測(cè)定柴油發(fā)電機(jī)機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)方法

測(cè)定柴油發(fā)電機(jī)機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)方法
機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備和儀表包括柴油機(jī)、水力測(cè)功器、自動(dòng)油耗測(cè)量?jī)x、氣壓表、干濕溫度計(jì)等裝置。康明斯公司在本文中通過(guò)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)的解述，使用戶(hù)了解儀器設(shè)備的使用方法，工作原理以及實(shí)驗(yàn)方法和步驟，同時(shí)能夠幫助用戶(hù)更好的掌握掌握有滅缸法或耗油線(xiàn)法測(cè)定柴油機(jī)機(jī)械效率的方法。
機(jī)械效率測(cè)定試驗(yàn)臺(tái)正視圖
機(jī)械效率測(cè)定試驗(yàn)臺(tái)側(cè)視圖
一、實(shí)驗(yàn)原理
機(jī)械效率：
用功率器測(cè)定有效功率ne后，只要測(cè)出指示功率ni或機(jī)械損失功率nm，則可用式25算出ηm，測(cè)出ni或nm一般采用下列方法：
1．示功圖法
測(cè)錄氣缸示功圖，算出平均指示壓力pi，即能求出ni。
2．倒拖法
令電力測(cè)功器按電動(dòng)機(jī)方式拖動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)行，其倒拖功率即為nm。
3．滅缸法
依次令柴油機(jī)各缸停油(轉(zhuǎn)速與油泵齒條位置不變)，停油前后有效功率的減少，近似等于停油缸的指示功率。將各缸指示功率相加，得到ni。
4．油耗線(xiàn)法
保持柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，改變負(fù)荷，測(cè)得不同負(fù)荷(或功率)時(shí)每小時(shí)耗油量mf=(ne)或mf=f(pe)關(guān)系線(xiàn)圖，順其直線(xiàn)部分延長(zhǎng)與橫坐標(biāo)軸相交，在橫線(xiàn)上的負(fù)載距代表nm或pm。
二、示功圖法試驗(yàn)步驟
在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上，運(yùn)用燃燒分析儀測(cè)錄氣缸的示功圖，從中計(jì)算出指示功率pi值，與此同時(shí)，從測(cè)功器和轉(zhuǎn)速計(jì)運(yùn)數(shù)中得到該工況發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，并由此計(jì)算出有效功率p，進(jìn)而可以得到pm及0m值。這種直接測(cè)定方法是在發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)的工作情況下進(jìn)行的，從理論上講也完全符合機(jī)械損失的定義，但結(jié)果的正確程度往往取決于示功圖測(cè)錄的正確程度，其中最大的誤差來(lái)源于p-φ圖或p-v圖上活塞的止點(diǎn)位置不易正確地確定。此外，在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，各個(gè)氣缸多少存在著一定的不均勻性，而在試驗(yàn)中往往只測(cè)錄一個(gè)氣缸的示功圖來(lái)代表其他各缸，這也會(huì)引起一定的誤差。因此，示功圖法一般在當(dāng)此上點(diǎn)位置能得到精確標(biāo)定時(shí)才能取得較滿(mǎn)意的結(jié)果。
三、倒拖法試驗(yàn)步驟
這種方法在具有電力測(cè)功器的試驗(yàn)條件下方可進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電力測(cè)功器相連，讓發(fā)動(dòng)機(jī)在給定的工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)冷卻水和機(jī)油溫度到達(dá)正常數(shù)值時(shí)，切斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的供油，同時(shí)將電力測(cè)功器轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)，以原給定轉(zhuǎn)速倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)，并盡可能維持冷卻水和機(jī)油溫度不變，這樣測(cè)得的倒拖功率即為發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的機(jī)械損失功率。這種方法的缺點(diǎn)是必須使用平衡式電力測(cè)功器，而且倒拖時(shí)由于缸內(nèi)熄火，氣缸內(nèi)的壓力、溫度均與實(shí)際工況不符，測(cè)量功率的數(shù)值往往偏大。在低壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中誤差大約為5%，在高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)中誤差有時(shí)高達(dá)15%~20%，因而此方法只在測(cè)定汽油機(jī)機(jī)械損失時(shí)得到較廣泛的應(yīng)用。
四、滅缸法試驗(yàn)步驟
1．盤(pán)車(chē)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)各部件與系統(tǒng)是否正常，然后啟動(dòng)，空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘。
2．將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到標(biāo)定轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，穩(wěn)定后測(cè)量記錄各參數(shù)。
3．將油泵齒條位置固定，令1#缸停油，同時(shí)減少水力測(cè)功器負(fù)荷，維持轉(zhuǎn)速不變，穩(wěn)定后讀取轉(zhuǎn)速與水力測(cè)功器讀數(shù)。
4．逐步加大水力測(cè)功器負(fù)荷，同時(shí)對(duì)1#缸恢復(fù)供油，直至穩(wěn)定。
5．依次停止向其他缸供油，重復(fù)3、4項(xiàng)。
6．卸去負(fù)荷，令發(fā)動(dòng)機(jī)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后，停車(chē)。
7．記錄數(shù)據(jù)表格(依照表1和表2，學(xué)生自己設(shè)計(jì))。
五、油耗線(xiàn)法試驗(yàn)步驟
1．盤(pán)車(chē)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)各部件與系統(tǒng)是否正常，然后啟動(dòng)，空車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘。
2．將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到標(biāo)定轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，穩(wěn)定后測(cè)量記錄各參數(shù)。
3．保持轉(zhuǎn)速不變，將負(fù)荷調(diào)整為給定負(fù)荷的90%、75%、50%、25%、0%，
4．將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后，停車(chē)。
5．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理
（1）計(jì)算出ηm(應(yīng)注明功率、轉(zhuǎn)速)。
（2）比較用兩種方法測(cè)定的機(jī)械效率，并作分析。
（3）用油耗線(xiàn)法數(shù)據(jù)畫(huà)出ηm=f(ne)曲線(xiàn)，并作分析。

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