《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 第七章内燃机台架性能实验 §7-1测量与计算参数 测量参数 1转速n一数字式转速表[rmin] 2油耗一容积式油耗仪一测量消耗100[m1]油所用时间ts 3测功器读数P一测功器[kgf] 计算参数 1扭矩M M2=0.7162P[kgf,m] 其中P一测功器读数[kgf] 2有效功率N N、M·n_0.7162P.n 7162 =0001P.n[Ps 7162 其中0.7162[m]一测功器常数,即测功器定子杆长。 3有效比油耗g 3600×100× 其中100[ml]所用时间tsS 100 每秒耗油量[ms] 100 y一每秒耗油量[gs] Y一燃油比重[g/ml](汽油:y=0.72[gml])。 3600×100×y 每小时耗油量[gh] 3600×100×y 每马力小时耗油量[gPs·h]。 4每小时耗油量Gr 个36×100×y[kgh] §7-2参数的测量 转速n (一)机械式转速表 方便,但误差大
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 79 ― 第七章 内燃机台架性能实验 §7-1 测量与计算参数 一 测量参数 1 转速 n — 数字式转速表 [ r/min ]。 2 油耗 — 容积式油耗仪 — 测量消耗 100 [ ml ] 油所用时间 t [s]。 3 测功器读数 P — 测功器 [ kgf ]。 二 计算参数 1 扭矩 Me Me = 0.7162P [ kgf·m ] 其中 P — 测功器读数 [ kgf ] 2 有效功率 Ne N M n P n e P n e = = = 716 2 0 7162 716 2 0 001 . . . . [ Ps ] 其中 0.7162 [ m ] — 测功器常数，即测功器定子杆长。 3 有效比油耗 ge g N t e e = 3600 100 [ g / Ps·h ] 其中 100 [ ml ] 所用时间 t [s]。 100 t — 每秒耗油量 [ ml/s ]。 100 t — 每秒耗油量 [ g/s ]。 — 燃油比重 [ g /ml ] （ 汽油: = 0.72 [ g/ml ] ）。 3600 100 t — 每小时耗油量 [ g/h ]。 g t N e e = 3600 100 1 — 每马力小时耗油量 [ g/Ps·h ]。 4 每小时耗油量 GT G t T = 3.6 100 [ kg/h ]。 §7-2 参数的测量 一 转速 n （一） 机械式转速表 方便, 但误差大
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 (二)数字式转速仪 1磁电式测速传感器 它由磁性材料制成的带齿旋转轮1 和内有永久磁铁的感应线圈组成。永久 05~1mm 磁铁距齿轮顶端间距为0.5~1[mm]。 轮1随被测轴旋转,每当1个齿通过感 应线圈时,感应线圈就会输出一个电脉 冲信号。若轮1有60个齿,则被测轴每 转一周,感应线圈就送出60个脉冲信号 若此时将电子计数器的计数时间定为 1[s],则在电子计数器上显示的数据即 为被测轴的转速[r/min]。因为当旋转 轮上仅有一个齿时,电脉冲讯号的频率 为fG 6 )[1/s],n—被测轴转速。而 当旋转轮上齿数为60个时,则此时电脉冲频率为 f="x60=n[1s 磁电式测速传感器应用非常广泛。其结构简单,易于制作和安装。缺点是产 生电脉冲波型不规则,干扰信号的振幅随转速的提高而增大,当其达到一定值 后,可能引起电子计数器的误计。 2电子计数器 WIRA 测速传感器 放大整形 主门 1计数器 时基信号 主震荡器 分频器 主控延时复 电子计数器接受测速传感器送来的脉冲信号,并对脉冲信号进行放大、整 形、控制、记数显示等。其原理见图 (1)放大整形器—用以将传感器送来电脉冲信号幅值放大,并对其不规则图 形整型为稳定方波 (2)主门一当控制端加有时基信号时,主门打开允许脉冲信号通过并送至计 数器。而当控制端没有时基信号时,则主门不开,计数器不计数。 (3)主振荡器一用以产生振荡信号。 (4)分频器—将振荡信号变成时基信号,以显示一定时间间隔内的脉冲数。 如:1[sS]一个时基信号波 80一
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 80 ― （二） 数字式转速仪 1 磁电式测速传感器 它由磁性材料制成的带齿旋转轮 1 和内有永久磁铁的感应线圈组成。永久 磁铁距齿轮顶端间距为 0.5～1 [ mm ]。 轮 1 随被测轴旋转, 每当 1 个齿通过感 应线圈时, 感应线圈就会输出一个电脉 冲信号。若轮 1 有 60 个齿, 则被测轴每 转一周, 感应线圈就送出 60 个脉冲信号。 若此时将电子计数器的计数时间定为 1 [ s ], 则在电子计数器上显示的数据即 为被测轴的转速 [ r/min ]。因为当旋转 轮上仅有一个齿时, 电脉冲讯号的频率 为 f n 0 60 = [1/s], n — 被测轴转速。而 当旋转轮上齿数为 60 个时, 则此时电脉冲频率为 f n = = n 60 60 [ 1/s ] 磁电式测速传感器应用非常广泛。其结构简单, 易于制作和安装。缺点是产 生电脉冲波型不规则, 干扰信号的振幅随转速的提高而增大, 当其达到一定值 后, 可能引起电子计数器的误计。 2 电子计数器 电子计数器接受测速传感器送来的脉冲信号, 并对脉冲信号进行放大、整 形、控制、记数显示等。其原理见图。 （1）放大整形器 — 用以将传感器送来电脉冲信号幅值放大, 并对其不规则图 形整型为稳定方波。 （2）主门 — 当控制端加有时基信号时, 主门打开允许脉冲信号通过并送至计 数器。而当控制端没有时基信号时, 则主门不开, 计数器不计数。 （3） 主振荡器 — 用以产生振荡信号。 （4） 分频器 — 将振荡信号变成时基信号, 以显示一定时间间隔内的脉冲数。 如: 1 [ s ] 一个时基信号波
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 (5)计数器一由计数单元、寄存器、译码器和光电管组成,对脉冲数字计数 并稳定显示出来 (6)主控一用以控制主门的开放时间 (7)延时复零一延迟显示时间,以便读数。产生复零脉冲信号,以便重新计 数 油耗 )容积式油耗计 油箱 放气旋 稳压腔 连通管 光电管 有油 无油 至发动 电磁三通阀 待测 ①测量 A点有油时,光线折射,射不到光电三极管上,计时器不工作。 油面下降到A点以下时,光线直射到A点的光电三极管上,光电三极管向 电子计时器发出信号,开始计时。此时,B点有油,光线射不到B点的光电三极 管上。 油面下降到B点以下时,光线直射到B点的光电三极管,光电三极管向电子 计时器发出信号,停止计时,显示数字 得:消耗100[ml]油所需时间t[s] (二)四活塞流量计 四活塞流量计由四活塞传感器和指示器组成,传感器安装在汽油机的汽油 泵和化油器之间,柴油机的燃油滤清器与输油泵之间,用来测量汽油或柴油的 流量;也可安装于液化石油气(LPG)的气瓶与减压阀之间,用来测量加压液化 的液体流量。四活塞流量计使用方便、可靠,测试精度可达±05%,目前发动机 台架和整车实验中的汽油、柴油耗油量测量大多采用这种仪器。 四活塞传感器由壳体和安装于壳体内的四个对置活塞组成,壳体内还有进油 室,并开有输油道和岀油孔,活塞上开有环形油槽,如图6.14所示。位于中央 81一
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 81 ― （5） 计数器 — 由计数单元、寄存器、译码器和光电管组成, 对脉冲数字计数 并稳定显示出来。 （6） 主控 — 用以控制主门的开放时间。 （7） 延时复零 — 延迟显示时间，以便读数。产生复零脉冲信号, 以便重新计 数。 二 油耗 （一）容积式油耗计 A 点有油时, 光线折射, 射不到光电三极管上, 计时器不工作。 油面下降到 A 点以下时, 光线直射到 A 点的光电三极管上, 光电三极管向 电子计时器发出信号，开始计时。此时, B 点有油, 光线射不到 B 点的光电三极 管上。 油面下降到B点以下时, 光线直射到B点的光电三极管, 光电三极管向电子 计时器发出信号，停止计时, 显示数字。 得：消耗 100 [ ml ] 油所需时间 t [ s ]。 （二）四活塞流量计 四活塞流量计由四活塞传感器和指示器组成，传感器安装在汽油机的汽油 泵和化油器之间，柴油机的燃油滤清器与输油泵之间，用来测量汽油或柴油的 流量；也可安装于液化石油气（LPG）的气瓶与减压阀之间，用来测量加压液化 的液体流量。四活塞流量计使用方便、可靠，测试精度可达0.5%，目前发动机 台架和整车实验中的汽油、柴油耗油量测量大多采用这种仪器。 四活塞传感器由壳体和安装于壳体内的四个对置活塞组成，壳体内还有进油 室，并开有输油道和出油孔，活塞上开有环形油槽，如图 6.1.4 所示。位于中央
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 的曲柄由于进油室油压的推动作用按顺时针方向旋转,在图(a)位置,活塞A、 C向上运动,活塞B、D向右运动。此时,输油道DC、AB开启,输油道AD BC却因活塞A、C的侧面的阻挡而关闭。由于活塞C向上运动,燃油经进油室 活塞D的底部和输油道DC被吸入活塞C的顶部;与此同时,活塞A向上运动, 将燃油从活塞A的顶部经输油道AB、活塞B上的环形油槽排入活塞B侧出油 孔。同样,在图(b)位置,输油道AD、BC开启,输油道DC、AB却因活塞D B侧面的阻挡而关闭。活塞D从进油室经活塞A的底部、输油道AD将燃油吸 入活塞D的顶部;活塞B顶部的燃油则通过输油道BC和活塞C上的环形油槽 排入活塞C侧出油孔。依此类推,在图(c)位置,活塞A进油,活塞C排油: 在图(d)位置,则是活塞B进油,活塞D排油。曲柄每转一圈,每个活塞进 排油一次,周而复始,排油量等于四个缸的容积。 测量曲柄的转速,就可算岀管路中的燃油流量,即燃油的消耗量 (b) B 1-壳体2-活塞3-进油室4-输油道5-出油孔 三测功器读数P 以搅棒式水力测功器为例。 (一)测功器的作用
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 82 ― 的曲柄由于进油室油压的推动作用按顺时针方向旋转，在图（a）位置，活塞 A、 C 向上运动，活塞 B、D 向右运动。此时，输油道 DC、AB 开启，输油道 AD、 BC 却因活塞 A、C 的侧面的阻挡而关闭。由于活塞 C 向上运动，燃油经进油室、 活塞 D 的底部和输油道 DC 被吸入活塞 C 的顶部；与此同时，活塞 A 向上运动， 将燃油从活塞 A 的顶部经输油道 AB、活塞 B 上的环形油槽排入活塞 B 侧出油 孔。同样，在图（b）位置，输油道 AD、BC 开启，输油道 DC、AB 却因活塞 D、 B 侧面的阻挡而关闭。活塞 D 从进油室经活塞 A 的底部、输油道 AD 将燃油吸 入活塞 D 的顶部；活塞 B 顶部的燃油则通过输油道 BC 和活塞 C 上的环形油槽 排入活塞 C 侧出油孔。依此类推，在图（c）位置，活塞 A 进油，活塞 C 排油； 在图（d）位置，则是活塞 B 进油，活塞 D 排油。曲柄每转一圈，每个活塞进、 排油一次，周而复始，排油量等于四个缸的容积。 测量曲柄的转速，就可算出管路中的燃油流量，即燃油的消耗量。 1-壳体 2-活塞 3-进油室 4-输油道 5-出油孔 三 测功器读数 P 以搅棒式水力测功器为例。 （一） 测功器的作用
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 吸收内燃机功率。 2测力P 内燃机带动测功机 转子旋转,将水搅向外围,水与搅棒的摩擦力带动定子转动 水环越厚,摩擦阻力越大,相当于外界阻力矩越大。 少进水阀水环 定子 转子 内燃机 门n 出水阀 7 L=0.7162[M (二)测功器的调整 1开大进水阀→丶测功机吸收功率加大→外界阻力矩增大。 2关小出水阀→>水环厚度增加→外界阻力矩增大。 调节出水阀一粗调 调节进水阀一细调 测得n、油耗及P后,根据公式计算出M2,N,8e,G1 要在黑板上随时作出监督曲线,并将各点用光滑曲线连接起来。若有离曲线 太远的点,即野点,则需再作一次该点,以便更正。 最后,画出特性曲线,整理试验报告。 §7-3测取方法 速度特性 节气门或油门开度固定不动,内燃机运转,油温、水温达正常值。调整测 功器负荷,使转速达到预定值,测量计算Gr、8a、Ne和Me,在特性曲线图上 标出该点。再调节测功器负荷,使转速达到第二个预定值,再测量计算Gr、8e、 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。 二负荷特性 内燃机运转,油温、水温达正常值。节气门或油门开度固定到第一个预定 值,调整测功器负荷,使转速达到预定值。测量计算Gr、8和Ne,在特性曲
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 83 ― 1 吸收内燃机功率。 2 测力 P 内燃机带动测功机 转子旋转, 将水搅向外围, 水与搅棒的摩擦力带动定子转动。 水环越厚, 摩擦阻力越大, 相当于外界阻力矩越大。 （二） 测功器的调整 1 开大进水阀 → 测功机吸收功率加大 → 外界阻力矩增大。 2 关小出水阀 → 水环厚度增加 → 外界阻力矩增大。 调节出水阀 — 粗调 调节进水阀 — 细调 测得 n、油耗及 P 后, 根据公式计算出 Me , Ne , ge , GT 。 要在黑板上随时作出监督曲线, 并将各点用光滑曲线连接起来。若有离曲线 太远的点, 即野点，则需再作一次该点, 以便更正。 最后, 画出特性曲线, 整理试验报告。 §7-3 测取方法 一 速度特性 节气门或油门开度固定不动，内燃机运转，油温、水温达正常值。调整测 功器负荷, 使转速达到预定值, 测量计算 GT 、ge、Ne 和 Me，在特性曲线图上 标出该点。再调节测功器负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算 GT 、ge、 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。 二 负荷特性 内燃机运转，油温、水温达正常值。节气门或油门开度固定到第一个预定 值，调整测功器负荷, 使转速达到预定值。测量计算 GT 、ge 和 Ne，在特性曲
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 线图上标出该点。再调节节气门或油门开度到第二个预定值,同时调节测功器 负荷,使转速维持不变。再测量计算Gr、g2和Ne,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
《内燃机原理》 长安大学汽车学院曹建明 ― 84 ― 线图上标出该点。再调节节气门或油门开度到第二个预定值，同时调节测功器 负荷，使转速维持不变。再测量计算 GT 、ge 和 Ne，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