实验四柴油机负荷特性ppt课件.ppt

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1、实验四、柴油机负荷特性1一、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。2二、实验仪器设备：MS171330kW电力测功器EST-2002型内燃机测控系统170F柴油机3第—类工况，其特点是内燃机的功率变化时，转速几乎保持不变。该工况又被称为固定式内燃机工况。例如，发电用内燃机，其负荷呈阶跃式突变，并没有一定的规律、然而内燃机的转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上就是—条垂直线(曲线1)，称为线工况。

2、灌溉用内燃机，除了起动和过渡工况外，在运行过程中负荷与转速均保持不变，称为点工况(A点)。内燃机的工况分类4第二类工况，其特点是内燃机的功率与转速接近于幂函数关系，如图中的曲线2示的三次幂函数()。当内燃机作为船用主机驱动螺旋桨时，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。该类工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，也属于线工况。5第三类工况，其特点是功率与转速都在很大范围内变化，它们之间没有特定的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都居于这种工况。此时，内

3、燃机的转速决定于行驶速度、可以从最低稳定转速一直变到最高转速；负荷取决于行驶阻力，在同一转速下，可以从零变到全负荷。内燃机可能的工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区域，相应的上况区域称为面工况。6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)等，就必须研究内燃机的特性。7柴油机的负荷特性定义测试方法作用曲线及说明8负荷特性的定义负荷特性是指当转速不变时，内燃机的性能指标随负荷而变化的关系，用曲线的

4、形式表示出来，就称为负荷特性曲线。驱动发电机、压缩机、风机、水泵等动力装置的内燃机，就是按负荷特性运行的。9负荷特性的测试方法负荷特性曲线是在发动机试验台架上测取的。试验时，调整测功器负荷的大小，并相应调整油量调节机构位置，以保持发动机的转速不变，待工况稳定后，依次记录不同负荷下的有关数据，并整理得到性能曲线。10负荷特性的作用负荷特性可以直观地显示发动机在不同负荷下运转的经济性以及排温等参数，在内燃机的调试过程中,经常用来作为性能比较的依据。由于每一条负荷特性仅对应内燃机的一种转速，为了满足实际应用的要求，需要侧出不同转速下的多个负荷特性曲线。同时，根

5、据这些特性曲线，可以得到发动机的另外一个重要的特性——万有特性。11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。负荷特性曲线12柴油机的负荷特性走势分析当负荷为零(空载)时，因无动力输出，平均有效压力pme为零，故机械效率ηm为零，意味着内燃机所发出的功率完全用于自身消耗，这

6、样从式(8—2)可知燃油消耗率be为无穷大。当负荷逐渐增大时，由于平均机械损失压力pmm在转速不变时变化不大，而平均有效压力pme则随负荷提高而增大，因此机械效率随负荷的增大而上升得较快。因此，燃油消耗率be，曲线在负荷增加时下降得很快。并且，到达某一负荷时，be达到最低值。13随着负荷的进一步增加，过量空气系数Φa变得更小，混合气形成与燃烧开始恶化，指示热效率ηit开始明显下降，其下降速度逐渐超过机械效率上升的速度，燃油消耗率开始上升。如果继续增加负荷，则空气相对不足，燃料无法完全燃烧，从而使燃油消耗率上升很快，且柴油机大量冒黑烟，导致活塞、燃烧室积碳

7、.，发动机过热，可靠性以及寿命受到影响。如超过该极限再进一步增大负荷，柴油机大量冒黑烟，功率反而下降。14三、实验步骤：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，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，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。15（续）3.改变柴油机

8、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