《内燃机学》实验指导书江苏大学汽车与交通工程学院2015年6月实验一机械效率测量机械效率测量——倒拖法一、实验目的要求：1. 掌握应用电力测功器倒拖法来测量内燃机机械损失功率；2. 了解实验的全过程，掌握基本操作方法；3. 测取内燃机机械损失功率，计算机械效率。

二、实验仪器设备：MS2821-4电力测功器295柴油机数字耗油仪数字转速表三、实验步骤：1、按操作规程先起动电力测功器，使测功器作电动机运行，与此同时，置柴油机油门于起动位置，并压下减压手柄，待到达起动转速时松开减压手柄，柴油机即被起动，起动后测功器便作发电机运行，调节柴油机油门和测功器负荷，使柴油机在标定工况下运转，待热状态稳定后，即停止供油，这时柴油机被测功器拖动运转，待喷油器内剩余燃油消耗完后，立即操纵测功器电位调整器手轮，使柴油机转速为第一个预定值，由组长发出指令，记录测功器读数、转速、机油温度等数据，第一点数据测量完毕后，再次调整电位器手轮，使柴油机转速为第二个预定值，再次测量记录第二点数据，依次进行，隔200r/min为一个调节点，从标定转速开始，直至最低稳定转速为止。

整个测量过程必须在3~5min内完成。

2、测量完毕，按操作规程停转测功器，柴油机亦随测功器的停转而停转，切断电、水、油，擦净仪器设备，整理实验场地。

四、实验报告：1. 将测量记录及计算结果填入表格。

2. 在方格纸上绘制柴油机机械损失功率P m随转速n变化的曲线。

机械效率测量——灭缸法一、实验目的要求：1. 掌握应用灭缸法来测取多缸内燃机机械损失功率；2. 了解实验的全过程；3. 测取机械损失功率，计算机械效率。

二、实验仪器设备：MS2821-4电力测功器295柴油机数字油耗仪数字转速表三、实验步骤：1. 按操作规程起动电力测功器，使测功器作电动机运行，与此同时，置柴油机油门于起动位置，并压下减压手柄，待到达起动转速时松开减压手柄，柴油机即被起动，起动后测功器便转为发电机运行，调节柴油机油门和测功器负荷，使柴油机在标定工况下运转，待热状态稳定后，准备进行测量，由组长以出指令，记录转速和测功器读数，计算有效功率P e。

记录完毕后，停止第一缸供油，使第一缸停止工作，这时减小测功器负荷，使柴油机转速恢复至原来转速，再记录测功器读数，计算有效功率P e（1），这时，第一缸的指示功率P i(1)= P e- P e（1）,测量完毕，恢复第一缸供油，停止第二缸供油，调节测功器负荷，使转速恢复至原来转速，再记录测功器读数，计算有效功率P e（2），这时第二缸的指示功率P i(2)= P e- P e（2）。

该工况的机械损失功率P m= P i(1)+ P i（2）- P e= P e-(P e(1)+ P e（2）),机械效率ηm = P e /(P e + P m)2. 用同样的方法，可以测出其它工况的P m和ηm。

3. 测量完毕，停止供油，逐渐降低转速，使柴油机空转数分钟后停机。

切断水、电、油，擦净仪器设备，整理实验场地。

四、实验报告：2. 计算有效功率P e, 指示功率P i, 机械损失功率P m, 机械效率ηm。

机械效率测量——油耗线法一、实验目的要求：1. 掌握用油耗线法来测量内燃机机械损失功率，并了解实验全过程；2.测出机械损失功率，计算机械效率。

二、实验仪器设备：MS2821-4电力测功器295柴油机数字油耗仪数字转速表三、实验步骤：1. 按操作规程起动电力测功器，然后再起动柴油机，调节柴油机油门和测功器负荷，使柴油机在标定工况下运转，待热状态稳定后，准备进行测量。

2. 调节电位调整器手轮及油门大小，使柴油机在标定转速下空载运转，由组长发出指令，记录转速、测功器实测值、燃油消耗量和燃油消耗经历时间。

第一点测量完毕，再调节手轮增加负荷并加大油门使其保持原来转速并在第二个预定工况下运转，再次测量记录第二点数据。

依次进行，测功器负荷可由小到大，直到柴油机油门处于最大位置时止。

3. 测量完毕后，按操作规程停转测功器和柴油机，切断水、电、油，擦净仪器设备，整理实验场地。

四．实验报告：1. 将测量记录及计算结果填入表格。

2. 在方格纸上绘制每小时耗油量B(kg/h)随平均有效压力P me(kpa)或有效功率P e(kw)变化的曲线，并在图上用油耗延长线作出平均机械损失压力Pmm(kpa)或机械损失功率P m值，计算机械效率ηm。

思考题：1.内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优点、缺点及适用场合。

2.机械效率的定义是什么？实验二示功图测量一、实验目的要求：1.使用微机采集系统测量平均指标压力，最高燃烧压力，压力升高率，指示功率等基本操作方法；2.对示功图测量的全过程和方法要能有所了解；3.能从示功图上测取内燃机工作过程各特征点的参数值，对整个工作过程或各个不同阶段进展的完善程度作出正确的判断。

二、实验仪器设备：30kw电力测功器170F柴油机WDF-3稳零电荷放大器微机采集系统数字转速表数字油耗仪为获得反映内燃机气缸内部工作过程的示功图，在内燃机气缸盖上安装了一个石英晶体压力传感器，供实验时输出气缸内瞬态压力信号，经稳零电荷放大器放大，对应活塞上止点位置，在动力输出端装有一个磁条，从磁电传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为采集压力的起止信号，以实现压力和曲柄转角信号的同步测量。

该两路信号分别送入A/D板转换为数值，再送到计算机，经处理便得到有关数据和示功图。

如图所示图1 测量系统示意图三、实验步骤：1.标定：事先进行测量系统的归一化标定，求出标定系数v/Mpa。

2.输入冲程、连杆长度、标定系数。

3.用拖动法测定上止点位置，经热力损失角修正后，得出比较精确的上止点位置。

4.确定测量循环次数。

5.起动发动机，逐渐调整到测试工况，在热状态稳定后，进行测量。

6.用微机数据采集系统进行测量，同时记录测功器读数，发动机转速，计算有效功率P e和平均有效压力P me。

7.测量完毕，停转发动机，切断水、电、油，整理实验场地。

四、实验报告：1.简述示功图测量的实验设计原理；2.根据示功图，测量并计算平均指示压力、指示功率；3.根据测功器测出的有效功率，求出测量工况的机械效率；4.实验小结。

思考题：1.怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？2.试由所测示功图分析该机工作过程组织是否合理？实验三 油泵特性测量（一）喷油泵速度特性 一、实验目的要求：1. 掌握喷油泵速度特性的实验方法；2. 测取在喷油泵齿条位置不变时，每循环供油量或一定循环数供油量随泵轴转速变化的曲线；3. 了解喷油泵试验台和喷油器试验器的基本操作方法。

二、实验仪器设备：FM110HE 喷油泵试验台 喷油器试验器 喷油泵 三、实验步骤：1. 在喷油器试验器上调整喷油器的开启压力为规定值。

并观察在不同喷油压力下的喷雾情况。

2. 调整喷油泵在标定工况时的供油量为标定油量，检查并调整各缸供油不均匀度不大于3%。

3. 测定喷油泵齿条固定在标定工况位置h 标、中间h 2、较小h 3三个位置的速度特性：⑴ 置喷油泵齿条在标定工况行程位置h标，调节喷油泵转速为200r/min,测量并记录200次循环供油量，依次调节喷油泵转速分别为400、600、800直至喷油泵标定转速。

重复上述测量，每个转速测量2次，取其平均值，绘制特性曲线的油量值亦取其各缸的平均值。

⑵ 依次置喷油泵齿条在中间行程位置 （h 2=mm h 2标 ）和较小行程位置(h 3=mm h 3标)，重复上述过程。

4. 测量完毕，停转喷油泵试验台，切断电、油，整理实验场地。

四、 实验报告：1. 整理实验数据，计算每个循环供油量和各缸供油不均匀度V b =3mm NV /循环式中：V —在N 个循环中的供油量（mm 3） δ=（V 1-V 2）/V m ，V m =（V 1 + V 2）/ 2式中：V 1，V 2——分别为各缸供油量中最大一缸和最小一缸的油量。

2. 绘制喷油泵速度特性曲线。

3. 试述喷油泵速度特性曲线变化历程及其对柴油机特性的影响。

（二）喷油泵调速器总成供油特性 一、实验目的要求：1. 掌握喷油泵调速器总成供油特性的实验方法；2. 测取喷油泵调速手柄在标定工况位置和怠速位置时，每循环或一定循环数供油量随泵轴转速的特性曲线。

二、实验仪器设备：12PSD75B 型喷油泵试验台 喷油泵调速器总成 三实验步骤：1. 起动喷油泵试验台，检查并调整标定供油量和各缸供油量不均匀度（不均匀度不大于3%）。

2. 检查并记录各缸间开始供油的夹角是否一致，以及调速器起作用时的转速、停止供油时的转速，并检查停止供油手柄能否停止供油。

3. 将喷油泵调速手柄固定在标定工况位置，调节喷油泵转速为起动转速100~150r/mim ，测定其200次循环供油量，依次调节喷油泵转速，其转速间隔100r/min ，直至停止供油转速，测量并记录各点供油量。

测量点应包括标定工况转速，起动转速、起动加浓停止转速、调速器起作用转速，停止供油转速。

4.将喷油泵调速手柄固定在怠速位置，检查并记录怠速时的供油量及供油不均匀度（不均匀度不大于30%）。

调速喷油泵转速，各测点的转速间隔可取20 r/min，测量其各点的供油量。

5. 停止喷油泵试验台，切断电、油，整理实验场地。

四、实验报告：1.整理实验数据，计算标定工况和怠速工况时各缸供油不均匀度。

2.绘制喷油泵调速器总成供油特性曲线，指出起动加浓装置停止作用转速、调速器起作用转速、停止供油转速。

3.试述喷油泵调速器总成供油特性曲线的变化历程，分析其对柴油机特性的影响。

思考题：1.喷油泵速度特性校正方法有哪几种？简述各种校正方法的原理。

2.分析两极式和全程式机械调速器工作特性不同的原因。

实验四发动机特性测量（一）柴油机负荷特性及其万有特性一、实验目的要求：1. 掌握柴油机负荷特性的实验方法；2. 测取柴油机燃油消耗率、每小时耗油量、排温在转速不变时随柴油机负荷变化的规律；3. 了解该机在各种转速和各种负荷下工作的经济性。

二、实验仪器设备：A VL AFA335电力测功器480Q柴油机数字式转速表、油耗测量仪、热电偶等三、实验步骤：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。

1. 按操作规程起动电力测功器，再起动柴油机，调节测功器负荷和柴油机油门，使柴油机暖机，待热状态稳定时，准备进行测量。

2. 调节测功器负荷和柴油机油门，使柴油机在预定的转速和负荷下运行，待运转稳定后，由组长发出指令，测量耗油量和耗油经历时间、测功器读数和排气温度等数据，测量完毕，再调节测功器负荷和油门大小，增加负荷至第二点预定值，同时保持柴油机转速不变，待稳定后再测取第二点数据，依次进行，直至油门手柄到达最大为止，每条曲线的测点在8个以上。