实验二  汽油机点火提前特性测试(仿真)
一、实验目的
1、掌物汽油机点火提前特性的试验方法,加深对汽油机点火特性的理解。
2、学会对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析,并绘制汽油机点火提前特性曲线图,出发动机的最佳点火提前角θH
3、学习汽油机点火提前特性仿真方面内容。
二、实验仪器设备
1、汽油发动机                                    一台
2、电涡流测功机                                  一台
3、容积式油耗仪                                  一台
4、秒表                                          二只
5、数值转速显示仪                                一台
6、点火提前角测量装置                            一套
7、液体密度计                                    一只
8、温度计                                        一只
9、大气压力计                                    一只
10、汽油                                          10升
三、实验原理
在汽油机节气门开度、转速和混合气浓度一定的条件下,发动机功率、燃油消耗率随点火提前角变化称为汽油机的点火提前特性。
对于发动机的每一种工况,都存在一个最小点火提前角,使发动机功率最大,燃油消耗率最低,这个点火提前角称为最佳点火提前角。
影响汽油机最佳点火提前角的因素很多,如转速、过量空气系数、负荷、进气压力、冷却水温度、汽油辛烷值等,它只能在试验中予以测定。
四、实验内容和要求
1、调整点火提前角及指挥全组协调动作,一人。注意观察发动机的运转情况,当发动机出现转速不稳或爆震现象,说明发动机点火提前角太小或太大,应及时调整,保证发动机正常工作。
2、调节、监视发动机节气门,一人;当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。
3、调整电涡流测功机负荷,一人;测功机负荷的调整应均匀、准确,尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷,造成发动机的转速剧烈波动。
4、测量发动机油耗并监测发动机转速,一人;注意转速的波动情况,当转速的波动值超过±20r/min,该组实验数据应视为无效并重做。
5、测量点火提前角,一人。
6、调节、监视发动机冷却水出水温度,一人;保持发动机动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内,出现气阻现象(无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃),应立即报告,以便及时停机。
7、监视发动机机油压力、温度,一人;出现异常情况应及时报告。
8、记录测功机读数Pe、发动机转速n、耗油体积V和耗油时间t和点火提前角θ,一人;实验数据记录应准确无误。
9、绘制实验曲线,一人;当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点,应及时指出,以便立即补测校正。
五、实验方法与步骤
1、按照附录一《发动机台架试验安全操作规范》,作好试验前的准备工作。
2、起动、预热发动机至发动机冷却水出水温度为80±5℃。
3、调节发动机节气门,达到所需之开度,同时调整测功机负荷,使发动机转速n达到规定
值,固定节气门。在整个实验过程中节气门开度不再发生改变。
4、调整点火提前装置,使其达到能让发动机稳定运转的最小点火提前角,调整测功机负荷(一般为减小),使发动机转速n恢复到规定值,待发动机的工况稳定后,测量测功机Pe及消耗燃油△V(30ml)所需的时间△t,测量二次。
5、调整点火提前装置加大点火提前角△θ(3~5°/每次),重复上述测量(2次/每点),直到出现最大功率后开始下降。实验过程中,允许发动机出现轻微爆震为止。
6、以点火提前角θ为横坐标,测功机读数Pe为纵坐标绘制监督曲线。
7、实验完毕后,应逐渐减小测功机负荷至空车再低速运转数分钟后停车,并抄录整理实验数据,作好保养清理工作,经实验指导老师签字后即可离开实验室。
六、实验重点或难点
1、测功机负荷的调整。
2、实验数据的处理以及结果分析。
3、学习汽油机点火提前特性仿真方面内容。
七、实验注意事项
1、在测量过程中,当θθH最佳点火提前角时发动机可能出现轻微的爆震,试验允许在轻微的爆震下工作,这时的测量应准确迅速,测量一次即可,同时学生应注意倾听,训练分析爆燃的能力。发动机预热
2、整个试验过程中,应尽可能保持发动机机油压力、温度,冷却水出水温度不变,以保证实验精度。
3、注意实验过程中的人身安全。
八、(1)介绍自己学习汽油机点火提前特性仿真方面内容;
(2)根据实验数据、绘制点火提前特性曲线图并对特性图进行分析。
解(1)每一台特定的发机都有最佳的点火提前角MAP,建立计算提前的数学模型,以获取精火提前的数学模型,以条实法则作基础。用发动机最大制动扭
相对应的提前角(MBT)使发对机的量在上止点CA时燃由于受转速,燃比及进气力等影响条件
解(2)
解(2)
最佳角:对于动机的每一种工况在一个最小点火提前角,使发动机功率最大,燃油消耗率最低且不发生爆燃这个点火提前角称最佳点火提前角。
(a)曲线在较低转速下数值很小,但随转速的增加速增长,功率到一定区间后功率增大度变缓大然后下降表现为凸形曲线转速持续增大。
(b)扭矩曲线与功率曲线相反,它往往在较低转速获得最大值,随着转速的上升而下降。