柴油机特性实验

柴油机特性实验

一、实验内容与要求

柴油机特性是指柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机特性。这种变化规律曲线形式称为柴油机特性曲线。

柴油机的最基本特性有速度特性、负荷特性和螺旋桨推进特性。其中，后两者为船用柴油机所用：即发电柴油机（n=常数）工况和船舶主机（螺旋桨）工况（P=cn3）。实验内容

⒈柴油机负荷特性测定及负荷特性曲线绘制。

⒉柴油机推进特性测定及推进特性曲线绘制。

实验要求：

⒈掌握柴油机负荷特性与推进特性的测定方法。

⒉了解柴油机按负荷特性和推进特性工作时各参数间的变化规律。

二、实验目的、意义

柴油机的特性实验是柴油机的基本实验。此种特性测定不但为设计制造部

门所重视（柴油机的工作特性指标是否达到原设计指标），也为使用部门所关

注（运行管理中的依据）。尤其是船用柴油机的运转环境，运转工况变化很大，

如何在复杂的运转环境中正确管理柴油机，必须详细了解柴油机在不同运转工

况下的工作特性。通过本实验可使学生了解柴油机负荷特性与推进特性的测定

方法；了解柴油机按发电机工况和螺旋桨工况工作时各参数间的变化规律，从

而为正确管理船用柴油机做好必要的理论准备。

三、实验仪器、设备及测量精度

1.试验用主要仪器、设备如下:

4135Ca型船用柴油机（标定转速1500r/min、持续功率53kW）

GWD－100型电涡流测功机

FC2210Z型智能油耗仪

FC2000型发动机自动测控系统

2. 仪器测量精度

（1） FC2000发动机自动测控系统

转速测量精度: ±1r/min

扭矩测量精度: ±0.4%F.S

扭矩控制精度: ±0.5%F.S

低温测量精度: ±0.5%F.S

高温测量精度: ±0.5%F.S

（2） FC2210Z智能油耗仪

测量精度: 0.4%F.S

四、实验步骤:

⒈负荷特性试验

试验方法：

启动4135Ca柴油机，逐步将转速升高至标定转速1500 r/min并使之稳定运转，然后由小逐渐增大柴油机负荷，在各负荷下分别测取柴油机主要性能指标和工作参数并绘制成曲线。

试验步骤：

①首先将发动机测控系统模式设定为“M/n”方式，将柴油机转速设定为1500

r/min，转矩设定为25%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

②保持柴油机转速不变，转矩设定为50%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行

3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

③保持柴油机转速不变，转矩设定为75%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行

3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

④保持柴油机转速不变，转矩设定为100%负荷点数值，使柴油机在该状态下运行

3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

⒉推进特性试验

试验方法：

按照P=cn3，预先计算出柴油机在75％、50％、30％持续功率下所对应的转速值，然后再计算出所对应的扭矩值。根据这些数据将柴油机调节在推进特性各对应的转速和扭矩值下运行，测取柴油机主要性能指标和工作参数并绘制成曲线。

试验步骤：

①将柴油机转速设定为1500 r/min，扭矩设定为100%负荷点数值，将发动机测控系统模式设定为“M/n2”方式，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

②将柴油机转速设定为75%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

③将柴油机转速设定为50%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

④将柴油机转速设定为30%持续功率下所对应的转速值和扭矩值，使柴油机在该状态下运行3～5分钟，待热稳定后，连续重复记录三次。

五、测量结果整理与分析

⒈将负荷特性测定结果记录在表中。

⒉将推进特性测定结果记录在表中。

六、实验报告

⒈按表中记录的数据，绘制出负荷特性和推进特性曲线。

⒉初步分析柴油机按负荷特性、推进特性工作时参数变化规律有何特点。

⒊按照P=cn3，计算出柴油机转速分别在1400 r/min、1300 r/min时所对应的扭矩值。