发动机速度特性曲线测试与分析(指导书)

4
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 ]。
转速转矩 励磁电流
测功机 台架基础 发动机
控制柜
ຫໍສະໝຸດ Baidu
A/D
执行器 传感器
PC RS485
调理箱
图 2.2
测试台架系统简图
测功机控制电路基本原理是将测功机的转速实际值与可调的设定值进行比较，比较后 的差值经过 PID 放大器放大，用于调节涡流制动器的励磁电流，从而改变发动机的转速，使 其等于设定值。
1
n 设定值
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书） 一、实验目的
1、了解发动机测试台架及其装置的构造和工作原理，并掌握其使用方法 2、了解发动机速度特性曲线的意义 3、掌握发动机速度特性的测定方法 4、掌握试验数据处理与速度特性曲线拟合的方法
二、实验原理及方法
1、发动机速度特性曲线的概念 内燃机的速度特性，是指内燃机在油量调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门)保持不 变的情况下，主要性能指标(转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等)随内燃机转速的变化关 系。 当油量调节机构固定在标定位置时，测得的特性为全负荷速度特性(简称外特性)；油量 低于标定位置时， 测得的特性称为部分特性。 由于外特性反映了内燃机所能达到的最高动力 性能，确定了最大功率、最大转矩以及对应的转速，因此在速度特性中最为重要。内燃机在 出厂时必须提供此特性。 2、发动机测试台架的工作原理和系统框图 发动机测试台架是发动机性能试验的一种主要设备。发动机测试台架需要完成动力性、 经济性相关特性的测试； 也需要为被测发动机提供一个标准的测试条件。 台架由各种传感器 和测试仪器组成。
P
I D
n
放大整形
F/V
比较器
放
大
励磁 线圈
可控整 流桥
移相触 发器
图 2.6 测功机控制方案
3、发动机速度特性测试方法 在发动机试验台架上，运行发动机，使发动机油温、水温和油压等参数达正常值。保持 节气门或油门开度固定不变，调整测功机负荷, 使转速达到预定值, 测量计算
GT 、 g e 、
Ne 和 Me，在特性曲线图上标出该点。再调节测功机负荷，使转速达到第二个预定值, 再测 量计算
GT 、g e 、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。
4、数据处理方法 运用最小二乘法对实验数据进行拟合 （取 5~8 个点） ， 按拟合结果绘制光滑的特性曲线。
三、实验仪器和设备
1、电涡流测功机 电涡流测功机的主机是一台电涡流制动器, 主要由转子部分,摆动部分和固定部分组成, 如 图。 转子盘由导磁材料制造,其外园带有圆柱 齿轮的齿与槽，转子盘用于产生涡流,测速齿盘 用于使转速传感器产生转速脉冲信号。 摆动部分主要由涡流环,励磁线圈,测力臂 等组成。励磁线圈中通以励磁电流,产生磁场, 当转子盘转动时在涡流环上产生出涡流。 电磁作 用同时使摆动部分偏转,通过测力臂架作用到扭 矩传感器上,使其产生与转矩成正比的电压信 1．转子盘 2.励磁线圈 3. 号。 涡流环 固定部分支持着摆动部分和转子部分,并完成水路,油路系统和电路系统的连接。 2、转速测量 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
3
四、实验步骤及内容
1、检查发动机变速器档位与联轴器情况 2、启动发动机，以怠速运转到发动机油温、水温和油压等参数达正常值 3、调整测功机控制柜上发动机转速调节旋钮，至第一个测试转速点 4、按下测功机控制柜上励磁电流加载按钮 5、调整油门执行器开度调节旋钮，至节气门开度为 100% 6、待发动机运行稳定后，记录此时的发动机转速，转矩，油耗率等参数 7、改变测功机控制柜上发动机转速调节旋钮，至下一个测试转速点 8、待发动机运行稳定后，记录此时的发动机相关参数 9、重复上述操作，发动机的测试点不得少于 6 个 10、测试完毕，调整油门执行器开度调节旋钮，至节气门开度为 0 11、断开测功机控制柜上励磁电流加载按钮 12、发动机怠速运行 10Min 后，关闭发动机。

n 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 60 n 60
[ 1/s ]
3、转矩测量 由于测功机转子与定子之间存在着磁场相互作用，固定于定子上的杠杆，受到转子力 矩作用，迫使杠杆拉动拉压力传感器。拉压力传感器对定子的反力矩作用，使定子处于平衡 状态。由拉压力传感器的数值乘以杠杆力臂，即可得到转矩。 4、油耗测量 容积式油耗计
2
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 f0