汽油機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、汽 82 杜磊 2008010783汽油機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告示功圖的制取汽 82 杜磊 20080107832011/4/1同組人員：張放，李尚司，朱俊兒，陳景宜，蘇明潞汽油發(fā)動機(jī)示功圖制取汽 82 杜磊 2008010783一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆掌桶l(fā)動機(jī)缸內(nèi)壓力測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理和測試方法；掌握純壓縮線測量、上止點(diǎn)確定的方法及發(fā)動機(jī)燃燒過程p-V、p-9圖的制取;基本掌握汽油發(fā)動機(jī)燃燒過程及燃燒特性的分析方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)1.試驗(yàn)用的儀器設(shè)備表2.1實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備序號儀器設(shè)備名稱型號生產(chǎn)廠家備注1發(fā)動機(jī)JM491Q-ME綿陽新晨動力機(jī)械有限公司/ 綿陽新華內(nèi)燃機(jī)股份有限公司2測功機(jī)GW160湘儀

2、動力測試儀器有限公司最高轉(zhuǎn)速7000r/min最大扭矩600Nm最大功率160Kw3缸壓傳感器ZF43AVL壓力范圍0-150bar4轉(zhuǎn)速傳感器60-2=58 齒5燃燒分析儀IND1ODULAVL6電荷放大器5011Kistler2,試驗(yàn)用的汽油機(jī)的參數(shù)表2.2汽油機(jī)參數(shù)發(fā)動機(jī)形式J直列四缸.四沖程.水冷.側(cè)置凸輪軸自然吸氣發(fā)動機(jī)型號EQH180-30缸徑X行程/mm91 X86總排量/L2.237壓縮比8.8額定功率(kW)/轉(zhuǎn)速(r/min)76/4200-4600最大扭矩（N m）/轉(zhuǎn)速（r/min）193/2200-2800全負(fù)荷最低燃油消耗率 （g/kw.h）W270三、實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)

3、驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機(jī)試驗(yàn)條件，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18297-2001汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法的規(guī)定進(jìn)行 控制。測量儀表精度及測量部位應(yīng)符合GB/T 18297-2001的規(guī)定。如：1）扭矩：誤差不超過所測發(fā)動機(jī)最大扭矩值的土 1%；2）轉(zhuǎn)速：誤差不超過所測值的土 0.5%；3）燃料消耗量：誤差不超過所測值的土 1%；4）氣缸壓縮壓力：在火花塞孔或噴油器孔處測量，除測量的氣缸外，其他各缸的火花 塞或噴油器等均裝好；壓力表精度1.5級。試驗(yàn)方法1）參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18297-2001汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法進(jìn)行；2）測量數(shù)據(jù)時(shí)的發(fā)動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速與選定轉(zhuǎn)速相差不應(yīng)超過1%或10r/min，發(fā)動機(jī)運(yùn)

4、 行狀態(tài)（即轉(zhuǎn)速、扭矩及排氣溫度）穩(wěn)定1min后，方可進(jìn)行測量；3）試驗(yàn)分工：根據(jù)參加的人數(shù)（6人左右）分3小組。第1小組負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)低負(fù)荷的 測試；第2小組負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)中負(fù)荷的測試；第3小組負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)高負(fù)荷的測試。4）對測試缸采用滅缸法確定上止點(diǎn)，測量純壓縮線壓力p-祖圖并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。5）保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不變，恢復(fù)測試缸的供油，測取被測試缸的燃燒壓力p-祖圖并記錄 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算汽油機(jī)燃燒過程中的壓力與曲軸轉(zhuǎn)角和氣缸容積關(guān)系，畫出p-V、p- 祖圖。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.讀取實(shí)驗(yàn)裝置得到的參數(shù)表4. 1汽油機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)工況點(diǎn)火提前角節(jié)氣門開度小負(fù)荷41.55.1%中符合35.29.4%大負(fù)荷24.615

5、.6%壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)過多，就不列出五、數(shù)據(jù)分析求上止點(diǎn)：1）通過老師提供的數(shù)據(jù)獲得氣缸純壓縮線（取2000轉(zhuǎn)，18牛米的壓縮線）；2）在曲線上端做出若干平行于大氣壓力的直線，分別交左右兩邊的線于兩點(diǎn)；3）連接這些交點(diǎn)的中點(diǎn)，擬合出一條直線，與大氣壓力線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是上止點(diǎn)。如圖5.1所示：純壓縮線礁定上止點(diǎn)6 5 4 3 2 100曲軸轉(zhuǎn)角尸204060圖5.1用純壓縮曲線確定上止點(diǎn)由于汽油機(jī)的壓縮線壓力較小，僅選擇了 4條直線與之相交，中點(diǎn)的擬合直線為： y = 3.567x +10.39，與大氣壓力線y = 1相交于點(diǎn)（一2.632,1），所以上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角為-2.632。所以

6、：實(shí)際曲軸轉(zhuǎn)角二指示曲軸轉(zhuǎn)角-2.632。求特征點(diǎn)汽油機(jī)燃燒的特征點(diǎn)有：點(diǎn)火點(diǎn)A，著火點(diǎn)B，明顯燃燒期結(jié)束點(diǎn)C，后燃期結(jié)束點(diǎn)D， 由此可以得到汽油機(jī)的著火落后期和后燃期等重要信息，填入表5.1。各點(diǎn)的確定方法如下：1）點(diǎn)火點(diǎn)A：通過實(shí)驗(yàn)中讀取發(fā)動機(jī)ECU的點(diǎn)火提前角，經(jīng)過上止點(diǎn)修正，可以知道點(diǎn)火點(diǎn)的 曲軸轉(zhuǎn)角；2）著火點(diǎn)B：有兩種方法確定著火點(diǎn)：一種是把純壓縮線和做功線畫在一起，找做功線上汽缸壓 力脫離壓縮線的點(diǎn)，其對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角即為著火點(diǎn)；另一種是做出累計(jì)放熱率曲線， 以5%的累積放熱率對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角作為著火點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角。本實(shí)驗(yàn)采用第一種方 法確定著火點(diǎn)，由于采樣精度不高，所以得到的數(shù)據(jù)誤差

7、較大。3）明顯燃燒期結(jié)束點(diǎn)C：將Pmax點(diǎn)作為明顯燃燒期的終點(diǎn)；4）后燃期結(jié)束點(diǎn)D：做出瞬時(shí)放熱曲線圖，求其與X軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo)，得到后燃期結(jié)束點(diǎn)D的曲軸轉(zhuǎn) 角。表5.1不同負(fù)荷工況實(shí)驗(yàn)記錄表工況點(diǎn)火點(diǎn)八、/、八、A / 著火點(diǎn)B / 著火落 后期七,。明顯燃燒期結(jié)束點(diǎn)C / 明顯燃燒期/后燃期結(jié)束點(diǎn)D / 后燃期/燃燒持續(xù)期/小負(fù)荷-44.132-27.01217.1208.36835.3830.12121.75348.765中負(fù)荷-37.832-13.91824.28916.36830.28637.68721.31935.237大負(fù)荷-27.232-9.96717.26520.36830.3

8、3545.32524.95734.92430n r小負(fù)荷 中負(fù)荷 大負(fù)荷25201-匚1550圖5.2汽油機(jī)示功圖（P V圖）圖5.3進(jìn)排氣沖程放大圖六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論討論確定上止點(diǎn)位置發(fā)動機(jī)的控制條件-滅缸法;滅缸法本質(zhì)上來講也是倒拖法，但是滅缸法是利用多缸發(fā)動機(jī)的其他幾個(gè)缸的動力 作為拖動測試缸的動力。因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法適用于多缸機(jī)。它相對于倒拖法的優(yōu)點(diǎn)是更 加接近于真實(shí)的狀態(tài)，但是也引入了新的問題，比如滅缸后進(jìn)排氣波動會影響缸內(nèi)的壓 力測量，兩個(gè)大數(shù)相減得到小數(shù)，增大了誤差。分析說明利用滅缸試驗(yàn)法作純壓縮線時(shí)，可能存在的誤差及應(yīng)用，并與發(fā)動機(jī)不工作時(shí)通過活塞上、下止點(diǎn)位置確定壓縮線的方法進(jìn)行

9、對比分 析；答：1）滅缸法可能存在的誤差，滅缸法的應(yīng)用：由于滅缸法本質(zhì)上也是倒拖法，所以誤差來源主要有倒拖法和滅缸法的綜合：a）無燃燒，缸內(nèi)壓力低，活塞與缸套之間的間隙加大，潤滑油粘度加大，摩擦損失增 大；b）排氣阻力加大，泵氣損失變化；c）壓縮、膨脹線不重合，增大P ；mmd）滅缸后進(jìn)排氣波動效應(yīng)的影響；e）兩大數(shù)想減得到小數(shù)，誤差加大；滅缸法主要應(yīng)用于多缸機(jī)的純壓縮線的獲取。2）發(fā)動機(jī)不工作，測量活塞上、下止點(diǎn)位置來確定壓縮線的方法：首先，我不是很清楚這個(gè)問題需要求的是“測量活塞上、下止點(diǎn)位置的方法”還是“確 定壓縮線的方法”，回答該問題時(shí)當(dāng)做后者。發(fā)動機(jī)不工作時(shí)測量壓縮線的方法就是倒 拖

10、法。3）缸壓傳感器的響應(yīng)頻率和燃燒分析儀的采樣頻率對測試結(jié)果的影響：缸壓傳感器的響應(yīng)頻率越高，采集的點(diǎn)越密集，與轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系就越好，精度越高。 如果采樣的頻率過低，那么可能壓力與轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系誤差就增大。燃燒分析儀的采樣頻率應(yīng)該高于缸壓傳感器的采樣頻率，以保證燃燒分析儀能夠?qū)Ω讐?傳感器采樣的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3種不同負(fù)荷工況的p-0圖與壓縮線的p-0圖是否重合。若有偏差，是否有規(guī)律，并分析其原因；圖6.3大負(fù)荷壓縮線和做功線圖6.4三種負(fù)荷的壓縮線對比圖6.5三種負(fù)荷的做功線對比通過上面幾張圖可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)：1）負(fù)荷越大的工況缸內(nèi)壓力的最大值與壓縮線的最大值的差越大；2）負(fù)荷越大的工況

11、的最大壓力到來的點(diǎn)越滯后于壓縮線；3）負(fù)荷越大的工況壓縮線的最大壓力越大；對汽油機(jī)燃燒過程（低負(fù)荷、中負(fù)荷、高負(fù)荷）3種不同負(fù)荷工況條件下P-0圖進(jìn)行分別的論述，在圖中標(biāo)明上/下止點(diǎn)、噴油時(shí)刻、燃燒始點(diǎn)、 燃燒期終點(diǎn)位置，并對其滯燃期、最大壓力相位、最大爆發(fā)壓力值以及 燃燒持續(xù)期始點(diǎn)、燃燒持續(xù)期終點(diǎn)、燃燒持續(xù)期進(jìn)行對比分析。答：工況點(diǎn)火點(diǎn)八、/、八、A / 著火點(diǎn)B / 著火落 后期七,。明顯燃燒期結(jié)束點(diǎn)C / 明顯燃燒期/后燃期結(jié)束點(diǎn)D / 后燃期/燃燒持續(xù)期/小負(fù)荷-44.132-27.01217.1208.36835.3830.12121.75348.765中負(fù)荷-37.832-13.91824.28916.36830.28637.68721.31935.237大負(fù)荷-27.232-9.96717.26520.36830.33545.32524.95734