第七章 发动机台架性能实验

第七章 发动机台架性能实验

§7-1 测量与计算参数

一 测量参数

1 转速n — 数字式转速表 [ r/min ]。

2 油耗 — 容积式油耗仪 — 测量消耗 100 [ ml ] 油所用时间 t [s]。

3 测功器读数P — 测功器 [ kgf ]。

二 计算参数

1 扭矩Me

Me 07162.P [ kgf·m ]

其中P — 测功器读数 [ kgf ]

2 有效功率Ne

Me n0.7162P n 0.001P n [ Ps ] Ne 716.2716.2

其中0.7162 [ m ] — 测功器常数，即测功器定子杆长。

3 有效比油耗ge

3600 100 ge [ g / Ps·h ] Ne t

其中100 [ ml ] 所用时间 t [s]。

100 — 每秒耗油量 [ ml/s ]。 t

100 — 每秒耗油量 [ g/s ]。 t

— 燃油比重 [ g /ml ] （ 汽油: = 0.72 [ g/ml ] ）。

3600 100 — 每小时耗油量 [ g/h ]。 t

3600 100 1 ge — 每马力小时耗油量 [ g/Ps·h ]。 tNe

4 每小时耗油量GT

3.6 100 GT [ kg/h ]。 t

§7-2 参数的测量

一 转速n

（一） 机械式转速表

方便, 但误差大。

（二） 数字式转速仪

1 磁电式测速传感器

它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

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 n为f0 [1/s], n — 被测轴转速。而 60

当旋转轮上齿数为60个时, 则此时电脉冲频率为

n 60 n [ 1/s ] f 60

磁电式测速传感器应用非常广泛。其结构简单, 易于制作和安装。缺点是产生电脉冲波型不规则, 干扰信号的振幅随转速的提高而增大, 当其达到一定值后, 可能引起电子计数器的误计。

2 电子计数器

电子计数器接受测速传感器送来的脉冲信号, 并对脉冲信号进行放大、整

形、控制、记数显示等。其原理见图。

（1） 放大整形器 — 用以将传感器送来电脉冲信号幅值放大, 并对其不规则图形整型为稳定方波。

（2） 主门 — 当控制端加有时基信号时, 主门打开允许脉冲信号通过并送至计数器。而当控制端没有时基信号时, 则主门不开, 计数器不计数。

（3） 主振荡器 — 用以产生振荡信号。

（4） 分频器 — 将振荡信号变成时基信号, 以显示一定时间间隔内的脉冲数。

如: 1 [ s ] 一个时基信号波。

（5） 计数器 — 由计数单元、寄存器、译码器和光电管组成, 对脉冲数字计数并稳定显示出来。

（6） 主控 — 用以控制主门的开放时间。

（7） 延时复零 — 延迟显示时间，以便读数。产生复零脉冲信号, 以便重新计数。

二 油耗

（一）容积式油耗计

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 ]。

（二）四活塞流量计

四活塞流量计由四活塞传感器和指示器组成，传感器安装在汽油机的汽油泵和化油器之间，柴油机的燃油滤清器与输油泵之间，用来测量汽油或柴油的流量；也可安装于液化石油气（LPG）的气瓶与减压阀之间，用来测量加压液化的液体流量。四活塞流量计使用方便、可靠，测试精度可达 0.5%，目前发动机台架和整车实验中的汽油、柴油耗油量测量大多采用这种仪器。

四活塞传感器由壳体和安装于壳体内的四个对置活塞组成，壳体内还有进油室，并开有输油道和出油孔，活塞上开有环形油槽，如图6.1.4

所示。位于中央

的曲柄由于进油室油压的推动作用按顺时针方向旋转，在图（a）位置，活塞A、C向上运动，活塞B、D向右运动。此时，输油道DC、AB开启，输油道AD、BC却因活塞A、C的侧面的阻挡而关闭。由于活塞C向上运动，燃油经进油室、活塞D的底部和输油道DC被吸入活塞C的顶部；与此同时，活塞A向上运动，将燃油从活塞A的顶部经输油道AB、活塞B上的环形油槽排入活塞B侧出油孔。同样，在图（b）位置，输油道AD、BC开启，输油道DC、AB却因活塞

D、B侧面的阻挡而关闭。活塞D从进油室经活塞A的底部、输油道AD将燃油吸入活塞D的顶部；活塞B顶部的燃油则通过输油道BC和活塞C上的环形油槽排入活塞C侧出油孔。依此类推，在图（c）位置，活塞A进油，活塞C排油；在图（d）位置，则是活塞B进油，活塞D排油。曲柄每转一圈，每个活塞进、排油一次，周而复始，排油量等于四个缸的容积。

测量曲柄的转速，就可算出管路中的燃油流量，即燃油的消耗量。

1-壳体 2-活塞 3-进油室 4-输油道 5-出油孔

三 测功器读数P

以搅棒式水力测功器为例。

（一） 测功器的作用

1 吸收发动机功率。

2 测力P

发动机带动测功机

转子旋转, 将水搅向外围, 水与搅棒的摩擦力带动定子转动。

水环越厚, 摩擦阻力越大, 相当于外界阻力矩越大。

（二） 测功器的调整 1 开大进水阀 测功机吸收功率加大 外界阻力矩增大。

2 关小出水阀 水环厚度增加 外界阻力矩增大。

调节出水阀 — 粗调

调节进水阀 — 细调

测得n、油耗及P后, 根据公式计算出 Me, Ne, ge, GT。

要在黑板上随时作出监督曲线, 并将各点用光滑曲线连接起来。若有离曲线太远的点, 即野点，则需再作一次该点, 以便更正。

最后, 画出特性曲线, 整理试验报告。

§7-3 测取方法

一 速度特性

节气门或油门开度固定不动，发动机运转，油温、水温达正常值。调整测功器负荷, 使转速达到预定值, 测量计算GT、ge、Ne和Me，在特性曲线图上标出该点。再调节测功器负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算GT、ge、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。

二 负荷特性

发动机运转，油温、水温达正常值。节气门或油门开度固定到第一个预定值，调整测功器负荷, 使转速达到预定值。测量计算GT、ge和Ne，在特性曲

线图上标出该点。再调节节气门或油门开度到第二个预定值，同时调节测功器负荷，使转速维持不变。再测量计算GT、ge和Ne，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。