1、1发动机原理实 验 指 导 书王 丽 编华南理工大学广州学院汽车工程学院教学实验中心2实验一 汽油机速度特性试验一、实验目的与要求汽油机速度特性实验是车辆工程和汽车服务工程专业课程教学实验，本实验指导书是根据发动机原理教学计划制定的，为帮助学生更好的理解、巩固和掌握汽油机速度特性。以巩固和加强课堂所学知识，培养实践技能和动手能力，提高分析问题和解决问题的能力和技术创新能力。通过本实验应达到以下基本要求:1熟悉电涡流测功机的结构原理；2熟悉发动机台架控制系统、冷却系统及辅助系统；3. 掌握汽油发动机转速、扭矩、进气流量、燃油消耗率（量）等的测定方法及发动机有效功率的计算方法； 4学会对实验数据进
2、行处理，对实验结果进行分析，绘制速度特性曲线图；5. 掌握汽油发动机外特性、部分速度特性规律。二、实验内容1. 通过学生自己操作仪器设备，了解仪器设备的工作原理以及实验方法和步骤；2. 部分速度特性实验；3. 外特性速度特性实验。3、实验原理发动机工况就是发动机运行或工作的状况，转速和负荷是发动机运转过程中确定工况的两个主要运行参数。发动机性能主要指动力性、经济性、排放性能、可靠性和耐久性。要了解汽车在各种工况下的性能和变化规律以及在某一工况下运行的可能性和适应性，就必须研究发动机的性能随工况的变化规律。发动机速度特性是汽油机节气门（油门）开度固定不动，主要性能指标（有效功率、转矩、耗油率、每
3、小时耗油量等）随转速变化的关系规律。当汽车沿阻力变化的道路行驶时，若驾驶员将油门踏板位置保持一定，发动机转速会因路况的改变而发生变化，这时发动机即沿速度特性工作。节气门保持全开，所测得的速度特性称为外特性；节气门部分开启时所测得的速度特性称部分速度特性。四、实验用仪器设备发动机台架试验系统五、实验方法与步骤（一）实验方法31、测量数据时的发动机运行速度与选定转速相差不应超过 1%或10r/min，发动机运行状态稳定 1min 后，方可进行试验测量。2、进行速度特性实验时，从高速开始逐渐降低发动机转速进行测量。3、实验过程中，保持节气门开度不变，缓慢调节负荷来达到所选定转速的工况点，稳定后进行实
4、验。4、当出水温度能在设定温度 85上下波动，进水温度和出水温度误差不超过10，温度控制正常，可按要求做发动机的各种性能试验。5、实验分工：根据参加实验人数分成 3 个小组：第一小组负责操作发动机控制台的操作，并检查每一工作的配合次序；第二小组负责记录功率、转速、扭矩、水温、油温、排温、大气压、大气温度及湿度等参数；第三小组负责燃油消耗量、空气消耗量的测量与记录，同时汇总填写数据原始记录表格。（二）实验步骤1、安装好发动机，固定好发动机所有螺栓，进行控制系统的操作：（1）合上配电箱中所有空气开关（排风机、送风机、冷却水泵、冷却塔、防爆插座等）（2）接通所有仪器设备的电源（控制室的卧式控制柜、计
5、算机以及实验室的发动机水温调节仪、机油温度调节仪、油耗仪、电喷排气装置等）让仪器预热35 分钟；（3）连接好发动机与水温调节仪机油温度调节仪的水管（包括发动机机油温度调节仪的进回油管）（4）检查水温调节仪机油温度调节仪水路循环是否正常，观察发动机水循环是否畅通，膨胀水箱是否无气泡，若不正常需要检查水路以及及时补水；（5）接好发动机进油管，打开燃油供油系统过滤器前端的不锈钢球阀，观察油耗仪充油是否正常，管道是否漏油，并尽量排除供油系统管道中的空气，以及防止漏油；（6）检查测功机进出水管是否通畅，测功机运行一个月以上就必须打开测功机进水管处的过滤器检查是否阻塞，及时进行清洗，检查测功机及防护罩所有
6、螺栓是否固定好；（7）检查卧式控制柜上以及发动机旁紧急停车按钮是否弹上（弹上表示台架可以正常运行，锁下代表紧急停车状态中，发动机无法启动） ；（8）打开计算机桌面上的 FC2000 软件，并登陆用户，新建一文件名，打开全部参数，观察参数是否正常（如转速、扭矩、环温等） 。2、开机检查(1)、检查水路系统4检查水箱内的水是否充足，不足打开自来水阀门补足水后再关闭阀门；同时开启潜水泵工作；(2)、检查油路系统.检查发动机的机油位置应正常；.检查油路系统；a.将发动机的输油管进、出及高压进油和高压回油按标识连好，不能接错；b.打开油路系统的相应阀门；c.将高压进油管接头稍微松掉一些，当有油出来将空气
7、排完后，再将接头拧紧；d.检查油路系统各连接处等不应有漏油现象。(3)、检查控制仪表系统. 检查机柜各仪表联线是否正常，不应有松动和接触不良的现象，接通机柜总电源开关，再分别打开测控仪电源，检查扭矩、转速、功率、水温、排温、油温、油压等显示是否正常； . 打开 FC2110 驱动单元和 FC2010 发动机测控仪电源，将驱动单元二个扭子开关向下指向自动位置，测控仪面板控制摸式选择 P1/P 状态，从小到大调节测控仪 P 旋扭，油门执行器把柄位置、测控仪油门指示位置及 FC2110 驱动单元的油门开度指针位置应能跟随从 0-100%变化, 从小到大调节测控仪 M/P1 旋扭，测控仪负荷指示位置及
8、 FC2110 驱动单元的水门开度指针位置应能跟随从 0-100%变化。.将油耗仪电源线和通讯线等接好，打开电源，仪表显示应正常。.打开水温、中冷器调节装置电源，将水温设定温度设为 70左右、中冷器设定温度设为 40左右。.检查各联轴器连接盘上的螺钉是否紧固，不能有松动；3、开机后，可启动发动机（1） 发动机启动后，先空车运转，检查应无异常声响、无漏水、漏油现象；（2） 在 P1/P 状态下，调节 P 旋扭，转速能跟随变化，调节 M/P1 旋扭，扭矩能跟随变化；（3） 一切正常后，将工况换在 n/M 状态，这时调节 n 旋扭，可使转速设置在所要求的点上工作，再调节 M/P1 旋扭，可使扭矩设置
9、在所要求的点上工作。4、部分油门位置速度特性实验：实验的节气门开度（TPS）定为 %。将测功机控制模式切换为“P 1/P”模式，试验点转速由高（约 4500r/min）到低（约 1000r/min） ，按5500r/min 的等间隔，依次选择 8 个测量点，记录各试验点的测量参数，如表 1所示。表 1 汽油机速度特性实验实验数据记录表格汽油机 %节气门开度的速度特性实验时间： 地点： 发动机型号：燃油编号： 密度/(kg/m 3):大气压力/kPa： 大气温度/:实验人员序号转速 nr/min转矩Me， Nm功率 PekW油耗L/h油耗率 geg/kWhT 进水温T 出水温T 进气温序号 T
10、测功机出水温度 P 排气压力kPaP 进气压力kPa湿度%修正系数，%修正油耗率 g/kWh修正功率 kW修正转矩Nm5、外特性实验：实验的节气门开度（TPS）定为 100%。试验点转速由高到低，将测功机控6制模式切换为“P 1/P”模式，按 500r/min 的等间隔，依次选择 8 个测量点，记录各试验点的测量参数，如表 2 所示：表 2 汽油机外特性实验实验数据记录表格汽油机 100 %节气门开度的速度特性实验时间： 地点： 发动机型号：燃油编号： 密度/(kg/m 3):大气压力/kPa： 大气温度/:实验人员序号转速 nr/min转矩Me， Nm功率 PekW油耗L/h油耗率 geg/
11、kWhT 进水温T 出水温T 进气温序号T 测功机出水温度 P 排气压力kPaP 进气压力kPa湿度%修正系数，%修正油耗率 g/kWh修正功率 kW修正转矩 Nm六、实验报告要求（1）记录实验结果，计算数据表格；（2）根据实验测量数据，在同一坐标图上绘制速度特性和外特性曲线：M e-n, Pe-n, ge-n, Ga-n, T 排气温 -n。7七、思考题1分析不同参数的部分油门的速度特性与外特性曲线的差异及原因。2测定及计算发动机的升功率、最大功率、最大扭矩以及转速和扭矩储备系数后，对发动机的动力性能进行评价。3. 分析充气系数与扭矩特性曲线的相互关系，进一步比较对影响扭矩特性的各种主要因素
12、。实验二 汽油机负荷特性试验一、实验目的与要求汽油机速度特性实验是车辆工程和汽车服务工程专业课程教学实验，本实验指导书是根据发动机原理教学计划制定的，为帮助学生更好的理解、巩固和掌握汽油机负荷特性。以巩固和加强课堂所学知识，培养实践技能和动手能力，提高分析问题和解决问题的能力和技术创新能力。通过本实验应达到以下基本要求:1熟悉电涡流测功机的结构原理；2熟悉发动机台架控制系统、冷却系统及辅助系统；3. 掌握汽油发动机负荷、扭矩、进气流量、燃油消耗率（量）等的测定方法及发动机有效功率的计算方法； 4学会对实验数据进行处理，对实验结果进行分析，绘制负荷特性曲线图；5. 掌握汽油发动机负荷特性规律。二
13、、实验内容1. 通过学生自己操作仪器设备，了解仪器设备的工作原理以及实验方法和步骤；2. 负荷特性实验方法；三、实验原理负荷特性是发动机转速一定时，经济性指标（有效比、燃油消耗量）随发动机负荷（功率、转矩或平均有效压力）而变化的关系。利用这一变化曲线，可全面地反映发动机在各种负荷和转速时的经济性。四、实验用仪器设备发动机台架试验系统五、实验方法与步骤（一）实验方法：与实验一的方法相同。（二）实验步骤：1、与实验一中的实验步骤的 1、2、3 相同；82、发动机稳定运行一段时间后首先将控制模式设定为“n/M”方式。选取某一转速，变化油门位置进行发动机负荷特性实验，适当选择 5-8 个的测量点。3、
14、先将负荷特性转速定为 （r/min）,转速确定后保持转速不变，通过改变节气门位置改变发动机负荷，逐点进行试验。负荷选择由最低扭矩值开始，依次升高，直至节气门位置最大结束。实验中要求做出空燃比改变的拐点。4、实验室发动机水温、机油温度应尽量保持恒定，每个实验点应保持稳定后，记录各试验点的测量参数，如表 1 所示。表 1 发动机转速为 （r/min）时的负荷特性 实验数据记录表格发动机转速为 （r/min）时的负荷特性实验时间： 地点： 发动机型号：燃油编号： 密度/(kg/m 3):大气压力/kPa： 大气温度/:实验人员序号转速 nr/min转矩Me， Nm功率 PekW油耗L/h油耗率 geg/kWhT 进水温T 出水温T 进气温序号T 测功机出水温度 P 排气压力kPaP 进气压力kPa湿度%修正系数，%修正油耗率 g/kWh修正功率kW修正转矩Nm六、实验报告要求9（1） 记录实验结果，计算数据表格；（2） 根据实验测量数据，绘制转速不变时的负荷特性曲线： g e- Pe, A/F- Pe, Ga-n, T 排气温 - Pe。七、思考题1结合 T 排气温 - Pe、A/F- Pe曲线，讨论负荷加大受限制的原因，并讨论如何根据动力、经济性的要求确定外特性的最大扭矩点、额定功率点。2测定负荷特性的定转速变化以后，负荷特性曲线有无变化？对发动机的经济性能进行分析。
