某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究

某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究,渦輪,增壓,柴油發(fā)動機,特性,分析研究 理工科類 本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 論文 (設計 )題目 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 楊國明 作 者 學 號 201322195 指導教師姓名 臧繼嵩 指導教師職稱 實驗 師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據(jù)學?！懂厴I(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》。開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 開題報告 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。 開題報告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一 次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．開題報告中除最后一頁外均由學生填寫，填寫各欄目時可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。 5． 閱讀的主要參考文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 6．參考文獻的書寫應遵循畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報告應與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000 字左右。 第 1 頁 共 4 頁 畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 學生姓名 楊國明 專 業(yè) 車輛工程 班 級 導教師姓名 臧繼嵩 職 稱 實驗 師 工作單位 北華航天工業(yè)學院 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 理論研究 課題名稱 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究 本設計的科學依據(jù) （科學意義和應用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等 ） 發(fā)動機作為動力機械，主要為其他工作機械提供必要的動力。對汽車而言，發(fā)動機作為其心臟，其輸出特性直接影響車輛的行駛特性。因此，了解和掌握發(fā)動機的性能，對有效利用動力源，以及提高整車性能具有重要意義。而發(fā)動機的輸出特性 主要通過其動力性指標、經(jīng)濟性指標以及排放性能指標等隨發(fā)動機使用工況的變化特性來表現(xiàn)出來。 所以研究發(fā)動機特性的主要目的，在于正確評價發(fā)動機的特性，為汽車或其他工作機械正確選用動力源提供依據(jù)。同時，通過對發(fā)動機特性的評價與分析，為進一步改進發(fā)動機的性能使之與整車性能良好匹配提供有效途徑 。而柴油機作為發(fā)動機重要的一大類，也極具有研究意義。 一百多年來，柴油機技術得以全面的發(fā)展，應用領域起來越廣泛。大量研究成果表明，柴油機是目前被產(chǎn)業(yè)化應用的各種動力機械中熱效率最高、能量利用率最好、最節(jié)能的機型。裝備了最 先進技術的柴油機，升功率可達到 30～ 50，扭矩儲備系數(shù)可達到 上，最低燃油耗可達到 198g/定功率油耗可達到 204g/油機被廣泛應用于船舶動力、發(fā)電、灌溉、車輛動力等廣闊的領域，尤其在車用動力方面的優(yōu)勢最為明顯。全球車用動力 "柴油化 "趨勢業(yè)已形成。據(jù)專家預測，在今后 20年，甚至更長的時間內(nèi)柴油機將成為世界車用動力的主流。世界汽車工業(yè)發(fā)達國家政府對柴油機發(fā)展也給予了高度重視，從稅收、燃料供應等方面采取措施促進柴油機的普及與發(fā)展。 第 2 頁 共 4 頁 設計內(nèi)容和預期成果 （具 體設計內(nèi)容和重點解決的技術問題、預期成果和提供的形式） 試驗 內(nèi)容及最終成果： 標： 通過數(shù)據(jù)測量，分析指定發(fā)動機特性。 求： 通過動手操作測功機，測量相關數(shù)據(jù)，進行處理分析。 系統(tǒng)地說明 做這個試驗的相關背景，研究的意義。 發(fā)動機特性曲線、實驗設備相關簡圖，明確試驗流程圖，數(shù)據(jù)處理后結(jié)合用圖表進行分析。 文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。 完整的試驗數(shù)據(jù)，畢業(yè)論文（學術論文標準） 。 擬采取設 計方法和技術支持 （設計方案、技術要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 一、 實驗 方法 要研究發(fā)動機的特性，首先需要了解發(fā)動機的使用工況、發(fā)動機性能指標的測量方法。 查閱資料， 操作測功機，主要測量出輸出轉(zhuǎn)矩 時測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n。然后利用公式 tq*n/9550,求得發(fā)動機的輸出功率并根據(jù)功率和平均有效壓力的關系式，計算平均有效壓力 測功器能吸收發(fā)動機輸出的功，利用這一特點任意改變發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速，由此模擬發(fā)動機的使用工況，得出多組數(shù)據(jù)。 根據(jù)數(shù)據(jù)畫出發(fā)動機特性曲線、實驗設備相關 簡圖、試驗流程圖。 數(shù)據(jù)處理后，圖表結(jié)合進行分析，文字表述說明結(jié)論。 二、 技術要求 通過 對測功機的正確操作對柴油發(fā)動機進行測試，能夠得到各項所需準確數(shù)據(jù)。 三、 可能遇到的問題 若 操作測功機步驟 不 清晰 ，可以請教老師； 若 所畫圖表 有問題，可以請教同學； 第 3 頁 共 4 頁 實現(xiàn)本項目已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎，現(xiàn)有主要儀器設備、設計環(huán)境及協(xié)作條件等） 發(fā)動機測功機一臺、指定 渦輪增壓 柴油發(fā)動機一臺 熟讀《發(fā)動機原理》和《汽車理論》。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位 ) 1 完成開題報 告 5 查閱資料，確定 實驗 方案 7 操作測功機，測量相關數(shù)據(jù) 9 對數(shù)據(jù) 進行處理分析， 畫 出發(fā)動機特性曲線、 實驗設備相關簡圖，試驗流程圖 11 提供材料： 完整的試驗數(shù)據(jù)，畢業(yè)論文 13 細節(jié)工作，準備答辯 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務（職 稱） 姓 名 職 務（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 第 4 頁 共 4 頁 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 7, 1, 012 819?2006 F T. . of in is an to To 5% 10% 0% 5% 0% of is is by co To of on a 4 it is to in of by by in to of by by to is at C O to be at to of NO on 1. In of of to O2 a on to of of to is a of 1]. of on is of In it of to in 35% of is of in it as a to be to of in 2, 3, 4]. up 5% (of is to in in is of of in be by co or to a co be 5, 6]. a of to of An 2is as in be to of is an of a of be in or of 7]. a of in a of of by of in of to in an of in is a in an in CO Ox or on 8]. on a s O, of in to in of O2 in 9,10]on of is to 10 7, 1, 012 819?2006 is 2. N is of in is is in of on On 60% is by At 25of is of 11]. On an of 00 kg of 5 kg of 1 of on in of as as be 3. is in In of is to a to as on of is At ~30oC) 0% 0% In of of in 5in of % in it of be of or is a A is to to an i 44 to O, CO in is 11]. of In of 5% 2as 15+ 10% 0% 105% 0% 15of is in in of of on NO C at 000 is to 11 7, 1, 012 819?2006 83 90 1948 45 kW 500 105 500 1 15+% 100 83 80 65 % 0 15 10 15 % 0 0 10 20 kg/ 840 833 839 841 s, 40°C) MJ/ - ) 48 . of is of It is as At it be 15+15is to of to of in is to on of It is is of of on of at at of in It is of 2 7, 1, 012 819?2006 to 15is to of 15As it is to at in is of of in in of of is of is to of by I, 15CO of as of of be O It is C at as at C is It is in in C is to of O of O in to is to O on in of O of of in to in of 13 7, 1, 012 819?2006 . of of in to on of to be as a) as b) to of to c) O in d) CO C is at e) of f) of to 1] u, 2009. on 88: 2037[2] . . 2003. 003[3] , Y, , , i R. 2005. on a 84: 1543[4] . 2005. 96: 277[5] 2007. of a 86: 1053[6] u 2009. of a on 009[7] i, 2009. of of on of a 43: 2721[8] 2006. in 006[9] 2007. A by of [10] [11] B. 2008. in of A 87: 235514 — 41 — 本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 外 文 翻 譯 原 文 標 題 文 標 題 柴油機燃用含氧的生物燃料共混物的性能評價 作者所在系 別 機械工程系 作者所在專業(yè) 車 輛工程 作者所在班級 者 姓 名 楊國明 作 者 學 號 201322195 指導教師姓名 臧繼嵩 指導教師職稱 實驗師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 共 5 頁 第 1 頁 柴油機燃用含氧的生物燃料共混物的性能評價 摘要 ： 使用氧化生物燃料如生物柴油和乙醇與柴油組合是替代可再生燃料和減少來自使用中的柴油車輛的顆粒物質(zhì)（ 有效措施。為了研究燃料性能，形成包含體積為 15％的乙醇和十六烷改進劑添加劑， 10％的乙醇與 10％的生物柴油和 15％的乙醇與 20％的生物柴油的三個充氧混合燃料設計。研究了乙醇柴油混合物的物理穩(wěn)定性，并通過加入助溶劑如四氫呋喃和生物柴油來防止相分離。為了滿足更嚴格的排放標準，現(xiàn)在柴油發(fā)動機配有后處理裝置。本文描述了上述混合燃料在裝有柴油氧化催化劑的 4 氣缸自然吸氣輕型柴油發(fā)動機上的發(fā)動機和排放特性。發(fā)動機測試結(jié)果表明，在柴油發(fā)動機中使用這些混合物是可行的：由混合物燃料的發(fā)動機的熱效率與由柴油燃料的熱效率相當，燃料消耗的增加小，這是由于乙醇的較低的熱值和生物柴油。由于增加的氧含量，由混合物加燃料的發(fā)動機的煙霧排放量低于由 柴油燃料的排放量。在更高的負載下減少更多。由于乙醇的十六烷值較低，發(fā)現(xiàn) 放在較低負荷下較高。然而， 放取決于負載條件和混合物含量。 關鍵詞 ︰ 柴油發(fā)動機，排放，生物燃料，可再生燃料。 在更高的原油價格和車輛污染的背景下，尋找可再生能源和清潔技術已變得重要。減少二氧化碳排放的協(xié)議對汽車行業(yè)有很大的影響。柴油發(fā)動機提供重要的運輸動力源，由于其優(yōu)異的燃料經(jīng)濟性和更低的溫室氣體排放，其受到額外的關注。然而，柴油發(fā)動機具有由于其非均勻燃燒而排放更多量的顆粒物質(zhì)（ 問題。柴油排放控制是燃燒 改進，燃料配方和后處理裝置的功能 [1]。燃料配方和添加后處理裝置的組合對于控制來自使用中的柴油發(fā)動機的排放是有效的。 通常，已經(jīng)認識到，將氧化共混物組分添加到柴油燃料中將在許多操作條件下導致較低的顆粒排放。由于乙醇（ 35％的氧含量）是廣泛可用的含氧化合物，在汽油共混物中具有長的使用歷史，它也被認為是與柴油燃料的潛在含氧化合物。顆粒物質(zhì)減少似乎與燃料共混物中的氧含量有關 [2,3,4]。在柴油發(fā)動機中使用乙醇是最容易的方法，將高達 15％（ 乙醇與柴油混合。但乙醇在柴油中的溶解度是在其中使用乙醇的困難之一 ?？梢酝ㄟ^加入共溶劑或乳化劑以產(chǎn)生均勻的共混物來提高溶解度。研究人員發(fā)現(xiàn)共溶劑類似四氫呋喃，乳化劑如生物柴油可用于保存柴油乙醇混合物 [5,6]。乙醇具有非常低的十六烷值，其降低了十六烷 乙醇 - 柴油混合物的數(shù)量。因此，需要十六烷改進劑來增加柴油 - 乙醇共混物的燃燒行為。硝酸辛酯（ 2作石油精煉廠中用于柴油燃料的十六烷改進添加劑。同樣可以用于提高乙醇 - 柴油混合物的十六烷值。 生物柴油是通過酯交換方法由廣泛范圍的植物油，動物脂肪和用過的烹飪油制成的脂肪酸的烷基酯。生物柴油可直接用于柴油發(fā)動機， 或與任何比例的礦物柴油混合 [7]。將生物柴油和乙醇混合到常規(guī)柴油燃料中在大范圍的操作溫度下顯著提高乙醇在柴油燃料中的溶解度。生物柴油的高粘度還可補償由乙醇 - 柴油混合物中存在的乙醇引起的降低的粘度。向柴油中添加乙醇和生物柴油提高了共混燃料中的總氧含量。 隨著柴油燃料中乙醇的增加，煙霧和顆粒物質(zhì)減少，總碳氫化合物， 增加可以根據(jù)發(fā)動機類型和操作條件而增加或減少 [8]。安裝在車輛排氣系統(tǒng)上的柴油氧化催化劑將 顆粒物的可溶性有機部分氧化成二氧化碳和水。在發(fā)展中國家的柴油氧化催化劑的開發(fā)中所 取得的進步，其可以在高硫燃料下操作而沒有顯著的 形成和低起燃溫度在發(fā)展中國家提供了具有成本效益，低維護和排放控制的普通柴油燃料（高硫含量） [9 ， 10]?；谶@一背景，本研究的主要目的是比較裝有柴油氧化催化劑的柴油機用含氧生物燃料混合物燃料時的發(fā)動機性能和排放特性。 源 印度是世界上第二大甘蔗生產(chǎn)國，乙醇主要來自甘蔗糖蜜，甘蔗糖蜜是將甘蔗轉(zhuǎn)化為糖的副產(chǎn)品。因此，乙醇在印度的糧食安全方面不會妥協(xié)。關于印度的總甘蔗產(chǎn)量， 60％用于糖廠的糖生產(chǎn)。在目前的條件下， 25甘蔗 被加工用于生產(chǎn)未精制的糖 [11]。平均來說，一噸甘蔗產(chǎn)生 100 共 5 頁 第 2 頁 和 45蜜。這種糖蜜可以在發(fā)酵時產(chǎn)生 11 升乙醇。當在家庭工業(yè)中生產(chǎn)未精制的糖時，產(chǎn)生大量的糖蜜作為副產(chǎn)物，并且大多作為廢物傾倒。這些糖蜜可用于生物乙醇生產(chǎn)。 實驗程序 實驗部分在兩個階段中進行。在第一階段中，測試生物燃料共混物的相穩(wěn)定性。然后將燃料混合物用于運行柴油發(fā)動機，以用作為后處理裝置的柴油氧化催化劑測試其性能和排放特性。 合穩(wěn)定性研究 各種共混物的相穩(wěn)定性顯示在圖 1 中。在溫暖的環(huán)境溫度（ ? 30℃）下，直到無水乙醇含量達 到 10％體積，容易與柴油混合。當乙醇含量超過 10％體積時，共混物開始分離。在該研究中，添加體積為1共溶劑四氫呋喃產(chǎn)生單相，均勻透明液體，其中在柴油中具有 15積的乙醇含量。在柴油乙醇混合物中添加 5％體積的生物柴油還產(chǎn)生單相均勻的液體。由此可以得出結(jié)論，通過使用共溶劑或生物柴油可以滿足柴油燃料的均勻性要求。 試發(fā)動機和燃料 所研究的發(fā)動機是四缸，自然吸氣柴油發(fā)動機，其主要規(guī)格如表 1 所示。將市售的柴油氧化催化劑改裝到發(fā)動機排氣系統(tǒng)。發(fā)動機連接到施加負載的渦流發(fā)電機。使用 i 氣體 444 發(fā)射分析儀測量 濃度，并使用 度計測量煙霧不透明度。用熱電偶測量排氣溫度。 在該試驗中使用常規(guī)柴油燃料和分析級無水乙醇（ 度）?？紤]到資源的可用性，選擇來自印度的海參樹（其植物名稱為 不可食用和未充分利用的植物油用于生物柴油轉(zhuǎn)化[11]。表 2 顯示了柴油，乙醇和生物柴油的重要性質(zhì)。在本研究中，三種生物燃料共混物包含體積為15％乙醇與 2為十六烷值改進劑（表示為 10％乙醇與 10％生物柴油（表示為 15％乙醇形成 20％生物柴油（表示為 柴油 - 乙醇混合物的粘度與柴油相比更小。在混合燃料中增加乙醇和生物柴油百分比還增加了燃料的氧含量并降低了燃料的熱值。在不對發(fā)動機參數(shù)進行任何修改的情況下，當柴油發(fā)動機用含氧柴油混合燃料供給燃料時，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 2000不同負載條件下測量制動比燃料消耗，包括煙不透明度的 廢氣排放，基準柴油燃料。 油消耗和熱效率 圖 2 和圖 3 示出了具有十六烷改進劑，乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合物和純柴油燃料的乙醇 - 柴油混合物的制動比燃料消耗率（ 制動比能耗（ 制動比能量消耗的比較代表制動熱效率。 從圖中可以清楚地看出，隨著負載增加， 小，并且制動器熱效率對于所有燃料增加。 同時，可以看出，用于 合燃料的 高，但是制動比能量消耗與柴油的能量消耗非常相似。 這些行為是合理的，因為含氧共混物具有與柴油燃料相比低的熱值。 能量消耗的改善是由于氧富集導致的更好的燃燒。 氣溫度 圖 4 顯示了用于各種負載的純柴油燃料，乙醇 - 柴油混合燃料和 乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合燃料的排氣溫度。 觀察到對于所有生物燃料共混物，溫度比純柴油操作的溫度略低。 這是因為與柴油燃料相比，乙醇混合物的蒸發(fā)潛熱更高。 這將在低負載操作條件下對柴油氧化催化劑的轉(zhuǎn)化效率具有一些影響。 放特性 圖 5 示出了在排氣系統(tǒng)中具有柴油氧化催化劑的發(fā)動機的各種負載下的煙排放。 可以看出，煙霧排放隨著負載的增加而增加。 與柴油燃料相比，含氧混合燃料的煙霧排放顯著降低， 合燃料的減少更高。 還原是由于 氧含量增加至 由于重要的是控制來自柴油 發(fā)動機的較高負載下的煙排放，氧化生物燃料混合物在這方面是有效的。 這是因為在乙醇和生物柴油中即使在局部富燃燒區(qū)域中燃料結(jié)合氧的可用性。 添加后處理裝置的柴油氧化催化劑也是減少煙霧排放的原因。 這是由于碳煙顆粒被氧化催化劑氧化。圖 6 示出了純柴油， 5 頁 第 3 頁 燃料的一氧化碳（ 放相對于發(fā)動機負荷。 對于混合燃料， 放量與柴油排放量略有增加。 引起燃燒惡化的因素如乙醇蒸發(fā)的高潛熱可能是增加的 放的原因。發(fā)現(xiàn)在較低負載條件下，與基礎柴油燃料相比，乙醇混合燃料的 放增 加，如圖 示。 但在較高的負載條件下， - 生物柴油 - 柴油混合燃料是相同的。 還注意到，混合燃料中乙醇含量的增加增加了 放。 這是由于與柴油相比乙醇的十六烷值較低。 用于各種負載條件的用乙醇 - 柴油混合物和乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合燃料燃料的柴油發(fā)動機的放在圖 8 中給出。 放隨著發(fā)動機負荷的增加而增加，并且當將乙醇添加到柴油燃料中時， 放趨于減少。 放取決于空氣 - 燃料混合物中的峰值燃燒溫度，高溫持續(xù)時間和氧濃度。 這些因素的綜合作用影響用含氧混合 物燃料的柴油發(fā)動機的 放。 將乙醇加入到柴油中有助于同時控制來自柴油發(fā)動機的一氧化氮和煙排放。 5。結(jié)論 研究了將生物乙醇和生物柴油添加到柴油燃料中對四缸輕型柴油發(fā)動機的發(fā)動機性能和排放特性的影響，并與基準柴油燃料進行比較。主要研究結(jié)果如下： a）乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合物具有與柴油相似的粘度和良好的相穩(wěn)定性，比乙醇 - 柴油混合物 ; b）由于乙醇的能量含量較低，且基礎柴油的制動熱效率提高， 有增加 ; c）當柴油發(fā)動機中使用含氧柴油混合物時，煙和 排放同時減少 ; d）與柴油相比，較低負 荷下的 放和 放略有增加 ; e）具有含氧生物燃料的柴油燃料制劑可以減少在用車輛的柴油發(fā)動機的顆粒排放 ;和 f）可再生燃料與柴油燃料的混合有助于實現(xiàn)柴油發(fā)動機的低碳排放。 參考文獻 [1]王建新，吳藤，肖建華， 氧化混合物設計及其對減少柴油顆粒物排放的影響。汽油。 88： 2037 [2] . . 2003. 003 [3] ， Y， ， ， 和 . - 乙醇 - 柴油燃料混合物的排放特性。汽油。 84： 1543 [4] . 醇 - 柴油燃料混合物 - 綜述。生物資源技術。 96： 277 [5] 油 - 生物柴油 - 乙醇混合物的溶解度，其燃料性質(zhì)，及其來自柴油發(fā)動機的排放特性。汽油。 86： 1053 [6] u 和 缸直噴柴油發(fā)動機的生物柴油排放產(chǎn)品對顆粒過濾器性能的影響。 009 [7] i， - 柴油和乙醇 - 柴油對直噴式柴油機的氣體排放的影響的比較。 大氣環(huán)境。 43： 2721 [8] 006 [9] 2007。 柴油動力車的排放控制技術。 排放控制協(xié)會（ 造商的報告。 共 5 頁 第 4 頁 [10] 。 [11] B. 生物柴油的開發(fā)和表征的進展：評論。 汽油。 87：2355 共 5 頁 第 5 頁 原文： 原文要求為 四，行間距為最小值 20 磅， 段前、段后為 0。 若原文為 式可直接打印附在譯文后。 共 5 頁 第 6 頁 共 5 頁 第 7 頁 指 導 教 師 評 語 外文翻譯成績： 指導教師簽字： 年 月 日 注： 1. 指導教師對譯文進行評閱時應注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻與 畢業(yè)設計（論文）的主題是否高度相關，并作為外文參考文獻列入畢業(yè)設計（論文）的參考文獻；②翻譯的外文文獻字數(shù)是否達到規(guī)定數(shù)量（ 3 000 字以上）；③譯文語言是否準確、通順、具有參考價值。 2. 外文原文應以附件的方式置于譯文之后。 本科生畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述 設計 (論文 )題目 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 車輛工程 作者所在班級 者 姓 名 楊國明 作 者 學 號 201322195 指導教師姓名 臧繼嵩 指導教師職稱 實驗 師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據(jù)學?！懂厴I(yè)設計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設計 (論文 )文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設計 (論文 )答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻綜述 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計 (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述， 閱讀的主要參考文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000 字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 第 1 頁 共 4 頁 渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析 研究 的文獻綜述 摘要： 經(jīng)過多年的研究、大量新技術的應用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破，達到了汽油機的水平?，F(xiàn)代的高性能柴油機由于熱效率比汽油機高、污染物排放比汽油機少 ， 作為汽車動力應用日益廣泛 。 該論文介紹了 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機 的 特性 ，概述了國內(nèi)外 柴油發(fā)動機的 發(fā)展情況，簡要分析其發(fā)展趨勢。 并對 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機 的 特性 進行分析研究。 關鍵字： 柴油發(fā)動機 ； 發(fā) 展； 研究現(xiàn)狀 of of a of of a of to a to is of a of of a 、 研究柴油發(fā)動機的 科學意義及目的 發(fā)動機作為動力機械，主要為其他工作機械提供必要的動力。對汽車而言，發(fā)動機作為其心臟，其輸出特性直接影響車輛的行駛特性。因此，了解和掌握發(fā)動機的性能，對有效利用動力源，以及提高整車性能具有重要意義。而發(fā)動機的輸出特性主要通過其動力性指標、經(jīng)濟性指標以及排放性能指標等隨發(fā)動機使用工況的變化特性來表現(xiàn)出來。 所以研究發(fā)動機特性的主要目的，在于正確評價發(fā)動機的特性，為汽車或其他工作機械正確選用動力源提供依據(jù)。同時，通過對發(fā)動機特性的評價與分析，為進一步改進發(fā)動機的性 能使之與整車性能良好匹配提供有效途徑 。而柴油機作為發(fā)動機重要的一大類，也極具有研究意義。 二、 柴油發(fā)動機 的現(xiàn)狀 現(xiàn)代的高性能柴油機由于熱效率比汽油機高、污染物排放比汽油機少 ， 作為汽車動力應用日益廣泛。西歐國家不但載貨汽車和客車使用柴油發(fā)動機，而且轎車采用柴油機的比例也相當大。最近 ， 美國聯(lián)邦政府能源部和以美國三大汽車公司為代表的美國汽車研究所理事會正在開發(fā)新一代經(jīng)濟型轎車同樣將柴油機作為動力配置。經(jīng)過多年的研究、大量新技術的應用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破，達到了汽油機的水平 。 第 2 頁 共 4 頁 下面是國外 柴油機應用的一些先進技術： 一、國外柴油機技術的現(xiàn)狀與發(fā)展 現(xiàn)代的調(diào)整高性能柴油機由于熱效率比汽油機高、污染物排放比汽油機少， 作為汽車動力應用日益廣泛。西歐國家不但載貨汽車和客車使用柴油發(fā)動機，而且轎車采用柴油機的比例也相當大。最近， 美國聯(lián)邦政府能源部和以美國三大汽車公司為代表的美國汽車研究所理事會正在開發(fā)新一代經(jīng)濟型轎車同樣將柴油機作為動力配置。經(jīng)過多年的研究、大量新技術的應用，柴油機最大的問題煙度和噪聲取得重大突破，達到了汽油機的水平。 下面是國外柴油機應用的一些先進技術： (一 )共軌 與四氣門技術 國外柴油機目前一般采用共軌新技術、四氣門技術和渦輪增壓中冷技術相結(jié)合， 使發(fā)動機在性能和排放限值方面取得較好的成效，能滿足歐 3 排放限值法規(guī)的要求。四氣門結(jié)構 (二進氣二排氣 )不僅可以提高充氣效率，更由于噴油嘴可以居中布置， 使多孔油束均勻分布，可為燃油和空氣的良好混合創(chuàng)造條件 ;同時，可以在四氣門缸蓋上將進氣道設計成兩個獨立的具有為同形狀的結(jié)構，以實現(xiàn)可變渦流。 這些因素的協(xié)調(diào)配合，可大大提高混合氣的形成質(zhì)量 (品質(zhì) )，有效降低碳煙顆粒、 放并提高熱效率。 (二 )高壓噴射和電 控噴射技術 高壓噴射和電控噴射技術是目前國外降低柴油機排放的重要措施之一， 高壓噴射和電控噴射技術的有效采用，可使燃油充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達到最佳，從而降低排放，提高整機 (車 )性能。 (三 )增壓中冷技術 采用渦輪增壓增加柴油機的空氣量，提高燃燒的過量空氣因數(shù)是降低大負荷工況排氣煙度、 放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空 —— 空中冷系統(tǒng)，可使增壓空氣溫度下降到 50℃ 以下，工作循環(huán)溫度的下降有助于 低排放和 下降，故目前重型車用柴油機都普遍是增壓中冷型，不僅有助于低排放而且燃油經(jīng) 濟性良好。此外，渦輪前排氣旁通閥的應用，不僅能降低 放， 還可以改善渦輪增壓柴油機的瞬態(tài)性能和低速扭矩。 (四 )排氣再循環(huán) (術的應用 目前發(fā)達國家先進內(nèi)燃機中普遍采用的技術，其工作原理是將少量廢氣引入氣缸內(nèi)， 這種不可再燃燒的 水蒸汽廢氣的熱容量較大，能使燃燒過程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢， 缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，破壞 的生成條件。 術可使機動車 放明顯降低，但對重型車用柴油機而言，目前傾向于使用中冷 術，因為其不僅能明顯降低 還能保持其他污染物的低水平。 (五 )后處理技術 柴油機后處理的目標是進一步改善 排放。 目前主要采用加裝氧化型催化轉(zhuǎn)化器和研究開發(fā) 催化轉(zhuǎn)化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。 柴油的生產(chǎn)和貯存條件，是保證柴油發(fā)動機 (車 )正常運轉(zhuǎn)延長使用壽命和保持低排放的重要保證。 例如瑞典的一級柴油使用中可減少 放達 54%， 放達 10%， 放減少 14%～ 47%。 發(fā)達國家已普遍使用燃料清凈劑，既能節(jié)省燃料，又能清除積碳、降低排放。 (七 )乳化柴油的應用 第 3 頁 共 4 頁 柴油加水摻合乳化劑，使其形成較為穩(wěn)定的含水乳化柴油， 這類改進型燃料的使用可明顯降低柴油機 (車 )的排放，尤其是 前美國報道這方面進展較多，我國也在這方面進行研究，且已取得可喜進展。加水 20%乳化柴油 (70天不分層 )，在大型柴油機上 100%負載工況下，功率不減，節(jié)油明顯，動力輸出比柴油上升 且煙度和 放下降明顯。然而，盡管這項技術對低排放有好處，但其潛在的問題如水結(jié)冰、 水對發(fā)動機的腐蝕等問題尚待解決。 (八 )降低機油消耗 柴油機排放的顆粒物中，有相當一部分來自餾分較重 的機油的燃燒。 為了滿足日益嚴格的柴油機 (車 )排放限值標準的要求，必須把來自機油的燃燒降至最低限度，即在保證發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的前提下，最大限度地減少機油的消耗。為了降低柴油機的機油消耗， 活塞環(huán)的優(yōu)化設計和制造及缸套間的科學配置非常重要。 三、 柴油發(fā)動機 的發(fā)展趨勢 從當今世界各主要汽車與發(fā)動機公司開發(fā)的新一代柴油機的技術變化看來 ,盡管各有特點 ,但大體上反映了以下發(fā)展趨勢 : ( 1) 直噴式柴油機的比例不斷提高 ,直噴式柴油機的缸徑不斷減小。如戴姆勒 M 的 660 機 ( D / S= 65. 5 /79 3 缸 , 排量 0. 8 L) , 大眾的 ( D /S= 76. 5 /86. 4 3 缸 ,排量 1. 19 L)。 ( 2) 廣泛采用增壓、中冷與多氣門技術。柴油機氣缸內(nèi)能燃燒的燃料量取決于進入氣缸的充氣量 , 為此車用柴油機上廣泛采用了渦輪增壓與中冷技術 ( T , 以及多氣門技術 。 如德國 司的 660機 ,都采用四氣門 ,以提高充氣效率 。 ( 3) 實現(xiàn)高壓噴射與 電控。 為滿足越來越嚴格的排放法規(guī) (歐 與歐 標準 ) ,噴油壓力不斷提高。目前在傳統(tǒng)的泵管嘴系統(tǒng)中 ,噴油壓力已普遍超過 100 M 新的高壓噴射系統(tǒng)中 ,噴油壓力已超過 150 M 至達到 200 M ( 4) 排氣再循環(huán) ( 排氣后處理技術 (機 外凈化 )。 實現(xiàn)排氣再循環(huán)可降低 但不利于燃 油經(jīng)濟性 ,若能實現(xiàn) 卻與電控 ,則有利于改 善綜合性能。 柴油機的排氣后處理技術比汽油機困難 ,但是國外在微顆粒過濾及其再生技術與 步 ,可以滿足未來歐 排放法規(guī)的要求。 ( 5) 優(yōu)化結(jié)構設計 ,減少摩擦與附件功率損失 ,提高機械效率。 柴油機的有效效率等于指示效率與機械效率的乘積 ,因此 ,柴油機的燃油消耗率也直接受到機械效率的影響 ,國外在致力于完善缸內(nèi)工作過程的同時 ,也十分重視減少摩擦損失和提高機械 效率的研究。此外 ,以德國 M 司為代表的部分 停缸技術 ( 是一種有效手段。 四、 總結(jié) 近 20年來 ,面對世界石油資源日趨枯竭給社會發(fā)展帶來的壓力 ,面對汽車保有量急劇增長對環(huán)境的影響 ,世界汽車界不停地在尋找實現(xiàn)汽 車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的解決方法。在不斷的技術發(fā)展中 ,人們對車用柴油機及柴油車有了更新、更深入的認識 ,也為我國汽車工業(yè)發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗。 五、參考文獻 [1]陳家瑞 M]版 械工業(yè)出版社， 2005. [2]林學東 M]. 第 3版 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2008. [3]何勇靈 趙致和 劉建新 宗永平 杜慧勇 李民 張艷輝 丁川 介戰(zhàn) 4 頁 共 4 頁 時間存活汽泡及其特性的研究 [J]. 農(nóng)業(yè)工程學報 2000 年 83 [4]杜慧勇 傅茂林 劉建新 趙致和 李民 宗永平 鄧本都 ]999年第 17卷第 4期 [5]董剛 李德桃 夏興蘭 楊文明 燒科學與技術 2000 第 6 卷第 7期 [6]董偉 于秀敏 Z]2008 第 6卷第4期 [7]顧文 J]汽車技術 [8]宋軍 喬信起 黃震 李書澤 王巖 柴油棚電控噴射系統(tǒng)發(fā)展項狀 [Z] 期(總第 145期 )2003 年 6月 [9]喬信起 黃震 肖進 王巖 凌君嚦 汪勝波 Z]. 農(nóng)業(yè)機械學報第 35卷第 2期 [10]王平 唐斌 宋希庚 孫有根 J] 熱愛科學與技術第 7 卷第 3 期 2008年 9月 [11]趙民 葛賢 何沛深 J] 上海工程技術大學學報第10卷第 1 期 1996年 3月 第 5 頁 共 4 頁 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 畢業(yè)設計報告 (論文 ) 報告 (論文 )題目 ： 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機 特性分析研究 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級： 作 者 姓 名 ： 楊國明 作 者 學 號 ： 201322195 指導教師姓名： 臧繼嵩 完 成 時 間 ： 北華航天工業(yè)學院教務處制 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 北華航天工業(yè)學院 本 科 生 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性及知識產(chǎn)權聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究 是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設計（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本設計（論文）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。因本畢業(yè)設計（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔。 本畢業(yè)設計（論文）成果歸北華航天工業(yè)學院所有。本人遵循北華航天工業(yè)學院有關畢業(yè)設計（論文）的相關規(guī)定，提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本。本人同意北華航天工業(yè)學院有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；可以 采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設計（論文）的部分或全部內(nèi)容。 特此聲明 畢業(yè)設計（論文）作者： 指導教師： 年 月 日 年 月 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 北華航天工業(yè)學院 畢業(yè)設計 (論文 )任務書 (理工類 ) 學生姓名： 楊國明 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 號： 201322195 指導教師： 臧繼嵩 職 稱： 實驗師 完成時間： 2017 畢業(yè)設計 (論文 )題目： 某型渦輪增壓柴油發(fā)動機特性分析研究 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（ ） 題目類型 理論研究（ √ ） 注：請直接在所屬項目括號內(nèi)打“ √” 橫向課題（ ） 應用研究（ ） 教師自擬課題（ √ ） 應用設計（ ） 學生自擬課題（ ） 其 他（ ） 總體設計要求及技術要點： 通過測功機對指定渦輪增壓發(fā)動機進行相關試驗，得出動力性相關數(shù)據(jù)，然后進行分析發(fā)動機特性。 工作環(huán)境及技術條件： 發(fā)動機測功機一臺、指定 渦輪增壓 柴油發(fā)動機一臺、熟讀《發(fā)動機原理》和《汽車理論》 工作內(nèi)容及最終成果： 標： 通過數(shù)據(jù)測量，分析指定發(fā)動機特性。 求： 通過學生自己動手操作測功機，測量相關數(shù)據(jù)，進行處理分析。 系統(tǒng)地說明 做這個試驗的相關背景，研究的意義。 驗設備相關簡圖，明確試驗流程圖，數(shù)據(jù)處理后結(jié)合用圖表進行分析。文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。 完整的試驗數(shù)據(jù)，畢業(yè)論文（學術論文標準） 。 時間進度安排： 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 廣泛查閱參考資料，重點閱讀重要參考文獻 ； 試驗設備的調(diào)試研究； 試驗操作； 試驗數(shù)據(jù)分析； 撰寫論文，準備答辯。 指導教師簽字： 2017 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字： 2017 年 月 日 摘 要 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 本文通過 測功機 對 渦輪增壓 柴油 發(fā)動 機進行 實驗，由得出的實驗數(shù)據(jù) 分析 指定柴油發(fā)動機特性。 關于發(fā)動機的特性分析，主要是根據(jù)發(fā)動機各項性能指標，包括動力性指標（輸出功率 出轉(zhuǎn)矩 均有效壓力 及經(jīng)濟性指標（燃油消耗率 ）隨各種工況的變化來進行分析研究。發(fā)動機的特性不僅包括發(fā)動機的速度特性、負荷特性，還包括了萬有特性等等。本文主要分析速度特性（反應動力性）與負荷特性（反應經(jīng)濟性）， 同時 闡述了改善柴油機動力性與經(jīng)濟性的一些措施。 關鍵詞 : 柴油機 性能指標 動力性 經(jīng)濟性 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 on of to of of of E, of to of 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ .................................................................................................................................... 1 章 緒論 .......................................................................................................................... 1 究背景和意義 .......................................................................................................... 1 文研究內(nèi)容與方法 .................................................................................................. 3 第 2 章 渦輪增壓柴油機與實驗裝置測功機 ........................................................................ 4 油機工 作原理： ...................................................................................................... 4 氣渦輪增壓器 .......................................................................................................... 4 力測功機 ................................................................................................................... 5 第 3 章 柴油發(fā)動機特性實驗 .................................................................................................. 6 油發(fā)動機速度特性實驗步驟 ........................................................................... 6 油發(fā)動機負荷特性實驗步驟 ........................................................................... 6 第 4 章 實驗研究數(shù)據(jù)的對比分析 .......................................................................................... 8 油機的速度特性 ...................................................................................................... 8 第 5 章 結(jié)論 ............................................................................................................................ 20 論 ............................................................................................................................ 20 油機與汽油機的對比： .............................................................................. 20 油發(fā)動機的優(yōu)點 .......................................................................................... 21 油發(fā)動機的缺點 .......................................................................................... 21 高柴油發(fā)動機動力性與經(jīng)濟性的方式 ................................................................ 21 致 謝 ...................................................................................................................................... 23 參考文獻 .................................................................................................................................. 24 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 1第 1章 緒論 究背景和意義 發(fā)動機作為一種動力機械，主要為其它的工作機械提供最為關鍵的動力。對汽車來說，發(fā)動機作為其核心，它的輸出特性將會在很大程度上決定著車輛的行駛特性。因此，熟練地了解和全面掌握發(fā)動機的性能，對有效利用動力源，以及提高整車性能具有重要意義。而發(fā)動機的輸出特性主要通過其動力性指標、經(jīng)濟性指標以及排放性能指標等隨發(fā)動機使用工況的變化特性來表現(xiàn)出來。所以為什么要研究發(fā)動機的特性？就在于為了能夠正確的對發(fā)動機的特性進行評價，而后不僅能為 汽車更能為各種工作機械選擇使用發(fā)動機提供參考和標準。與此同時，若能正確的評價、分析發(fā)動機 特性，那就可以找到方向 途徑 去改善提高發(fā)動機的各項性能。整車性能與發(fā)動機性能也可以進行良好的 匹 配。 而柴油機作為發(fā)動機重要的一大類，也極具有研究意義。 在這 100 多年里 ，柴油機應用 涉及范圍越發(fā) 廣泛 ， 各項相關 技術 也有了很大程度 的發(fā)展。 已有各項 研究成果 確切表示：在當今各領域 應用的各 類 動力機械中 ， 柴油機是 能量利用率最 佳 、最節(jié)能 、 熱效率最高的機型。 從技術進 步 的 層面 來看，在 結(jié)構、 傳動裝置效率 、柴油機熱效率 、 功率 上 它們都獲得了很大 的提升 ： 配 備了最先進技術的柴油機，燃油 消耗率最低 可 至 198g/功率可達到 30～ 50，標定功率油耗可達到 204g/矩儲備系數(shù)可達到 上 ;內(nèi)燃機車用柴油機一直在隨時代發(fā)展不斷進步，正向高強化柴油機進軍。 世界汽車工業(yè)發(fā)達 的各 國對柴油機 技術的 發(fā)展也 相當重視 ， 在 燃料供應 、 稅收等方面給予便利 促進柴油機的普及與發(fā)展 。 我國 1958 年成功生產(chǎn)了第一臺內(nèi)燃機車， 在之后短暫的不到 70 年里， 為滿足我國鐵路現(xiàn)代化建設和國民經(jīng)濟持續(xù)增長帶動的市場運輸需求，科學研究人員以及技術人員持續(xù)鉆研： 從 最開始 的 只能照搬 仿制到 后來也能 自主 研發(fā) 創(chuàng)新，我國的柴油機 生產(chǎn)制造技術已經(jīng) 可以說 是一步步逼 近國際上 的柴油機 先進制造 技術 水平。近 30 年 來， 我國的柴油內(nèi)燃機車 的不斷 發(fā)展 。 有關 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 顯示 ，柴油機的 整體 性能在 不斷 優(yōu)化 中。 內(nèi)燃機車用柴油機 獲得了成足 的發(fā)展，目前已經(jīng)有了自己的東風 4 等15 種新機型。 從 最開始 1984 年 誕生 的 隨 后 生產(chǎn) 的 可以感受到各 組成 部件 與其 性能， 都 得到了 比之前更為精確 的 掌控 ， 比如 柴油機的缸徑 ；檢修機率在提高，平均有效壓力和強化系數(shù)在穩(wěn)步增加，燃油消耗率不斷下降，單位功率質(zhì)量也在下降，強化系數(shù)環(huán)比增長率基本保持在每年 10%左右。 不僅 延長 了 核心機群的使用壽命 ， 也在不斷加長 它的 可行行程 。 很久以前，柴油車居然被大家嫌棄甚至拋棄過一段時間，因為它有很多缺點 ， 比如：體積過大、發(fā)出氣味超難聞、噪聲又高。 柴油機在乘用車上的應用廣度遠遠不如汽油機，就是因為噪音和振動比汽油機大很多。 現(xiàn)在的柴油機技術不斷 地 發(fā)展 ,噪聲 這個 環(huán)境環(huán)保北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 2方面 的問題 ，已引起大家的重視。 隨著振動噪聲治理技術的持續(xù)改進發(fā)展，柴油機的這個缺陷正在被人們不斷改正優(yōu)化。柴油機關于噪音方面的缺陷現(xiàn)如今已經(jīng)不成問題，轎車上用的柴油機噪音已經(jīng)獲得控制，甚至降低到跟汽油機的噪音所差不多。 即使 柴油機 在 高速上 噪音比汽油機 噪音 大 ,也在可接受 的 范圍內(nèi) 。 柴油機被 普遍 應用于車輛動力 、 灌溉 、 發(fā)電、船舶動力等 各項 領域 。 在車用動力 這一塊，柴油機的 優(yōu)勢最為 突出 。 柴油發(fā)動機被廣泛應用，已然坐穩(wěn)了所屬產(chǎn)業(yè)鏈中核心的位置之一。歷經(jīng)發(fā)展 10 來年 ，一系列的零部件配套公司伴隨著柴油發(fā)動機生產(chǎn)業(yè)的紅火而生成，大部分的柴油發(fā)動機公司更多是作為總承裝配者的角色存在著，對于柴油發(fā)動機的比較關鍵的這些零部件：凸輪曲柄、連桿、氣缸套、活塞已分化給專業(yè)的公司制造。而專業(yè)化分工的好處：它令柴油發(fā)動機廠商可以更加充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，集中精力來研究柴油發(fā)動機的設計和制造。柴油發(fā)動機主要還是配套最后的整車產(chǎn)品，例如大功率高速柴油機就用來配套船舶、工程機械、大型客車、重型汽車、發(fā)電機組等等。所以，有關終端整車產(chǎn)品的市場情況直觀反應著柴油機行業(yè)的發(fā)展情況。而 當今各國統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯 示 ， 使用 轉(zhuǎn)速為 900～ 1 000 r/四沖程、中速柴油機 的 內(nèi)燃機車仍 然是占據(jù)絕大部分 。 全 世界車用動力 "柴油化 "趨勢 已大體 形成。 在歐洲柴油轎車早已被廣泛采用和接納，要知道它的市場占有率已經(jīng)超過 50%。 據(jù)統(tǒng)計 歐洲 汽車總銷量的 40%是柴油車，而在美國，柴油車在市場上的銷售量也在逐年遞增。 據(jù)報導，美國市場 2002 年的柴油轎車的銷售量超過 31220輛，比 2001 年還要增加了足足 35%。寶馬、大眾、通用、福特和戴姆勒 具體來說應該是柴油轎車市場。以上所說的都是指現(xiàn)代的綠色柴油機。 采用柴油發(fā)動機是一種可行的過渡性技術解決方案。 在乘用車應用方面柴油機正逐步發(fā)展， 歷經(jīng)這數(shù)十年來，當今的柴油機毫無疑問已然成為了一種既可排放清潔又達到節(jié)約能源的目的的動力機械 ： 不僅柴油的污染性比汽油污染性小，而且柴油機的熱效率比汽油機熱效率高， 根 據(jù) 相關學者 預測，在 往 后 二十 年，甚至 在很長的一段 時間 里 ， 世界車用動力的主流將 一直是柴油機 。 在農(nóng)用柴油機方面的發(fā)展，預測全世界農(nóng)用柴油機的市場將呈現(xiàn)快速增長的勢頭：一是由于全球人口的迅速增長還有老舊設備的更新?lián)Q代都導致對農(nóng)用柴油機的需求較大。二是由于在發(fā)展中國家的農(nóng)用柴油機市場的迅速增長將抵消發(fā)達國家市場的衰落帶來的影響； 對于航空發(fā)動機方面的發(fā)展，發(fā)動機產(chǎn)業(yè)作為航空工業(yè)的核心細分子行業(yè)，毫無疑問未來的發(fā)展勢頭將十分迅猛。 綜合以上對各個方面領域的了解分析，我覺得全球柴油發(fā)動機的發(fā)展將保持持續(xù)的增長，穩(wěn)步向前。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 文研究內(nèi)容與方法 在發(fā)動機的動力性與經(jīng)濟性的研究分析之前，要求我們掌握發(fā)動機性能指標的測量方法，了解發(fā)動機的各類使用工況。 查閱資料， 操作測功機，主要測量出輸出轉(zhuǎn)矩 時測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n。根據(jù)《發(fā)動機原理》一書描述，有： 9550n?? 由此可求得發(fā)動機的輸出功率 此基礎上根據(jù)功率和平均有效壓力的關系式，平均有效壓力 可輕易計算出。 發(fā)動機輸出的功會被測功器吸收，利用這一特點有規(guī)律地調(diào)節(jié)發(fā)動機的負荷 轉(zhuǎn)速 n，這就模擬出了發(fā)動機的各種使用工況，即可進行實驗測量。 明確試驗流程， 通 過動手操作測功機，測量 柴油發(fā)動機的 相關 性能指標數(shù)據(jù) ， 并 進行處理分析， 系統(tǒng)地說明 做這個 實 驗的相關背景， 實驗目的及 研究的意義。 根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)進行處理分析，客觀說明實驗對象指定柴油發(fā)動機的特性。 試驗計算結(jié)果校正 ： 由于試驗的環(huán)境等因素會導致實驗結(jié)果會產(chǎn)生偏差，為統(tǒng)一標準，按照國家有關標準對大氣進行校正。 國家規(guī)定標準大氣壓狀態(tài)為：大氣壓力 ??0 = 99?????? ， 環(huán)境溫度為： ??0 = 25℃（ ??0 = 298K） ,相對濕度 ??0 = 30%。 根據(jù)修正后的數(shù)據(jù)（測功機上直接讀?。?畫 出發(fā)動機特性曲線 圖 ，數(shù)據(jù)處理后結(jié)合用圖表進行分析。 文字說明簡明通順。計算過程只需列出已知條件、計算公式，將有關數(shù)據(jù)代入公式，省略計算過程，直接寫出計算結(jié)果。 數(shù)據(jù)處理后，圖表結(jié)合進行分析，文字表述說明結(jié)論。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 4第 2 章 渦輪增壓柴油機與實驗裝置測功機 油機工作原理： 四沖程柴油機的工作原理是： （ 1） 進氣沖程 —— 進氣門開啟、排氣門關閉，活塞在曲軸、連桿的帶動下，從上止點向下止點運動，把新鮮空氣吸進氣缸，活塞到達下止點，進氣沖程結(jié)束； （ 2） 壓縮沖程 —— 進排氣門關閉，活塞在曲軸、連桿的帶動下，從下止點向上止點運動，吸進氣缸的空氣被壓縮成高溫、高壓氣體，活塞到達上止點時，壓縮沖程結(jié)束； （ 3） 做功沖程 —— 壓縮沖程結(jié)束后，（進排氣門仍處于關閉狀態(tài)）噴油器將燃油噴進氣缸，在高溫、高壓氣體的作用下，燃油被壓燃，氣缸內(nèi)產(chǎn)生巨大的能量，推動活塞從上止點向下止點運動，曲軸飛輪組儲存和輸出能量，活塞到達下止點時，做功沖程結(jié)束； （ 4） 排氣沖程 —— 進氣門關閉，排氣門開啟，活塞在曲軸、連桿的帶動下，從下止點向上止點運動，將氣缸內(nèi)燃燒后的廢氣排出，活塞到達上止點時，排氣沖程結(jié)束。 在進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程中，只有做功沖程產(chǎn)生能量，其他三個沖程都是靠曲軸、飛輪的慣性完成的。 柴油機 燃點低 ， 無火花 塞采用壓燃， 工作過程中 活塞向下吸入空氣然后進氣門和排氣門關閉活塞向上把氣體壓縮只 35~50 個大氣壓，溫度生高。這時噴油嘴噴油，柴油遇到高壓空氣猛烈燃燒。把活塞推下。排氣門打開活塞向上排出廢氣。 氣渦輪增壓器 發(fā)動機燃燒燃料產(chǎn)生的能量（化學能轉(zhuǎn)化來的內(nèi)能 —— 溫度、壓力、氣體膨脹速度等）有大約 1/3 通過傳動轉(zhuǎn)化為機械能 還有 1/3 進入冷卻系統(tǒng) 另外 1/3 隨廢氣排出 。 渦輪增壓器做的事情 ， 就是把最后那排出的 1/3 轉(zhuǎn)化一部分到發(fā)動機進氣中去 對氣體進行“預處理” ， 利用發(fā)動機燃油廢氣的動能將空氣泵入汽缸 ， 從而節(jié)約一部分能量 。 此時發(fā)動機的表現(xiàn)為：進入的空氣已經(jīng)進過壓縮 ， 擁有了一定的溫度和壓力（內(nèi)能增加）更有利于在氣缸中與燃料噴霧充分混合，從而使 燃料 燃燒更充分，降低了雜質(zhì)（不然全燃燒產(chǎn)生的碳顆粒及其化合物） 的 同時提高了燃燒效率 ， 提高發(fā)動機效率。 廢氣增壓利用尾氣推動渦輪高速轉(zhuǎn)動，渦輪帶動泵輪向發(fā)動機泵送空氣，從而提高進氣壓力，增加每個循環(huán)中的進氣，使可燃混合氣接近于空燃比小于 1 的稀薄燃燒。這樣，在不增加發(fā)動機排量的情況下可以提高輸出功率，同時也降低了燃油消耗率。但是經(jīng)過泵 輪的空氣會變熱，會使實際的充量系數(shù)小于理論系數(shù)，因此現(xiàn)在的渦輪增加一般都配備有中冷器 。 大家可能會覺得渦輪增壓裝置非常復雜，其實并不復雜，渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好，你北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 5的發(fā)動機就好像電腦 樣被“超頻”了。 力測功機 電力測功機采用交流變頻回饋加載，加載能量通過 交流負載發(fā)電機回饋電網(wǎng)；轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速通過傳感器直接測量；電量綜合測量儀表檢測電流、電壓、頻率、功率因數(shù)等；計算機自動檢測、顯示并完成數(shù)據(jù)處理、報表及各種曲線。利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定設備的功率。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。電力測功機分直流電力測功機和交流電力測功機，目前用得較多的是交流電力測功機。我們實驗所用的 功機就是交流電力測功機。 電力測功機是目前市面上最先進的加載測功設備，尤其在中小功率以及微小功率的動力機械加載測功試驗中，可以兼顧各動力機械的低速及高速加載測功試驗，相對其它類型測功加載設備而言，在性能、可靠性、維護難易程度等方面都有比較明顯的優(yōu)勢；尤其在低速機械的加載測功方面，則更是其它方法無可比擬的，它幾乎可以從 0 轉(zhuǎn)速開始就可以提供電力測功機的額定轉(zhuǎn)矩；當然，交流電力測功機還有一個最大的優(yōu)點是能源回饋功能，它可以將被測機械發(fā)出的能量以電能的型式回饋給電網(wǎng)，供其他設備使用，而不是將能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，從這一點來說，交流測 功機在建成后使用經(jīng)濟性是其他測功機無法比擬的，因為節(jié)約了能源，也就等于產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。特別在這個能源越來越緊張的年代，節(jié)約已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所重視。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 6第 3 章 柴油發(fā)動機特性實驗 油發(fā)動機速度特性實驗步驟 在實驗過程中，若把油門開度置于最大位置，則所測特性為外特性；否則便是部分負荷速度特性，因此， 制取速度特性時應把油門開度置于某一確定的位置 。維持發(fā)動機的冷卻水溫、機油溫度和機油壓力在正常的工作范圍內(nèi)。 動機臺架試驗安全操作規(guī)范》做好試驗前的準備工作。確認發(fā)動機臺架系統(tǒng)（含發(fā)動機和測功機等）油、水、電工作連接正常。 預熱之，待內(nèi)燃機冷卻液溫度和潤滑油溫度均達到規(guī)定范圍內(nèi)才可開始實驗。 時配合調(diào)整測功機，以增加內(nèi)燃機負荷， 直至油門全開，內(nèi)燃機在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn) 。 定開度并固定 （柴油機固定供油拉桿），調(diào)整內(nèi)燃機負荷，使之穩(wěn)定運轉(zhuǎn)于可能達到的最低轉(zhuǎn)速。待平穩(wěn)后，測定并記錄待測參數(shù)和監(jiān)視參數(shù)。 內(nèi) 燃機轉(zhuǎn)速逐步增加（一般每次轉(zhuǎn)速以 200~500r/在內(nèi)燃機工作范圍內(nèi)，適應順次地取 8 個左右測量點進行測量。 轉(zhuǎn)速 n 為橫坐標，以轉(zhuǎn)矩、輸出功率和油耗率 縱坐標，繪制監(jiān)督曲線，檢查試驗的準確性。如果有不規(guī)則數(shù)據(jù)點，應及時重新測量該工況。 逐漸減小測功機負荷至發(fā)動機空負荷，配合減小油門開度，再低速運轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，待溫度降低后，方可熄火。抄錄整理實驗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)計入實驗記錄表，做好保養(yǎng)清理工作。 油發(fā)動機負荷特性實驗步驟 動機臺架試驗安全操作規(guī)范》，做好試驗前的準備工作。確認發(fā)動機臺架系統(tǒng)油、水、電連接正常。 動機數(shù)控試驗臺油門上電、勵磁上電，預熱發(fā)動機至發(fā)動機冷卻水出水溫度為 80± 5℃。同時了解發(fā)動機數(shù)控試驗臺基本工作原理。 節(jié)發(fā)動機油門開度至最小，發(fā)動機回到怠速。 節(jié)發(fā)動機油門開度的大小，使之處于最大位置。待發(fā)動機工況穩(wěn)定后，測量其燃油消耗量 B（ g），測量二次，同時測量該工況下的發(fā)動機扭矩 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n，并記錄保存實驗數(shù)據(jù)。 )100 0/( ?? 式中， m 為消耗的燃油質(zhì)量（ g）； t 為消耗燃料所需要的時間（ s）。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 節(jié)量的大小，保證實驗工況不少于 7 個點，以便繪制發(fā)動機負荷特性曲線。 時測功機自動調(diào)整發(fā)動機的負荷大小，保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定）使發(fā)動機扭矩（測功機讀數(shù)） 次降低的差額相同，重復實驗步驟 e，記錄并保存實驗數(shù)據(jù)。直至測功機的讀數(shù)接近為 0。 e 為橫坐標，油耗量 B 與燃油消耗率 縱坐標繪制監(jiān)督曲線。 發(fā)動機空負荷，低俗運轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后停車，并抄錄整理實驗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)記入實驗記錄表，作好保養(yǎng)清理工作。 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 8第 4 章 實驗研究數(shù)據(jù)的對比分析 發(fā)動機的性能是決定汽車效率的關鍵性因素?！白罡咻敵龉β?最高輸出轉(zhuǎn)矩兩個關鍵的發(fā)動機性能指標在大部分汽車的產(chǎn)品說明書上都有顯示，而且還用曲線圖表達出發(fā)動機特性。當發(fā)動機工作，若使用工況改變，輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩和耗油量這三個基本的發(fā)動機性能指標都會隨之而改變。發(fā)動機性能指標的變化是有跡可循的，發(fā)動機的特性曲線圖就是將這些有規(guī)律的數(shù)據(jù)生成曲線。生成的各種發(fā)動機特性曲線，就是用來正確的理解和判斷發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性的具體表現(xiàn)。 油機的速度特性 速度特性直觀地影響到柴油機所能輸出的功率，速度特性不同會造成不同的柴油機在拉貨物時表現(xiàn)出差異：有的能跑 80 有的卻只 能跑 60。 速度特性曲線直接反映發(fā)動機工作運轉(zhuǎn)情況。發(fā)動機的速度特性曲線走勢特征顯現(xiàn)了輸出功率 轉(zhuǎn)矩 N3 m）、燃油消耗率 g/h）隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n 改變而發(fā)生的具體變化。 這時就要說明速度特性的定義： 當供給的油量確定不變時，柴油機的各項性能指標比如 轉(zhuǎn)速 n 改變而改變的關系。速度特性包括外特性以及部分負荷速度特性。在柴油機的油量供給達到最大時，所測出來的速度特性，它就是外特性。在油量供給小于最大供給油量，并且保持不變，所測量的速度特性就是部分負荷速度特性。 實驗所用的 柴油發(fā)動機的速度特性 我們 是在測功機上測量得出的。通過測功機操作調(diào)整，保持油門開度不變即是保持柴油發(fā)動機的節(jié)氣門開度一定值不變，等轉(zhuǎn)速 n 的值穩(wěn)定之后，在測功機上讀取在這一固定的使用工況下的轉(zhuǎn)矩、功率、燃油消耗率等讀數(shù)，然后通過改變柴油發(fā)動機的載荷（轉(zhuǎn)矩變化），調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 n，就可獲得穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 n 下的功率、燃油消耗率和轉(zhuǎn)矩等另外一組數(shù)據(jù)。連續(xù)均勻有規(guī)律的從最高轉(zhuǎn)速降低固定差額，按次序重復以上的操作，最后就獲得各個轉(zhuǎn)速下的一組組數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)進行列表，而后在圖上描繪出每一個點，再相互連成平滑 的曲線，最后就成功生成功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三種關于 n 的變化曲線，這三項數(shù)據(jù)自然會與相應的轉(zhuǎn)速區(qū)域?qū)? 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 9油門開度 100%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2800 78 100 2600 83 00 2400 00 2300 00 2200 18 00 2100 00 2000 00 1900 00 1800 00 1700 14 100 1600 7 00 1400 3 00 1200 6 00 1000 00 800 00 圖 4特性曲線 當柴油機油門開度處于 100%時，所測出的速度特性，稱為發(fā)動機的外特性，它明確地表示出發(fā)動機所能輸出的最大動力。 這是個特殊的特性曲線，所以我們單獨出來分析。 在汽車產(chǎn)品 說明 書上， 雖然 大都 繪制出了 發(fā)動機 的 外特性曲線圖，但 卻 只 顯示了 功率 以及轉(zhuǎn)矩 關于轉(zhuǎn)速 n 的特性 曲線。 外特性曲線中我們可以看出柴油機各項性能所能達到的最高指標。 從 外特性 實驗數(shù)據(jù)列表及外特性曲線上可以得出發(fā)動機輸出的所能達到的最大功率、最大轉(zhuǎn)矩以及它們對應的轉(zhuǎn)速和燃油消耗量： 0501001502002503003500 500 1000 1500 2000 2500 3000tq 10最大功率≈ 77.1 最大轉(zhuǎn)矩≈ 2 m 100%油門開度時， 發(fā)動機發(fā)出最大功率， 處于 最 佳 的工作狀態(tài)下。 由上圖可以看出外特性曲線的 特征是∶ 從整體走勢來看， 線和 線都 是 凸形曲線， 都是先增后減， 但兩者 的具體細節(jié)狀況 是 不相同 的。 接下來我們具體分析： 在 轉(zhuǎn)矩的 曲線中， 就可看出 線 整體的波動都屬于較 平坦 ，在 各個 轉(zhuǎn)速 區(qū)域波動 量 都 不大， 說明動力平穩(wěn)。理論上，在 曲線 中，輸出功率 該 隨 著 轉(zhuǎn) 速 n 增大 而 增大，即使 到了轉(zhuǎn)速 n 的最高限值 （標定轉(zhuǎn)速）曲線的最高點仍未出現(xiàn)； 實際上從圖中可以看出，除了最后一點有誤差基本符合理論；在 線中，它是一個微凹形曲線，終點值 >起點值 >中間值； 固定油門開度之后 ， 觀察燃油消耗率 轉(zhuǎn)速 n 的變化：可以觀察出曲線的 最低 點都是在中間 區(qū) 域 。 而中間區(qū)域的轉(zhuǎn)速也剛好 是車用 的 常用工況。 因此中間 區(qū)域的經(jīng)濟性 非常重要，需要我們 優(yōu)先保證。 只有提高優(yōu)化 這個區(qū) 域 的經(jīng)濟性， 才能使柴油發(fā)動機創(chuàng)造更高的輸出價值。 為了 使 這個 區(qū)間范圍更廣 ， 使得 在更廣泛的區(qū)域內(nèi)， 柴油 發(fā)動機 經(jīng)濟性都能夠極佳 ， 所以科研人員以及技術人員研發(fā)推廣 壓器 等技術，并被采用到生產(chǎn)當中 。 雖然 只分析了指定的這一款 柴油發(fā)動機，其它 各種型號 的 柴油發(fā)動機所呈現(xiàn)出來的 外特性曲線 也 不會 全部相同 ， 但卻是小異大同 ， 基本趨勢變化是差不多的。 油門開度 90%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2800 597 35 78 396 200 999 4 800 93 599 400 199 6 98 31 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 11油門開度 80%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2798 598 86 398 24 98 199 000 4 45 43 806 600 30 397 17 199 98 7 00 門開度 70%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2800 0 2603 0 2401 0 2199 310 2 0 1999 4 08 260 70 1800 0 1599 0 1399 91 0 1199 6 0 998 0 801 231 64 70 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 12油門開度 60%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2798 84 604 9 30 396 193 6 997 801 599 399 200 3 004 30 94 門開度 50%外特性實驗數(shù)據(jù)表 4出轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 輸出功率 油耗量 油耗率 修正功率 修正轉(zhuǎn)矩 修正油耗率 油門開度 2802 01 598 36 408 200 000 799 158 0 599 7 400 9 200 000 9 83 華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 13圖 4轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 n 將油門開度從 100%到 50%的 所有的 轉(zhuǎn)速 n 的曲線放到一個圖表里，可以看出除了個別差異太大的數(shù)值外， 轉(zhuǎn)矩 的曲線基本上在 低 轉(zhuǎn)速 區(qū) 800r/間 隨著 n 增加， 大 ； 并在轉(zhuǎn)速 區(qū)域 為 1400r/內(nèi)持續(xù)增大 達到最 大 值 之后開始減小 。 隨后 n 從 2000 直到 2800r/續(xù)減小。 可看出 線 整體的波動都屬于較 平坦 ，在 各個 轉(zhuǎn)速 區(qū)域波動 量 都 不大， 說明動力平穩(wěn)。 圖 4出功率 轉(zhuǎn)速 n 將油門開度從 100%到 50%的 所有的 轉(zhuǎn)速 n 的曲線放到一個圖表里，可以看出除了個別差異太大的數(shù)值外， 在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)， 乎與 n 成線性增長。 基本上在轉(zhuǎn)速為 2600（ r/達到最大值，但在達到額定轉(zhuǎn)速時，功率 根據(jù)式 9550n?? 可知， 要取決于 n 的乘積，由于 n 變化平坦，那么 n 才有了以上的線性關系。 0501001502002503003500 500 1000 1500 2000 2500 3000N·m)n/(r/100 90 80 70 60 5001020304050607080900 500 1000 1500 2000 2500 3000Pe/r/100 90 80 70 60 50北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 14圖 4油消耗率 轉(zhuǎn)速 n 將油門開度從 100%到 50%的 所有的油耗率 n 的曲線放到一個圖表里，可以看出除了個別差異太大的數(shù)值外，油耗率的曲線基本上在 低 轉(zhuǎn)速 區(qū) 800r/間 隨著 n 增加， 降 ； 并在轉(zhuǎn)速 區(qū)域 為 1400r/內(nèi)持續(xù)減小 達到最小值 之后增大 。在隨后 2000 直 到 2800（ r/ 持續(xù)增大。 油耗率 體的 變化波動相對而言較小 ， 這就是柴油機經(jīng)濟性好的原因之一。 油機的負荷特性 發(fā)動機在不同的負荷下工作運轉(zhuǎn)，表現(xiàn)出來的燃料經(jīng)濟性也是有差別的，這一點就需要通過負荷特性來了解。換種說法，研究分析燃料經(jīng)濟性主要還是要根據(jù)負荷特性。發(fā)動機負荷特性的定義：固定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 n，其各項性能指標隨負荷的改變（即油門開度）而改變的關系。柴油機負荷特性又被稱作燃油調(diào)整特性。柴油機調(diào)節(jié)負荷的方式是通過調(diào)整噴油量來達到目的的。借著噴油量變化去控制混合氣成份含量。 在實際使用中， 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n 總 是 需要改變 的。 所以要全面地分析判斷柴油 發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性， 就 需要 讓柴油發(fā)動機處于多個 轉(zhuǎn)速 下并且 不同負荷，測 量 發(fā)動機的負荷特性。在實驗測量負荷特性時，前提是一定要固定轉(zhuǎn)速 n 不變。即：固定發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n 不變，固定間隔使節(jié)氣門開度緩慢從最大逐步減小，油耗量 B、燃料消耗率 輸出功率 化的關系。 在 測功機 上 進行試驗，并且 讀取發(fā)動機負荷特性 各項數(shù)據(jù) ： 開始階段， 啟動 柴油發(fā)動機， 使油門開度處于最大（操作時注意是連續(xù)均勻逐步增大油門開度） ，保持 柴油發(fā)動機在 某一轉(zhuǎn)速 下 穩(wěn) 步工作 運 轉(zhuǎn) ， 固定轉(zhuǎn)速 n 不變 （ 通過調(diào)節(jié)載荷來實現(xiàn)，注意與油門開度調(diào)節(jié)同時進行 ）， 在 此工況下 可以從測功機上讀取柴油 發(fā)動機輸出功率 燃油消耗量 B。 接著調(diào)節(jié)油門開度逐步減小 ， 并且 調(diào)整載荷使發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n 穩(wěn)定之后 再 次讀取相關0501001502002503003504004500 500 1000 1500 2000 2500 3000g/(kw·h)]n/(r/100 90 80 70 60 50北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 15數(shù)據(jù) 。 按次序重復以上的操作 ，得到 一定轉(zhuǎn)速下不同負荷 的燃油消耗量。 改變至另一轉(zhuǎn)速n 并固定，重復以上操作， 連續(xù)均勻有規(guī)律的 使油門開度逐步 降低， 直到發(fā)動機能保持穩(wěn)定工作的最小 油 門開度， 又可得到一組數(shù)據(jù)。 最后就獲得各個轉(zhuǎn)速下的一組組數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)進行列表，而后在圖上描繪出每一個點，再相互連成平滑的曲線，最后就成功生成燃油消耗量 和燃油消耗率關于 變化曲線， 曲線中的 B 和 然會與相應的 功率 區(qū)域?qū)? )100 0/(