着火，这就是化学延迟。

这两种延迟互相影响，在时间上是部分重叠的。

滞燃期虽然很短促，但它对发动机的工作有决定性的影响。

因为在这一时期结束时，气缸内已积累了一定量的柴油，而且经过了不同程度的物理的和化学的准备，一旦发火后，燃烧极为迅速。

由此可见，滞燃期越长，发火前喷入的柴油越多，自行发火后，大量柴油在气缸内同时燃烧，会导致气缸内的压力和温度都急剧升高，造成发动机工作粗暴，甚至出现敲缸现象。

因此，缩短滞燃期有利于改善柴油机的燃烧性能，这就要求燃料具有较低的自燃点，发动机应具有较高的压缩比以及较高的进气温度等等。

（2）急燃期这是指发动机中柴油开始燃烧（图1中的B点）直至气缸中压力不再急剧升高为止（图1中的C点）的时间。

在急燃期内，燃料着火燃烧，其燃烧速度极快，单位时间内放出的热量很多，气缸内温度和压力上升很快，压力升高速率的大小对柴油机的工作影响很大。

急燃期中，压力上升的速率取决于滞燃期的长短，滞燃期越短，发动机的工作越柔和，如滞燃期过长，着火前喷人的柴油积累过多，一旦燃烧起来则温度、压力就会上升过快。

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究

柴油机燃用醇醚-柴油混合燃料的燃烧特性与排放的试验研究朱建军;王铁;张翠平【摘要】在增压中冷4100柴油机上进行了D40(含40％质量分数二甲醚的二甲醚柴油混合燃料)、M15(含15％体积分数甲醇的甲醇柴油混合燃料)和柴油3种燃料燃烧特性与污染物排放的试验研究.结果表明,D40发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均低于柴油机,燃烧持续期与柴油机相当；M15发动机的最高燃烧压力和峰值放热率均高于柴油机,燃烧持续期较短；D40发动机的NOx排放和烟度均明显低于柴油机,可较好地解决NOx和碳烟排放之间此消彼长的问题；M15发动机可以降低碳烟排放,但NOx的排放明显上升.两种混合燃料发动机的HC排放在全转速范围均高于柴油机,而CO排放在低转速时低于柴油机,高转速时高于柴油机.%An experimental study is conducted on the combustion characteristics and emission of a supercharged intercooled 4100 diesel engine fueled with diesel fuel and its blends with DME (D40) and methanol (M15). The results indicate that the highest combustion pressure and the peak heat release rate of D40 engine are both lower than that of diesel engine with a similar combustion duration; while the highest combustion pressure and the peak heat release rate of Ml5 engine are both higher than diesel engine with a combustion duration shorter than diesel engine; The NO, and soot emissions of D40 engine are both obviously lower than diesel engine, meaning that a see-saw relation between NO, and soot emission can well be solved. On the contrary in M15 engine, the emission of soot goes down while that of NO, goes up. The HC emissions of both blend fuel engines are higher than diesel engine in whole speed range while their COemission is lower than diesel engine at low speeds but is higher than diesel engine at high speeds.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)009【总页数】6页(P761-766)【关键词】柴油机;醇醚燃料;燃烧特性;排放【作者】朱建军;王铁;张翠平【作者单位】太原理工大学机械工程学院,太原030024;太原理工大学机械工程学院,太原030024;太原理工大学机械工程学院,太原030024【正文语种】中文前言增压中冷柴油机以其热效率高、油耗低、动力强劲和工作可靠而得到广泛的应用。

4100QBZ 增压柴油机活塞机械负荷与热负荷耦合分析

ｅｅｎｎｌｓｔｏｎｎｌｓｓｍａｅｏｉｏｏｐｉｇｓｅｓｆｌｎｓｏｔｎｒｓｔｇｌｍｅｔａｙｉｍｅｄ．ａａａｙｉｉｄｆｐｓｎｃｕｌ－ｔｓｅｄａｄｄｔｒｏｕｉａｓｈｓｔｎｒｉｉｉｅｌｎ
４０ＱＢ１０Ｚ增压柴油机活塞机械负荷与热负荷耦合分析
雷基林，申立中，杨永忠，玉华颜文胜张宁毕，，
（．明理工大学交通工程学院，１昆昆明６０２；．５２４２昆明云内动力股份有限公司，昆明６０２）５２４摘要：针对４０ＱＺ废气涡轮增压柴油机活塞的机械负荷和热负荷问题，１０Ｂ实测了标定功率工况下活塞表面１９个
ｎｔｅｍａｄｍｅｈｎｃｌｒｌａｃａｉａｈｎ
ｓｒａｅｃａａｔｒｔｏｄｔｅｃｍｂｓｏ－ａｒｓｕｅｕｄｒｔｅｓｎａｄｐｗｒｗｒｉｇｃｎｔｎｕｆｈｒｃｅｉｉｄｔａｏｕｔｎｇｓｐｅｓｒｎｅｔｄｒｏｅｏｋｎｏｄｉ．Ａｄｃｍｉｎｅｆｉｃｓｃｓｎｈｉｈａｉｏｎｏｂｎｇｔｎｔｉｈｉｅ
ｔａｅｃａｋｈＲｄｇｅ６．５Ａ．Ｉｉｇｓｃｕｌ－ｔｅｓｉ１５．ａｃｕｒｎｔｅｉｔｒｕｆｃｉ－ｅｔａｄｈｔｔｒｎ８ａｅｒｅｉ３３７。Ｃｈｓｓｔｂｇｅｔｏｐｎｓｒｓｓ２７ＭＰ，ｏｃｒｉｏｎｓｒｅｏｐｎｓａｉｇｇｎｈｅａｆｎｏｅｉｂａｄｓｒｅｏｉ－ｅｔａｏｅｐｎｏｅｎｄｉｉｅｔｃｕｌｓｒｏｓ０．１ｎｎｔｏｒｕｆｐｎｓａｂｖｉｈｌ。ａｂｇｓｏｐｎｄｔｔｎｉ４６ｉｌｈｎｃａｆｓｔｉｇｉｏｉｎ，ｏｃｒｎｎｔｅｍａｈｕｔｃｕｒｇｏｉｔｒｓｉｈｎ

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)。

第20卷第4期上海铁道大学学报Vol.20,No.4 1999年4月JO UR NAL O F SHANGHAI TIEDA O UNIVERSITY Apr.,1999TN4100型柴油机燃烧性能测试及分析张东晨何建华楼狄明刘鸿扬张振民鲍守威(上海铁道大学机械工程系,上海200331)(上海拖拉机内燃机公司,上海200433)摘要按照GB1105.1~GB1105.3875内燃机台架性能试验方法6,用GB466型燃烧分析仪对TN4100型车用柴油机的燃烧性能进行实测和分析。

结果表明:标定功率48kW,标定转速2200r/min,标定工况的燃油消耗率为223.6g/(kW#h),最大扭矩工况的燃油消耗率为219.8g/(kW#h),扭矩系数为1.18,速度系数为1.57。

关键词柴油机,燃烧分析分类号TK421.2随着我国农业机械化和农村运输的迅速发展,要求车用柴油机(包括农用汽车、拖拉机、联合收割机等)的单机功率不断增大,柴油机的经济性和动力性能要求不断提高[1]。

而作为我国农机的基本机型495系列柴油机的性能已远不能满足国内农机市场和向东南亚等国家出口的需求。

为此,上海拖拉机内燃机公司技术研究开发中心在参考国内外先进机型的基础上,自行设计研制了TN4100型直喷式柴油机。

为了对该机型的性能(主要是燃烧性能和动力性能)作较全面了解,故特对该机型作了全性能实测,为进一步分析、改进和提高提供分析依据。

1测试系统及试验条件1.1测试系统测试系统由日本小野公司的CB466型燃烧分析仪、信号监视设备、日本TEAC公司的SR30C型磁带记录仪,WE31型电涡流测功器、STC05型石英压电传感器、日本C S2110型四踪示波器及控制台等仪器设备组成(见图1)。

图1测试系统简图#86#第4期张东晨等:TN4100型柴油机燃烧性能测试及分析1.2试验条件主油道机油压力为200~400kPa;油底壳机油温度[120e;冷却水出水温度[98e;标定工况排气温度[550e;试验用燃油为0号轻柴油;试验用机油为14号机油。

在性能试验前,样机进行了39h磨合。

各工况点所测数据为四次平均值,试验所用仪器及仪表均在有效期内,按GB1105.1~GB1105.3875内燃机台架性能试验方法6中有关规定,进行检测及数据校正。

1.3试验准备将气缸压力传感器装入专用铜套内,并使传感器的下端部受力面与缸盖底面齐平。

这样消除了通道效应以保证测量精度。

两种压力传感器在试验前和试验后均进行静态标定。

本测试记录的缸内压力值,在磁带仪回放时均乘以系数0.9433。

试验动态上止点的标定仍采用目前工程上最通用的/倒拖最高压力法0[2]。

按CB466燃烧分析仪的规定,用P-Vlog功能来复核上止点(TDC)的准确性。

由于柴油机燃烧过程的不稳定性,即使在同一稳定工况下运转,其每循环的最高燃烧压力是不可能相同的,有时可差5~8%。

因此,本次试验记录表上每一工况的最高燃烧压力p max是该瞬时记录100个循环的平均值。

此值与磁带记录仪回放至CB466型燃烧分析仪时,按360个循环平均值的处理结果是有差异的(见表1)。

表1标定工况2200r/min时负荷特性及全负荷速度特性中的p max记录差异MPa工况No.(负荷百分比%)5(80%)7(100%)10(116%)2200r/min100循环的平均值7.7868.4438.856负荷特性360循环的平均值7.6638.3858.648工况No.(r/min)1(2200)6(1400)9(1200)全负荷100循环的平均值8.3429.2719.448速度特性360循环的平均值8.4299.1159.3041.4试验样机及主要技术参数TN4100型试验样机的主要技术参数为:缸径100mm;活塞冲程130mm;活塞排量4.08L;标定功率48 kW;标定转速2200r/min;压缩比17;A型喷油泵的柱塞直径9.5m m(左旋);喷油器喷孔直径0.3mm(孔数4);喷油压力210kPa。

2结果及其分析2.1试验结果实测标定工况转速时的负荷特性试验结果如图2所示,其5个工况点的放热过程特征值和喷油过程特征值分别见表2和表3。

图3为最大扭矩工况转速(1400r/min)时的负荷特性试验结果。

图4为全负荷速度特性试验结果。

表4、表5则分别列出了全负荷速度特性3个工况点的放热过程特征值和喷油过程特##87征值。

图2 标定工况2200r/min 时负荷特性图3 标定工况1400r/min 时负荷特性表2 标定转速2200r/min 时负荷特性的4个工况点的放热过程特征值工况No.57810始点/b CA 176177177177终点/b CA 209210211211持续期/b CA33333434最大放热效率(d Qd H )max/(J/b CA)180.56212.86214.16222.22相应位置(H )/b CA 188189186186放热率重心值(X )/J 45.3249.3564.2265.01相应位置(H )/b CA 185189.3195.0193.67燃烧等容度(DCV)0.96910.95580.92320.9335燃烧最高温度(T max )/b C2260192322152267注:b CA 为曲柄角度表3 标定转速2200r/min 时4个工况点的喷油过程特征值工况No.57810始点/b CA 167166165165终点/b CA 184185184184持续期/b CA17191919最高喷射压力(P f max )/MPa46.751.6459.7461.34相应位置(H )/b CA 174177178178最高喷射压力差($P )/MPa40.7647.3254.055.56相应位置(H )/b CA177177178178注:$P 为最高喷射压力与该喷油瞬时气缸压力的差值。

#88#上海铁道大学学报第20卷表4 全负荷速度特性3个工况点的放热过程特征值工况No.169始点/b CA 179175175终点/b CA 210207205持续期/b CA313130最大放热效率(d Qd H )max/(J/b CA)265.02183.96140.83相应位置(H )/b CA 189181176放热率重心值(X )/J 106.8550.9549.56相应位置(H )/b CA 183.9190.5189.8燃烧等容度(DCV)0.97170.9530.952燃烧最高温度(T max )/b C213921842186图4 全负荷速度特性表5 全负荷速度特性3个工况的喷油过程特征值工况No.169始点/b CA 166165164终点/b CA 181181180持续期/b CA151616最高喷射压力(P f max )/MPa48.9447.943.5相应位置(H )/b CA 177170169最高喷射压力差($P )/MPa43.54142.939.62相应位置(H )/b CA1771701692.2 性能分析2.2.1 柴油机的经济性由各表可见,标定工况和最大扭矩工况的比油耗、排温、烟度等各项指标都达较好水平,并尚有余量。

标定工况和最大扭矩工况的比油耗b 分别为223.6g/(kW #h)和210.8g/(kW #h)。

从各工况点的喷油过程看,全负荷速度特性的喷油持续角为15~16b CA;2200r/min 负荷特性的各工况点的喷油持续角为17~19b C A 。

与同类中等水平柴油机相比,属中间偏大。

这是油泵喷压力较低所致。

从各工况点的放热过程看,其放热持续时间为30~35b CA(供油提前角为17b C A),亦属正常范围,无明显后燃现象。

因此,烟度和排温均属正常。

从各工况点的最大放热率值及其相应位置看,按负荷特性运行时均在上止点后7~9b CA,其重心值及相应位置亦均属正常。

从2200r/min 负荷特性比油耗曲线趋势看,功率达到116%时尚未上翘,说明该机尚有一定#89#第4期张东晨等:TN4100型柴油机燃烧性能测试及分析潜力,但却出现了在110%、112%、116%工况时排温及烟度均有偏高趋势。

为此,我们对该机的过量空气系数(<a)值进行了估算[3]。

(1)非增压柴油机的<a值的估算:<a=3600G sP e#b#L0(1)式中:G s为柴油机每秒空气流量,kg/s;P e为柴油机有效功率,kW;b为柴油机有效耗油率(比油耗),g/(kW #h);L0为燃烧1kg燃料的理论空气量,14.3kg(空气)。

上式中G s值是根据双扭线流量计实测数据计算:G s=3.446D2#$P#Q(2)式中:$P为流量计的实测水柱差,mm;Q为柴油机进气密度,kg/m3;D为流量计内径,m,本流量计内径为0.05m。

将环境温压代入Q,得:Q=P a/(R#T a)=1.176kg/m3(3)式中:P a为环境压力,103.3kPa;T a为环境温度,30e(303b K);R为气体常数,287。

表6为2200r/min负荷特性各工况点的<a。

由表中可知,在工况7(标定工况)时<a值为1.54。

此值与同类中等水平的柴油机比较属正常范围。

但从工况点8、工况点9及工况点10来看,<a值偏小,由此引起排温T r超过550e。

同样计算得最大扭矩工况的<a值为1.41。

表62200r/min负荷特性各工况点的<a工况12345678910P/kW0.789.5919.2228.834.443.248.052.854.055.7b g/(kW#h)409.2286.8246.2228.7223.5223.6224.5224.7226.3$P/mm44.444.444.444.446.245.651.044.444.040.0G s/kg/s0.0620.0620.0620.0620.0640.0630.0660.0620.0620.062<a3.972.832.201.831.641.541.321.28R/BSU0.161.62.12.22.22.32.93.23.33.8T r/e180237300364437470506544560584(2)充气效率<c的估算非增压柴油机<c可用下式进行估算[3]:<c=120G sn#i#V s#Q#10-3(4)式中:G s为柴油机每秒空气流量,kg/s;n为柴油机转速,r/min;i为气缸数;V s为每缸排量,L;Q为柴油机进气密度,kg/m3。

由上式可得:该机的<c在标定工况为0.78;在最大扭矩工况为0.82。