柴油机负荷特性实验指导书(A4)
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。
《内燃机实验》实验指导书解读
内燃机实验实验指导书南昌大学机电工程学院动力工程系发动机实验室2014.05目录实验一发动机机械效率的测定实验二柴油机负荷特性实验实验三发动机气道稳流性能实验实验四柴油机燃油喷射过程实验附录一发动机台架试验安全操作规范实验一 发动机机械效率的测定一 试验目的：1、了解发动机试验台架的组成，掌握发动机扭矩、功率、转速及油耗等基本发动机性能参数的测量方法。
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。
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。
2、采用油耗线法测定发动机机械效率ηm ，并由此计算出发动机的机械损失功率。
目的在于了解发动机的机械磨擦损失随曲轴转速与负荷的变化规律，以便评定发动机的结构完善程度与调整装配质量；还可以借以推算发动机的指示功率，也可用于评定发动机工作均匀性。
二、试验仪器及设备：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）机电有限公司三、实验基本原理：本实验采用油耗线法测定2105B 型直喷非增压柴油机的机械效率ηm 。
实验基本原理为：发动机在某一具体工况下指示热效率为： 136003600()i e m A A u A uP P P B H B H η⨯⨯+==发动机同一转速下空转时指示热效率为：假设发动机该工况下和空转时的指示热效率相同（即ηA =η0），则有：故，该转速的发动机机械损失功率可通过下式计算得到：则，该转速下的有效功率为Pe 时机械效率ηm 为：em e mP P P η=+另：由于通过油耗法测得发动机机械效率是基于同一转速下不同负荷时发动机指示热效率相等的假设基础上的，但实际情况是在同一转速下不同负荷时发动机的指示热效率是不同的（特别是在点燃式预混燃烧模式发动机上相差更大）。
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。
负荷特性实验
柴油机负荷特性试验一、试验目的：1.通过电涡流测功机测量汽油机的速度特性、负荷特性；2.了解认识试验中对汽油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、空燃比、排气温度的测量方法；3.通过整理试验数据点，得到汽油机的负荷特性曲线，做出相关分析总结分析对比；二、实验对象：表1：柴油机参数一、试验设备：名称测试内容型号主要参数备注电涡流测功机功率、转矩、转速ESF300扭矩：0-859N m电涡流型实验控制系统（计算机）表2：主要测试设备表二、试验台架系统简图：图1：台架系统简图发动机形式直列水冷柴油油机发动机型号上海95A D-4型点火顺序缸径*行程/mm 怠速(r/min)总排量/L整机净质量/kg 310额定功率(kW)/转速(r/min)13.8/1500曲柄长度/mm三、实验原理：利用控制室里的测功机操作面板的模式调节发动机转速稳定在1200r/min，然后在模式下，通过调节旋钮，增大扭矩值，依次相对较均匀地设定扭矩值为2N·M、4N·M、6N·M、8N·M、10N·M、12N·M，并记录相对应的油耗值和时间，同时利用计算机的软件操作界面记录下转速、扭矩等参数的平均值。
四、实验要求及方法：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在每次改变负荷后，系统都需要一定的时间达到稳定的状态，所以每次改变负荷之后都需要等待一段时间，等参数稳定之后方可进行记录；⑶油耗的测量需要多次测量取平均值；五、实验数据记录：手工记录数据：试验名称：电控柴油发动机转速为1200r/min 的负荷特性试验实验日期：2014.12.23时间：9:00-11:00地点：汽车试验室发动机型号：上海95A D-4型燃油体积/（ml ） 50密度/（g/ml ） 0.734g/(N/kg) 9.8试验班级：交通一班编号123456t113311294776552t213311295776653时间t/（s ）t313211195776553W/(kg/m)2.54.25689.7511.75表格 3:柴油机负荷特性数据表格（手工记录）试验数据整理及分析总结：编号123456平均时间/(h)0.03690.03110.02640.02140.01810.0147功率/(kw) 2.2 3.75 5.297.058.610.36燃油消耗率/(g/kw ·h)452.1314.7262.8243.3235.8241.0表格4：P e —BSFC 表六、实验结果分析P e—BSFC 曲线：P e结果分析：柴油机负荷特性曲线中BSFC曲线的趋势如图，随着柴油机功率的增大，燃油消耗率先减小后增大，可见柴油机存在一个经济功率，在该工况下燃油消耗率最低。
负荷特性试验
负荷特性试验（汽油机，柴油机）
1. 实验要求
掌握负荷特性的试验方法，绘制负荷特性曲线，了解发动机在转速保持不变的状态下各项性能参数随负荷变化的规律。
2. 试验仪器仪表、发动机
1) DDM 型发动机综合试验台；
2) 电涡流测功器；
3) XXX 型发动机。
3. 试验方法：
1) 保持发动机在标定转速b n 或b n %90、b n %80、b n %70、b n %60、b n %50、最低工作稳定转速m in n 等转速下工作，逐渐改变负荷，进行试验。
负荷一般可按b P %25、b P %50、b P %75、b P %90、b P %100、b P %110进行调节；
图1 某柴油机负荷特性曲线
2) 试验时在每个工况记录转速、扭矩、耗油量、耗油时间、排温、进出水温、油温、油压、环境参数等，填写在记录表中，记录表格式如表1所示；
3) 发动机油耗量测定时，要保证消耗设定油量所用时间大于30s ，小负荷时，可选用小的油量范围；
4) 试验时，对油耗率等主要指标，应随时画出监测曲线，以检查试验中是否需要追加测点以及是否出现过失误差，以便及时纠正；
5) 试验结果的整理与分析；(见1.4)
6) 试验曲线横坐标为)(kW P e ，纵坐标为耗油率)/(h kW g b e ⋅，小时耗油量)/(h kg G T ，烟度)(BSU R ，排气温度()C T r ︒。
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：。
《内燃机实验》实验指导书
内燃机实验实验指导书南昌大学机电工程学院动力工程系发动机实验室2014.05目录附: 发动机台架试验安全操作规范实验一发动机机械效率的测定实验二柴油机负荷特性实验实验三发动机气道稳态流动性能实验实验四柴油机燃油喷射过程实验实验五汽油机排放性能实验实验六柴油机排放性能实验实验七发动机噪声（振动）测定实验八发动机电控系统实验实验一 发动机机械效率的测定一 试验目的：1、了解发动机试验台架的组成，掌握发动机扭矩、功率、转速及油耗等基本发动机性能参数的测量方法。
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。
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。
2、采用油耗线法测定发动机机械效率ηm ，并由此计算出发动机的机械损失功率。
目的在于了解发动机的机械磨擦损失随曲轴转速与负荷的变化规律，以便评定发动机的结构完善程度与调整装配质量；还可以借以推算发动机的指示功率，也可用于评定发动机工作均匀性。
二、试验仪器及设备：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）机电有限公司三、实验基本原理：本实验采用油耗线法测定2105B 型直喷非增压柴油机的机械效率ηm 。
实验基本原理为：发动机在某一具体工况下指示热效率为： 136003600()i e m A A u A uP P P B H B H η⨯⨯+==发动机同一转速下空转时指示热效率为：假设发动机该工况下和空转时的指示热效率相同（即ηA =η0），则有：故，该转速的发动机机械损失功率可通过下式计算得到：则，该转速下的有效功率为Pe 时机械效率ηm 为：em e mP P P η=+另：由于通过油耗法测得发动机机械效率是基于同一转速下不同负荷时发动机指示热效率相等的假设基础上的，但实际情况是在同一转速下不同负荷时发动机的指示热效率是不同的（特别是在点燃式预混燃烧模式发动机上相差更大）。
发动机负荷特性的测定实验报告
发动机负荷特性的测定实验报告第一篇：发动机负荷特性的测定实验报告发动机负荷特性的测定一、实验目的:1、了解发动机在转速不变的情况下，燃料消耗量和燃料消耗率随功率变化的关系。
2、熟悉发动机负荷特性曲线的制取方法。
二、所需仪器设备测试用发动机(汽油机或柴油机)、测功器、转器、转速显示仪、油耗测定仪各一、秒表2只、气压计、温度计、湿度计、废气分析仪、烟度计、噪声仪及常用工具各一台套。
三、实验进行方法1、实验时，按实验须知做好各项准备工作，启动发动机，暖机，使发动机达到正常工作温度并调整发动机到最佳的正常工作状态。
2、使发动机在某一节气门位置(或某一供油齿条位置)卜运转，调整发动机负荷(即改变测动器供水量)，使发动机在标定转速下稳定运转。
测取记录:(1)转速n(2)测功器磅称读数P(3)耗用定量燃油所经历的时间t(4)冷却水温度(5)机油压力、温度(6)发动机排气温度(7)发动机排放、噪声3、全部数据测取完后，改变节气门(或供油量)位置，改变发动机负荷，使发动机恢复到标定转速下稳定运转，此时又测取记录上述数据。
4、继续改变工况，一般由低负荷往高负荷作，一直到节气门全开(或供油量达到最大值)为止，可测取6—8个点。
5、实验中要绘制监督曲线ge-p，以监督试验的准确性，如发现某点数据不符合一般规律，应补作。
四、实验报告内容1、根据所测数据进行计算并绘制ge-Ne及Gr-Ne曲线。
2、对特性曲线变化规律进行分析。
思考题对负荷特性曲线进行分析？第二篇：负荷特性指标名词解释负荷特性指标名词解释1.日最大负荷：典型日中记录的负荷中，数值最大的一个；2.日平均负荷：日电量除以24；3.日负荷率：日平均负荷与日最大负荷的比值；4.最小负荷率：指报告期最小负荷与最大负荷的比值，反映负荷变动的幅度；5.平均负荷率：是指报告期内每日的负荷率相加，除以报告期的日历日数；6.年平均日负荷率：一年内12个月各月最大负荷日的平均负荷之和与各月最大负荷之和的比值；7.年平均日最小负荷率：一年内12个月各月最大负荷日的最小负荷之和与各月最大负荷日之和的比值；8.月负荷率：月平均负荷与月最大负荷的比值；9.年平均月负荷率：一年内12个月各月平均负荷之和与各月最大负荷之和的比值；10.年负荷率：年平均负荷与年最大负荷的比值；11.季不均衡系数：全年各月最大负荷的平均值与年最大负荷的比值（也称年不均衡率）；它表示一年内月最大负荷变化的不均衡性12.月不均衡系数：指月的平均负荷与该月内最大负荷日平均负荷的比值；13.最大负荷利用小时数：年用电量与年最大负荷的比值；14.日峰谷差：日最大负荷与最小负荷之差；15.日峰谷差率：日最大负荷与最小负荷之差与日最大负荷的比值；16.年最大峰谷差：一年中日峰谷差的最大值；17.年平均峰谷差：一年中峰谷差的平均值；18.年平均峰谷差率：一年中峰谷差率的平均值；19.（典型）日负荷曲线：（典型日）按一天中逐小时负荷变化绘制的曲线；20.年负荷曲线：按一年中逐月最大负荷绘制的曲线；21.年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序绘制的曲线；22.尖峰负荷持续时间：在给定的期间系统负荷较高时间段的负荷值所持续的时间。
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柴油机负荷特性实验指导书
陈春旭编
航海学院轮机工程系动力设备实验室
二00七年一月十八日
班级姓名组别
实验日期指导老师
一、柴油机负荷特性的定义和作用
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称为柴油机负荷特性。
负荷特性是标志柴油机动力性和经济性的基本特性。
在标定功率（P b）和标定转速（n b）下，各种不同负荷时的燃油消耗率（g e）随有效功率（N e 或P e）变化的关系。
通过负荷特性曲线的制取，在特性曲线中可以找出柴油机所能达到的最大功率（N e m a x）和最低燃油消耗率（g e m i n）。
同时，也可以用来评估在标定工况下的经济性能以及判断其功率标定的合理性和有关调整的正确性。
实际管理中，利用柴油机负荷特性可以看出柴油机在等速运行时随着负荷的改变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。
也可利用在各种转速下测得的负荷特性绘制的外特性和万有特性。
二、实验目的
1、学会柴油机负荷特性的实验方法。
2、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、柴油机：
（1）型号：2135G；
（2）额定功率：N e=29.44k W；
（3）额定转速：n=1500r/m i n；
（4）缸径：135m m；
（5）行程：140m m。
2、水力测功器：
（1）型号：D4；
（2）最大测量功率：257k W；
（3）最高转速：4500r/m i n。
3、S W－830数字温度计：
（1）型号：834；
（2）分度号：E U－2；
（3）精度：1级；
（4）量程：0～600℃。
4、数字式高精度转速表：
（1）型号：D T2235A；
（2）量程：0.5～19999r/m i n；
（3）分辨力：0.1r/m i n：0.5～999.9r/m i n；1r/m i n：1000r/m i n 以上。
5、数字式干湿温度计：
6、药物天平。
7、秒表。
四、实验前的准备
1、按常规检查柴油机及水力测功器。
2、安装好并检查、调试参加实验所用的仪器设备。
3、检查、调试燃油系统、冷却系统、供水系统。
注：1PS=0.736kW
五、实验方法
1、起动柴油机，以适当的负荷使柴油机运转至稳定的热状态后开始试验。
每一工况测量2～3次消耗一定量燃油所需时间，每次不得少于30秒。
在测完110%负荷后，再测1～2点，到稍加负荷转速就下降为止，以找出极限功率。
2、待热车后进入试验状态，可分别按标定功率的25%、50%、75%、90%、100%、110%六个不同工况，逐步增加负荷。
在试验中，每调节一次负荷，应同时改变调速器操纵手柄的位置，使转速保持不变。
3、在进行工况测取中，各次测量均需同时记录，并将各测量的数据填入“柴油机负荷特性实验记录表”中。
4、以N e（或P e）为横坐标，分别以g e、G T、t r为纵坐标，绘制柴油机负荷特性曲线图（可用方格坐标纸制图后剪贴）。
实验报告
一、实验设备
实验设备主要参数：
（1）柴油机：
（2）水力测功器：
（3）数字温度计：
（4）数字转速表：
（5）数字式干湿温度计：
（6）药物天平。
（7）秒表。
二、实验数据
将实验数据填入附表中（附表另附）。
三、实验分析
四、绘制负荷特性曲线图（可用方格坐标纸制图后剪贴）：
五、习题
什么叫额定功率、最大功率和持续功率？
柴油机负荷特性试验记录表
负荷特性曲线图（可用方格坐标纸制图后剪贴）：
━ 1 ━。