某型电控柴油发动机经济性析说明书

北华航天工业学院 毕业设计报告(论文)报告(论文)题目： 电控柴油发动机经济性能分析 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 车辆工程 作者所在班级： B13141 作 者 姓 名 ： 张 猛 作 者 学 号 ： 20124014132 指导教师姓名： 臧继嵩 完 成 时 间 ： 2017年5月 摘 要随着科学技术进步推动的经济发展，越来越多人购买私家车，但也带来了种种问题，污染严重，交通拥堵，能源浪费不节制等。汽车拥有者，整车生产商以及国家政府有关部门越来越关注这些问题，人们迫切希望能得到改变。国家层面选择出台制定各种汽车标准，包括燃油经济性和排放性，汽车油耗测量标准和法规，来统一汽车的生产，起到指导规范的作用。汽车生产商层面选择大力研发新技术，给汽车带来创意，带来更多实用的功能和更加卓越的性能。电控燃油发展技术应运而生，对解决现实汽车带来的种种复杂问题给出了相对有效的解决方案，提升发动机的各种性能参数，燃油经济性，排放性，也包括发动机功率提升。本论文介绍了电控柴油机的发展历史，发展现状以及国内的一些研究机构的原创发明。还分析了电控柴油机的组成，分类，工作原理以及各种有效的控制功能。中间部分论文解释了燃油经济性的评价指标，各种试验工况在不同国家的标准，以及与中国的标准的比较。介绍了不同行驶工况的经济性计算，影响发动机经济性的各种因素。同时参考我国燃油经济性的评价体系，把各种分析过程的变量考虑进去，如发动机公路，风阻系数，传动比，来计算分析评级燃油经济性。最后通过测功机完成负荷特性和速度特性的试验，搜集试验中产生各种数据用科学的方法完成对理论的检验。关键词： 燃油经济性 电子控制系统 行驶工况 IIAbstractWith the rapid development of society, peoples economic level, more and more people to buy private cars, but also brought a variety of problems, serious pollution, traffic congestion, energy waste and so on. Car owners, vehicle manufacturers and the relevant government departments are increasingly concerned about these issues,people are eager to be able to change. At the national level, the introduction of various automobile standards, including fuel economy and emissions, vehicle fuel consumption measurement standards and regulations, to unify the production of cars, play a guiding role. Car manufacturers choose to vigorously develop new technologies, to bring creativity to the car, bring more practical features and more excellent performance. Electronic fuel development technology came into being, to solve the reality of the complex problems brought about by the vehicle is a relatively effective solution to enhance the engine performance parameters, fuel economy, emissions, including engine power. This paper introduces the development history and development status of electronic control diesel engine and the original invention of some domestic research institutions. It also analyzes the composition, classification, working principle and various effective control functions of electronic control diesel engine. The middle part of the paper explains the fuel economy evaluation index, the various test conditions in different countries, as well as the comparison with the Chinese standards. This paper introduces the economic calculation of different driving conditions and the factors that affect the economy of the engine. At the same time refer to the evaluation system of fuel economy in China, taking into account the variables of various analysis processes, such as engine road, drag coefficient and transmission ratio, to calculate and analyze the fuel economy. Finally, through the dynamometer to complete the load characteristics and speed characteristics of the test, collecting the test to produce a variety of data with scientific methods to complete the test of the theory.Key words： fuel economy electronic control system driving condition II目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 电控柴油车发展的必要性11.2 电控柴油机发展状况21.3 国内柴油机电控技术的发展和现状2第2章 电子控制系统42.1电子控制系统组成42.1.1信号输入装置42.1.2 电子控制单元ECU42.1.3 执行器42.2柴油机电子控制系统内容及功能52.2.1 配油量控制52.2.2 喷油正时修正52.2.3 怠速控制52.2.4 各缸喷油量不均匀修正52.3电控喷射系统分类及工作原理62.3.1位置控制式62.3.2时间控制式72.3.3时间压力控制式82.4电控主要特点92.4.1降低排放污染92.4.2提高发动机的最大功率92.4.3燃油消耗低，经济性优越92.4.4改善发动机低温启动性能9第3章 发动机特性实验103.1 测功器103.1.1 水力测功器103.1.2 电力测功器103.1.3 电涡流测功器103.2 油耗仪103.2.1容积法103.2.2质量法113.3试验计算结果校正以及分析方法113.4负荷特性实验133.4.1实验原理133.4.2实验仪器和设备133.4.3实验要求133.4.4实验步骤133.4.5注意事项143.5速度特性实验143.5.1实验原理143.5.2实验步骤14第4章 试验数据处理及分析164.1负荷特性实验数据164.2速度特性实验数据254.3与雷诺发动机比较分析34总结36致谢37参考文献38第1章 绪论1.1 电控柴油车发展的必要性能源短缺特别是石油短缺是一个全球共同面对的问题，而作为经济飞快增长的中国在能源消耗方面保持着强烈的需求。当前，中国能源的“红灯”已经亮起来了，特别是石油资源的短缺异常突出，据相关专家估计，中国已经探明的石油可采集量约为23亿吨 , 2004年中国累计进日原油1.2.吨，石油需求对外国依存度已经达到40%。汽车生产数量的增长已经成为工业增长最强劲的推动力之一。据研究机构数据，2016年中国城镇居民家庭私有用车保有量将达到9833万辆，加上农村居民家庭私有用车的保有量，家用汽车总共保有量将达到12200万辆。目前我国汽车燃油消耗发达国家消费着大部分的石油资源，美国、加拿大、日本和西欧等发达国家人口占世界人口的15%，但是石油消费却占了世界石油消费的60%左右。但是随着发达国家石油工业环境成本的不断提高和发展中国家对石油资源的巨大需要，使得石油资源消费重心由发达国家转移至发展中国家。作为全球最大的发展中国家，中国的石油能源消耗在2002年超越日本一跃成为世界上第二大原油消耗国，仅次于美国。但是中国的石油存储并不能够满足自身快速发展的需要，必须要依赖国外来保证国家的快速增长。2015年我国油品消耗总量的60%来源于国外进口石油，根据当前国际形势和国家发展情况，未来我国对进口石油能源的依赖程度还会进一步扩大。图1-1 1.2 电控柴油机发展状况柴油机电子控制技术自20世纪50年代问世以来，世界各大汽车巨头如德国宝马，美国福特，日本丰田公司等都竞相开发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规要求。柴油机拥有很多特点：使用时间长，输出转矩大，低排放，高效益，对解决能源短缺和环境污染有很大的效果。这些原因推广了电控技术的市场化。由于人们对汽车的完美度越来越苛求，以及传统柴油机带来的种种现实问题，老一代的机械控制方式，燃油喷射方式是不能够改善这些复杂的技术问题。随着各个领域的科学技术发展以及推广应用领域之外的方面，带来各领域技术互相交织互相碰撞带来更多的技术变种，电子柴油控制就是其中一种交叉复合技术。这种新技术能够实现喷油正时和喷油正量。 可燃混合气的燃烧机理决定排放的污染有害气体的量。柴油机的空气直接进入气缸与柴油喷气混合成可燃混合气，导致其形成过程和燃烧进程交织在一起，即不是均匀的混合物质，导致柴油机排放的气体就比汽油机要更少。 经过多年的开发人员辛苦的努力和探索，给柴油电控技术带来了更多的创意和有效功能。如燃油喷射，高压共轨、涡轮增压中冷，电控排气后处理技术，增压及可变气门配气定时，全电子优化控制进一步优化燃烧系统，特别重视开发和选择喷射系统，同时还大力普及推广了这些技术。现在在柴油发动机领域最前沿的就是高压共轨，增压加中冷技术，同时，也实现了一些汽油机拥有的功能，比如高精度调控空燃比。在结构方面也有一些技术上的创新和突破，添置了进气压力传感器和节气门。 1.3 国内柴油机电控技术的发展和现状高校研究方面，加大相关专业的教育资源投入，改善提高学生的教育质量和动手能力，培养学生的创新和研发能力。加强与国外高校及先进生产制造商的合作交流，通过自己的努力和实践探索，能够独立完成柴油电控系统的研发生产模式，总结出一套学术专著和教学教材供学生和相关专业人员进一步学习参考，了解时代最前沿的技术形态。为国家培养了一批高素质高能力的专业人才，成为一线研发的主干力量，贡献了重要的力量，带来了新的思维方式；同时也为以后人才的培养模式奠定了基础和良好的模范作用。汽车工业界方面，以一汽集团为代表的国内汽车生产商经过多年的努力探索，也发明了一些属于国内的原创技术。比如，无锡的油泵嘴开发所，攻克了大量难关，率先研制出电控共轨燃油系统技术，并且已经投入到市场的车辆应用上，给消费者带来的更多好处。还有成都威特电喷公司，由于公司技术部的远见和想象力，使其成为国内最早投入使用电控单体泵系统实用化的生产研发商。并且达到了柴油机的国家标准策略。通过对传统柴油机的电控系统升级，能做到最大程度拥有原生代柴油机的技术可行性和传承性，这就实现了原来柴油机生产流水线的最经济的改动。同时减小了技术升级更新换代的时间，是原有制造品在升级后能最快速的实现量产化，达到批量供应产品的能力。传感器制造技术，传感器作为控制系统的输入信号转换装置，国内柴油机电控技术市场化并没有达到一个很高的市场占比，仍有相当程度的进步区间，但汽油机电控却早已经应用到人们家庭使用轿车上。目前国内许多大型汽车制造巨头和相关零部件供应链生产制造商有技术功底可以生产配套传感器，其中在相当程度的原则上柴油机也可以应用的很匹配，这无为国内柴油电子技术控柴油机的进展建立了一个良好的生态基础。 执行器制造技术很多年前高等院校和汽车生产商就看到了可行性 优势，传统若没有的性能，进而着力无研发，招聘大量人才和进行培训，这么多年的努力，收到了一些成果，已经量产投入市场上了一些测试工厂车间测试通过的产品。但也有有一些研发的难关，电控高压燃油系统就是很难克服的一个关卡。主要的技术难关体现在相配套的高精度机械加工工艺水平，尤其是高速电磁阀是此系统的关键零部件，这种阀件工作频率特别高。但是其工艺水准是国内各大研究所的技术人员无法完成实现的。电控燃油技术不是一个孤立的技术研发，需要坚实又有创新和最前沿技术制造能力的支持和带动。可喜的是，这几年，国内一些汽车生产商巨头，投入基金大力招聘以及引进国外人才，学习国外生产商的设备制造技术，起了良好的榜样带动作用。第2章 电子控制系统2.1电子控制系统组成柴油机电控系统由信号输入装置、ECU、执行器等组成2.1.1信号输入装置1) 加速踏板位置传感器反应发动机的负荷信号，主控信号，以及怠速确认2) 泵角传感器：反应喷油泵凸轮轴转角的角度信号，配合曲轴位置传感器调解喷油供给量，并确保在喷油正时变化时不影响喷油量。3) 转速传感器，曲轴位置传感器与加速踏板位置传感器共同决定喷油量和喷油提前角，是柴油机电控系统的主要控制信号。4) 着火正时传感器：判断可燃混合气开始燃烧的时间，对喷油正时进行修正。2.1.2 电子控制单元ECU ECU是一个综合控制装置，具有如下功能1） 接受各种功能类别的传感器检测到的发动机实时工作状态信号，为传感器设立参照的基准电压。2）存储、计算、分析处理发动机各种工况信息，利用这些数据和信号计算得出执行命令，对比标准值检测是否出现故障。3）发出执行命令，把弱信号变为强信号。4）具有自我诊断，2.1.3 执行器 接受从ECU传来的调节信号，完成信号代表的任务。2.2柴油机电子控制系统内容及功能2.2.1 配油量控制1） 发动机转速信号 （基本喷油量）2） 加速踏板/节气门位置信号 （基本喷油量）3） 进气温度信号 （修正喷油量）4） 进气压力信号 （修正喷油量）5） 冷却液温度信号 （修正喷油量） 燃烧特性修正、低温启动后修正、急减速修正以适应不同工况不同工作条件变化的需要。通过电磁流量阀对喷油量进行精确控制2.2.2 喷油正时修正发动机转速和加速踏板位置决定喷油正时，并经过冷却液温度、进气温度、进气压力等信号进行修正。着火正时传感器监测世纪燃烧开始时刻对喷油正时进行闭环控制。2.2.3 怠速控制由于发动机、空调动力转向灯辅助装置工作状态的改变带来的柴油机负荷改变致使发动机转速改变。柴油机控制系统通过回馈控制系统控制怠速喷油量，进而使怠速处于目标转速。2.2.4 各缸喷油量不均匀修正各缸喷油泵性能差异导致各缸喷油量的差异，带来发动机转速变化：即怠速振动。电控系统通过作工冲程时的曲轴转速变化判断各缸喷油量的差异。利用电磁溢流阀快速响应，及时修正各缸的喷油量来降低发动机转速波动，按各缸转速无波动偏差来控制各缸喷油量。2.3电控喷射系统分类及工作原理2.3.1位置控制式 图 2-1位置控制式为第一代电控燃油系统。这种系统延续了传统机械系统的喷油泵、高压油管和喷油嘴系统的结构组成，仅是供油量调节齿条（直列泵）的运行位置实施电子控制，没有再使用机械式离心调速方式来调控，而是通过电磁式供油定时控制阀。如上图，为位置控制式的分配泵，发动机运转时，通过接受传感器转换发出的加速踏板位置信号，转动速度传感器信号等，电控系统中的计算机快速运算出一个喷油量和一个匹配的的喷油提前角。接着通电给执行器供油时间控制阀和溢油控制线，在电磁场和机械力作用下，调节凸轮盘和驱动轴承的相对位置，同时也能改变滑套和回油口的一个相对距离。整个进程中，通过两个电磁阀各自控制喷油量和喷油提前角。位置控制式的柱塞泵也是基于这样的道理，电磁阀仅仅通过控制齿条的相对运动，进而控制柱塞相对于柱塞套的位置，调大或减小喷油量。位置控制式电控柴油喷射系统优点，控制准确度和反应速度都有所增大。将机械控制系统变为位置型电控系统时，柴油发动机的机构无需变动，生产继承性好。2.3.2时间控制式 图2-2如图所示，当处于喷油状态时，电控单元ECU 根据从加速踏板位置传感器和转速传感器的传来的输入信号，率先计算出基本供油量，接着基于来自冷却液温度、燃烧气温度、进入混合气压力等传感器信号进行回馈修正后，判定最佳供油量。判定喷油延时角，从而确定电磁阀线圈通电时间，线圈在电力作用下产生吸引力，吸住衔铁，衔铁克服阀芯回到原来位置，弹簧的排斥力推动阀芯向下滑动，直到阀芯上座与阀芯下座密封锥面碰撞时，阀芯闭合形成封闭高压腔。接着柱塞旋转和保持向前运动，高压腔的混合燃油被压缩产生高压，当不处在喷油状态时，电磁阀断电，喷油阀的阀芯是打开开合的，进入高压腔的燃油通过溢流阀流回泵腔。从电控喷油系统的原理可以得出，它一定程度上摆脱了机械自身的结构对供油时机的束缚，可以运用柱塞上行过程的时间段实现供油，从而获得可观的供油正时。因为只能利用柱塞向上运动时段实现供油调控，所以还是相当程度上受困于供油泵凸轮系统的，这使得转速更大程度上影响供油量。这种控制系统虽然控制准确度有很大的改善，但是喷油承受的压力还是不能独立控制2.3.3时间压力控制式图2-3时间压力控制式电控燃油系统为第三代电控系统，也是当前全球最前沿的电控技术。通过各缸共用的高压燃油容腔完成恰当的喷油控制。这一代系统中，喷射压力的作用独立于喷射过程。高压共轨系统很显著的特点： 1） 喷油正时和喷油供给量的高控制自由度。2） 燃油喷射压力是一个独立的过程，不受转速和负荷影响。低转速行驶工况，仍能以产生相当高的喷射压力。改进原有发动机低转速 大负荷这一不足。3） 能完成很高燃油压力喷射，目前已经达到160200MPa。4） 对喷油规律的调节能力很强。高速电磁阀保持一种运动状态，但是质量并不大，并不具有较大的运动惯量，因此在其控制喷油时，可以在一个发动机冲程循环中进行多次喷射，很好的改善改善燃油经济性。5） 可以适用多种型号的机型，都能够出色的协调配合。具有更优秀更多种的控制性能，极大地改善了柴油发动机的燃烧的压升率，进一步降低了尾气的排放，减小了噪声。2.4电控主要特点2.4.1降低排放污染电控柴油喷射系统，能根据汽车行驶的多种不同工况快速精准切换到更适合的空燃比，带来更高效的燃烧，同时混合添加的催化剂便能做到降低污染气体的排放量。当发动机处在极端工况时，能够快速给出调整策略，防止发生危险状况，损害到发动机。比如，当驾驶人员突然急停减速行驶时，能快速断掉供油量。传统化油器供油发动机，处在此时紧急状况时，虽然节气门快速闭合，但是发动机仍热在以很快的速度运转，由于气缸内空气进入减少，导致进气歧管内的空气稀薄度增加，此时会使残留在进气歧管内部管壁上的燃油，由于歧管内空气稀薄度急剧加大快速蒸发进入气缸，导致混合气变浓，造成混合燃油气燃烧不充分，导致尾气中的HC含量变浓。而电控发动机在急减速时，发动机转速高于一定值会自动切断供油，可完全排除HC排放。 2.4.2提高发动机的最大功率电控发动机的内部结构不同于传统化油器式发动机，其进排气管分布在缸体的两边，带来更大的空气密度。此外，电控发动机的由于没有化油器管道，可以免受束缚，带来更大的内部空间，从而装置直径较粗，内壁更光滑的进气管道，让空气进入更加顺畅，改善重启效率，进而加大了发动机的最大运转功率2.4.3燃油消耗低，经济性优越在互通的行驶工况下，电控发动机通过电子控制的数字化技术，更准确的调节适应于工况的最优空燃比。此外，喷射系统通过压力作用喷出的燃油，有更好的雾化品质，同时进气管道消除了燃油雾化的限制，进而设计的更恰当，带来混合更均匀的可燃混合气，导致更小的燃料消耗。 2.4.4改善发动机低温启动性能传统化油器式发动机运转时，空气流入速度小，喷油供给量低，且雾化程度不高，导致燃烧不充分，反应在发动机上就是启动困难。电控发动机装置有补充空气调节器和冷启动阀，且进入的气体的流速影响不了燃油的供给量，基于这些，发动机的低温起动性能得到了优化。第3章 发动机特性实验3.1 测功器测功器是专门用来测量发动机动力性指标的设备，主要测量输出转矩Ttq，同时测量发动机转速n，然后用公式P=eTtqn/9550，求得发动机输出功率。测功器能吸收发动机输出的功，利用这一特点课任意改变发动机的负荷和转速，由此模拟发动机使用工况。3.1.1 水力测功器水力测功器是通过发动机带动测功器转子同步旋转时，由其转子和外壳构成的涡流室内水的旋转运动，使测功器外壳在水的摩擦力作用下摆动一个与输出转矩成正比的角度，由此测量发动机输出转矩。3.1.2 电力测功器转子在定子磁场中转动产生感应电流，与定子磁场相互作用生成电磁力矩，定子外壳与该电磁力矩成正比的角度，在定子外壳上固定测力机构，测量此时力矩，即输出转矩。3.1.3 电涡流测功器它主要利用涡流电效应将发动机输出的机械能转变为电能，再将电能转换为热能。它吸收能量的主要部分是制动器，有转子和定子组成。3.2 油耗仪发动机的经济性指标，是通过测量发动机运行时对应该工况所消耗的燃油量，同时测出发动机的输出转矩和转速后，进行换算求得的。而每一工况所消耗的燃油量，是在稳定工况下通过测量一定时间间隔内所消耗的燃油量，由此计算每小时耗油量。传统的燃油消耗量的测量方法有两种。3.2.1容积法这种方法是在发动机工作时，通过消耗一定容积的燃油所需要的时间后，按式计算出每小时燃油消耗量。公式如下：式中 B每小时的燃油消耗量(kg/h) f燃料的密度（g/mL） Vf消耗燃油的容积（mL）B=3.6 Vfft在测量油耗的同时，通过测功器和转速表同时测量发动机的输出转矩和转速，求得输出功率以后，根据燃油消耗的定义，可求得燃油消耗率be。式中 be每小时的燃油消耗量g/(kW h)be=BPe10003.2.2质量法质量法是指通过测量消耗一定质量m的燃油所需要的时间t后，按公式计算每小时燃油消耗量B和燃油消耗率be。所消耗的燃油质量是用天平或电子称来计量。公式如下：式中 m消耗的燃油质量（g） t消耗m燃料所需要的时间（s）B=3.6 m tbe=BPe1000现阶段燃油消耗量的测量基本上都采用自动油耗仪。3.3试验计算结果校正以及分析方法由于试验的环境等因素会导致实验结果会产生偏差，为统一标准，按照国家有关标准对大气进行校正。国家规定标准大气压状态为：大气压力p0=99kPa，环境温度为：t0=25（T0=298K）,相对湿度0=30%。1. 压燃式发动机有效功率的校正式中 Pe0校正到标准环境条件下的有效功率 d压燃式发动机的大气校正因子Pe0=dPd对于压燃式发动机大气校正系数d可用如下公式计算式中 fa大气因子 fm发动机因子d=fafm2. 燃油消耗率的校正通常，汽油机不进行燃油校正，而对于压燃式，也只对其外特性进行校正式中 be0 标准大气压校正后的燃油消耗率 bec试验条件下测得的燃油消耗率be0=bed3. 发动机特性分析方法根据发动机的特性对发动机曲线的分析方法，可用平均有效压力来定义式中 c充气效率 a过量空气系数 i 指示热效率 m机械效率pme=K3caim通过平均有效压力的定义，结合发动机动力性指标、经济性指标可以对其进行分析。be=K31 imPe=K1caminB=K4canTtq=K2cami对于柴油机来说，主要取决与喷油量g，而充气效率c只是提供多大转矩的可能，所以可用以下公式来考核。Ttq=K5mig3.4负荷特性实验3.4.1实验原理发动机转速n维持不变时，其性能参数随负荷的变化规律称为负荷特性。这些参数主要有小时耗油量B，燃油消耗率be。3.4.2实验仪器和设备实验专用柴油机1台 测功机1台 油耗和转速测量装置3.4.3实验要求1、首先调节测功机负荷，全组实验人员分工完成；过程调节应均匀地精确地，使测功机负荷的前后变量避免出现太大波动，尽量，带来发动机的转速异常不稳定。2、一个人观察发动机油门指数；发现发动机处在不正常状态时应快速的调小甚至关闭发动机油门。3、一个人负责发动机转速和油耗的观察记录工作测；测定转速时，应仔细观察注视转速的上下波动情况，一旦发现转速的波动幅度超过20r/min，该组实验数据便记为无效重新开始新的实验。4、一个人负责发动机冷却水出水温度的监督和调控；维持冷却水出水温度不偏离805范围内，一旦发现气阻现象（冷却水拍不出来或出水温度大100），第一时间报告实验老师，能快速响应及时停掉测功机。5、一个人关闸发动机机油压力、温度；发现不正常情况应及时上报老师。6、完全准确记录各种数据，包括耗油质量m、耗油时间t发动机扭矩Ttq、发动机转速n。7、把记录数据绘制成曲线；留意误差偏大的点，可能是一些特别原因造成的，第一时间标记出来，以便补测修改。3.4.4实验步骤1进入数控试验台操作界面，确认各项监测数据正常，选择恒转速工作模式。2、起动发动机。发动机数控试验台油门上电、励磁上电，预热发动机至发动机冷却水出水温度为805。同时了解发动机数控试验台基本工作原理。3、预热完成后，调节发动机油门开度至最小，发动机回到怠速。开始发动机速度特性实验。4、改变测功机设定转速为负荷特性实验转速，调节发动机油门开度的大小，使之处于最大位置。待发动机的工况稳定后，测量其燃油消耗量m（g），测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩（测功机读数）Ttq和发动机转速n，并记录保存实验数据。5、根据发动机在该转速下输出的最大扭矩计算并确定发动机扭矩Ttq（发动机负荷）调节量的大小，保证实验工况点不少于7个点，以便绘制发动机负荷特性曲线。6、依次减小发动机油门开度的大小使发动机扭矩（测功机读数）Ttq每次降低,重复实验步骤5，记录保存实验数据。直至测功机的读数接近为零。7、以发动机扭矩（测功机读数）Ttq为横坐标，耗油质量m为纵坐标绘制监督曲线。3.5速度特性实验 3.5.1实验原理发动机速度特性：在发动机油门开度一定（部分开度或全开）的情况下，研究其性能指标功率Pe、扭矩Ttq、耗油量B及燃油消耗率be与转速n之间的关系。3.5.2实验步骤1 先对测功机进行预热一段时间，然后把发动机油门开度调至最小度数，发动机回到怠速工况。开始发动机速度特性实验。2、把测功机转速调至最低速度（不低于800r/min），调节发动机油门开度，符合实验要求的度数，并维持油门开度大小不变。在这组实验进行中，油门开度不再发生变化。待发动机的工况稳定后，测量其燃油消耗量m（g），测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩（测功机读数）Ttq和发动机转速n，并记录保存实验数据。3、改变测功机设定转速（每次的改变量为200r/min），待发动机的处于稳定状态后，测量其燃油消耗量m（g），测量二次，同时测量该工况下的发动机扭矩测功机读数）Ttq和发动机转速n，并记录保存实验生成数据。4、依次增加测功机转动速度，重复上述步骤，并记录保存实验生成数据。第4章 试验数据处理及分析4.1负荷特性实验数据转速2700r/min输出转速输出转矩输出功率油耗量油耗率排气温度机油压力进水温度油门开度269526574.817.737237.243933676.998.22716238.567.817.73261.54343387765.1272021561.215.207248.44103407662.92733186.553.413.783258.33863437560.12745162.646.812.525269.236534477.358.9。132.437.510.926291.232134677.856.32696102.428.99.758337.830734776.353.7270180.522.87.91535227735177.450.4270553.715.26.933455.426035476.447.5表4-1修正后数据大气压力环境湿度环境温度出水温度修正系数修正功率修正转矩修正油耗率负荷开度1037.937.879.91.008475.4267.2235.256.81038.537.8801.008468.4240.5259.351.11038.537.879.31.008461.7216.8246.345.91038.537.880.31.008453.8188.1256.139.31038.637.979.71.008447.2164266.9341038.637.980.71.008437.8133.5288.826.6102.98.638791.008429.1103.233519.71038.738.179.51.00842381.2349.115102.98.838.179.31.008415.354.2451.79表4-2 be/g/(kw.h) B/(kg/h) Pe/KW图4-1油耗率曲线整个变化过程呈现缓慢下降的趋势，功率为15.3kw时油耗率为最大值451.7 g/(kw.h)，功率为75.4kw时油耗率为最小值235.2 g/(kw.h)。油耗率在功率为75.4（kw）到61.7（kw）之间下降速度较快，之后下降速度相对变的缓慢了一些。 油耗量曲线在整个实验过程中呈现缓慢上升的趋势，功率为15.3kw时油耗量为最小值6.933 kg/h，功率为75.4kw时油耗量对应最大值17.737 kg/h。油耗量在功率为75.4（kw）到61.7（kw）之间上升幅度相对较大，在之后上升速度变得缓慢，在最后两个点曲线变得平缓。转速2400 r/min输出转速输出转矩输出功率油耗量油耗率排气温度机油压力进水温度油门开度2400261.765.815.827240.72308856.998.22339237.658.214.656251.83089161.766.12360203.250.213.546269.83178863.462.82406175.444.211.883268.9313936660.12463158.140.89.858241.83019568.958.92377113.828.38.744308.72919270.556.3235078.919.47.591391.12769372.553.723425914.56.649459.32659473.650.4239229.97.55.218696.12489674.447.5表4-3修正后数据大气压力环境湿度环境温度出水温度修正系数修正功率修正转矩修正油耗率负荷开度102.912.431.457.71.008466.3263.9238.748.4102.812.531.462.81.008458.7239.6249.743.4102.812.631.464.51.008450.6204.9267.536.5102.812.731.467.21.008444.6176.8266.731.4102.812.731.4701.008441.1159.4239.828.4102.812.831.471.61.008428.6114.8306.119.7102.812.831.473.51.008419.679.5387.812.9102.812.931.574.51.008414.659.5455.57.3102.812.831.575.81.00847.630.2690.32.6表4-4be/g/(kw.h) B/(kg/h) Pe/KW图4-2油耗率曲线在整个变化过程呈现缓慢下降的趋势，功率为7.6kw时此时有油耗率最大值，功率为66.3 g/(kw.h)此时有油耗率最小值238.7 g/(kw.h)。油耗率在功率区间66.3kw到44.1kw下降的幅度相对较大，在之后下降的速度变缓慢。油耗量曲线在整个实验过程中大体上呈现逐渐上升的趋势，功率7.6kw时此时油耗量对应最小值5.218 kg/h，功率为66.3 g/(kw.h)此时油耗量为最小值15.827 kg/h。油耗量在功率区间66.3kw到44.1kw上升幅度较为缓慢，之后上速度变大。转速2100r/min输出转速输出转矩输出功率油耗量油耗率排气温度机油压力进水温度油门开度2151272.961.512.486203.127930778.298.22115241.253.412.219228.730830778.266.12105210.746.510.945235.631430576.162.82126181.640.410.164251.431030676.760.12138157.935.310.164287.63043077858.92128124.727.810.164365.729430778.356.3205489.619.38.644448.628330377.153.7209665.914.54.8433526230977.150.4209431.974.042577.424731277.947.5表4-5修正后数据大气压力环境湿度环境温度出水温度修正系数修正功率修正转矩修正油耗率负荷开度102.81.647.6801.008462275.2201.445.7102.81.547.681.11.008453.9243.3226.839.3102.81.547.680.71.008446.8212.5233.633.6102.81.547.679.51.008440.8183.1249.328.4102.81.447.680.11.008435.6159.2285.224.5102.81.447.6811.008428125.8362.618.4102.81.347.680.91.008419.490.3444.911.7102.81.347.679.41.008414.666.4332.28.2102.81.247.679.71.00847.132.2572.62.3表4-6be/g/(kw.h) B/(kg/h) Pe/KW图4-3油耗率曲线在整个变化过程中呈现缓慢下降的趋势，功率为7.1kw此时油耗率有最大值572.6 g/(kw.h)，功率为62kw时油耗率有最小值201.4 g/(kw.h)。在功率区间7.1kw到19.4kw下降幅度相对较大，但之后下降速度相对平滑。油耗量曲线在整个实验过程中大体呈现上升趋势，功率为7.1kw时对应油耗量最小值4.042 kg/h，功率为62kw时油耗量有最大值12.486 kg/h，在功率区间7.1kw到28kw油耗量上升幅度较大，在功率区间28kw到40.8kw之间油耗量变换平缓，在之后上升幅度又加大，但是不如第一段区间增加速度快。 转速1800 r/min输出转速输出转矩输出功率油耗量油耗率排气温度机油压力进水温度油门开度1816261.149.68.027161.72228838.598.21776230.642.910.56246.22578838.566.11771202.137.59.802261.52708838.662.81741177.132.38.679268.92768738.660.11771148.627.67.594275.62778738.858.91771118.221.96.52297.42758838.956.317878115.24.696309.8258913953.717876211.64.1443572499039.150.4179833.36.33.226515236933947.5表4-7修正后数据修正系数修正功率修正转矩修正油耗率负荷开度出油温度进油温度出水温度负荷开度1.008450263.3160.440.973.770.542.645.71.008443.3232.5244.136.272.570.343.139.31.008437.8203.8259.330.975.670.443.533.61.008432.5178.6266.724.67470.343.828.41.008427.8149.8273.321.673.270.344.124.51.008422.1119.229515.973.170.344.218.41.008415.381.7307.310.271.770.344.211.71.008411.762.6354.16.972.270.244.18.21.00846.333.6510.72.572.170.243.92.3表4-8be/g/(kw.h) B/(kg/h)图4-4消耗率曲线在整个变化过程中呈现大体下降趋势，功率为6.3kw时对应油耗率最大值为510.7 g/(kw.h)，功率为50kw时对应油耗率最小值160.4 g/(kw.h)。在功率区间6.3kw到15.3kw油耗率下降速度相对较大，但之后下降的幅度变得小一些。功率为6.3kw时对应油耗率最低值3.226 g/(kw.h)，功率为50kw时对应油耗量最高值8.027 kg/h。油耗量曲线在整个试验过程中大体线性增加，在功率较大的后两点上升速度稍微变换一点。转速1500r/min输出转速输出转矩输出功率油耗量油耗率排气温度机油压力进水温度油门开度1505255.940.38.332206.62477780.498.21486220.734.38.0372342837379.166.11505200.231.57.24229.52987478.462.8149216625.96.331244.23057578.860.11495137.221.55.4251.43037779.658.91535113.918.34.5052462937679.256.3148084.413.14.005306.32857778.353.7154365.910.63.747351.92747578.450.4151830.94.93.747762.92587879.247.5表4-9修正后数据大气压力环境湿度环境温度出水温度修正系数修正功率修正转矩修正油耗率负荷开度102.810.836.282.41.008440.7258.1204.839.8102.810.636.382.61.008434.6222.623233.8102.810.636.382.11.008431.8201.9227.630.2102.810.436.381.51.008426.1167.4242.224.5102.810.436.381.81.008421.7138.4249.319.8102.810.436.382.31.008418.5114.9243.916.1102.810.436.381.81.008413.285.1303.7