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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：某型電控柴油發(fā)動機動力
性分析
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： B13142
作 者 姓 名 ： 饒欽
作 者 學 號 ： 20124014138
指導教師姓名： 臧繼嵩
完 成 時 間 ： 2017.5.28
北華航天工業(yè)學院教務處制
摘要
發(fā)動機做為汽車的心臟，是汽車動力的源頭。發(fā)動機的動力性直接影響著汽車的性能。汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機由于燃料不同，它們的動力性能也不同。本文研究了某型電控柴油發(fā)動機動力性。通過發(fā)動機臺架試驗系統(tǒng)，試驗發(fā)動機的速度特性，通過數(shù)據(jù)測量，分析指定發(fā)動機動力性特點。試驗結(jié)果可得出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，功率，扭矩。這些都是表征發(fā)動機做工能力大小的指標。通過分析發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，功率及扭矩可以的得出相關發(fā)動機的動力性能的優(yōu)劣。
關鍵詞：發(fā)動機 速度特性 轉(zhuǎn)速 功率 扭矩
I
Abstract
the engine as the heart of the car is the source of car power. The power of the engine directly affects the performance of the car. Petrol engines and diesel engines differ in their dynamic performance due to different fuels. This paper studies the dynamic properties of a certain type of diesel engine. Through the engine platform test system，the speed characteristics of the engine are tested, and the characteristics of the engine are analyzed by means of data measurement. The test results show the engine's speed，power and torque. These are indicators of the power of the engine. By analyzing the engine speed，the power and torque can be used to determine the dynamic performance of the relevant engine.
Key words: engine Speed characteristic Speed Power Torque
II
目 錄
摘要 I
Abstract II
目 錄 3
第1章緒論 1
1.1 國內(nèi)外電控柴油發(fā)動機機發(fā)展背景和現(xiàn)狀 1
1.1.1 國外 1
1.1.2 國內(nèi) 1
1.2 電控柴油發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展和研究意義 2
1.2.1 電控柴油發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展 2
1.2.2 電控柴油發(fā)動機的研究意義 3
1.3 電控柴油機的結(jié)構(gòu) 3
1.3.１ 電控共軌系統(tǒng)組成 3
1.4 發(fā)動機的特性 5
1.4.1 發(fā)動機的工況 5
1.4.2 發(fā)動機的臺架試驗 7
第2章設備與方法 10
2.1 設備 10
2.1.1基本要求 10
2.1.2基本組成 10
2.1.3測功機 11
2.2試驗設計 12
2.2.1發(fā)動機轉(zhuǎn)矩測量 12
2.2.2發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量 13
2.2.3功率試驗 13
2.3試驗流程 14
2.3.1發(fā)動機速度特性試驗 14
2.3.2試驗方法與步驟 14
2.3.3操作要點 15
2.3.4數(shù)據(jù)整理 16
第3章結(jié)果分析 18
3.1發(fā)動機特性的分析方法 18
3.2速度特性 18
3.2.1部分負荷特性及外特性 19
3.2.2對比分析 37
3.3本章小結(jié) 40
總 結(jié) 41
致 謝 42
參考文獻 43
第1章緒論
1.1 國內(nèi)外電控柴油發(fā)動機機發(fā)展背景和現(xiàn)狀
1.1.1 國外
柴油發(fā)動機的發(fā)展已經(jīng)有一百多年的歷史，他的發(fā)展階段可分為三個階段。第一階段：在2 0世紀20年代中期以德國博世為代表的機械燃油噴射系統(tǒng)代替了存儲系統(tǒng)，使柴油發(fā)動機在車輛上的應用。第二階段：20世紀50年代初的廢氣渦輪增壓技術(shù)，為其在行業(yè)奠定了基礎。第三階段：到目前為止，80年代以來，現(xiàn)代電腦作為電子控制單元的電子控制技術(shù)在柴油發(fā)動機的應用上，擁有現(xiàn)代先進的汽車柴油機電子控制系統(tǒng)和開發(fā)，使柴油機處于動態(tài)，經(jīng)濟型噪聲指標具有較強的競爭優(yōu)勢，發(fā)展了柴油機技術(shù)，進入了新的歷史舞臺1。僅1993年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，德國博世的電控分配泵和電控在線泵市場已超過25萬臺，美國底特律柴油機公司DDEC電控泵噴嘴系統(tǒng)生產(chǎn)量超過10萬臺，以及部分日本公司可變前置TICS在線泵已達到20,000臺以上，其中大多數(shù)是電子控制的。另外，如美國卡特彼勒公司，日本日本公司，德國電裝公司都進行了共軌電子燃油噴射系統(tǒng)研究，并已投入生產(chǎn)。到目前為止，各國已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn)各種柴油電子控制系統(tǒng)，大力緩解當前全球能源危機和汽車污染。一些汽車工業(yè)在發(fā)達國家，柴油機電子控制技術(shù)水平現(xiàn)在相當發(fā)達。目前，歐洲和美國的重型車輛有100%，使用柴油發(fā)動機的輕型車輛的90%，歐洲的柴油汽車占汽車所有權(quán)比例的40%以上，新車產(chǎn)量的比例在50%以上。博世對中國市場的保守預測是，到2015年，柴油車輛的比例可以達到25%，到2015年將達到同樣。根據(jù)美國在輕型車和汽車領域的第3條，柴油車市場份額將增加到約15%。柴油機電子控制技術(shù)可分為三個階段：
（1）20世紀70年代初期發(fā)展階段，電子控制主要用于柴油發(fā)電機組; （2）20世紀80年代為實踐階段，開發(fā)出了多種位置控制和時間控制的電噴系統(tǒng)，從原來的一個控制量為各種發(fā)展; （3）20世紀90年代至今為成熟階段，更強大的EFI系統(tǒng)可以控制噴油燃料，燃油噴射正時，燃油噴射壓力和噴油率2。
1.1.2 國內(nèi)
目前國內(nèi)柴油機電子燃油噴射技術(shù)在國外已經(jīng)遠遠落后，中國汽車工業(yè)與國際水平之間仍然存在著相當大的差距，電控柴油機的應用技術(shù)仍然不完善。中國的柴油機電子控制技術(shù)起步較晚，自20世紀90年代中期以來，許多科研單位和機構(gòu)的科技研究都取得了一些成果。在位置控制系統(tǒng)方面，國內(nèi)的研究更多。如長春汽車研究院在線泵可變前沖程控制研究，實現(xiàn)了CA6110系列柴油機轉(zhuǎn)速控制;北京工業(yè)大學電磁閥通過液壓伺服驅(qū)動機架實現(xiàn)入站泵燃油噴射控制;東蒸汽公司在CUMMINS6BT的基礎上調(diào)整控制桿油位控制系統(tǒng)的位置也取得了一定的效果3。在高壓共軌系統(tǒng)及其與柴油機配套技術(shù)的發(fā)展中在研發(fā)階段，目前的研究工作是柴油機電子控制注射系統(tǒng)的研發(fā)。在這一領域，吉林工業(yè)大學等大學，以及長春，無錫等70個研究機構(gòu)，分別在供應（噴霧）油和供應（噴霧）循環(huán)的“位置控制”，“時間控制“和”共軌系統(tǒng)“等方面的開發(fā)和實驗研究工作，取得了顯著成效。 2004年底，威孚集團與博世公司聯(lián)合成立博世汽車柴油系統(tǒng)有限公司，公司以博世科技公司依托無錫高壓共軌系統(tǒng)生產(chǎn)，公司擁有大量國外先進的技術(shù)和自主研發(fā)。博世公司符合歐Ⅲ排放標準的高壓共軌系統(tǒng)已投入國內(nèi)市場。國內(nèi)一些關鍵技術(shù)問題如高速電磁閥研究，泵燃油控制，實施機構(gòu)的實施，泄漏問題，分工等學科尚未成熟完善。目前，有關企業(yè)正在開展一些共軌電氣控制及其校準系統(tǒng)研發(fā)，零部件調(diào)整優(yōu)化，燃油特性分析和燃油系統(tǒng)仿真等工作。
1.2 電控柴油發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展和研究意義
1.2.1 電控柴油發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展
柴油機的電控技術(shù)的發(fā)展與汽油機的發(fā)展其實在過程上是有很多一樣的地方。自從上個世紀80年代開始，在市場上的許多現(xiàn)代汽車，他們的柴油電控系統(tǒng)隨著汽車必須要有的功能變多，柴油電控系統(tǒng)也必須變革增多，而且，相應的作用也從以前的單一變得比較的繁雜，直到如今的電控技術(shù)可以時時刻刻的控制著汽車的每一方面。舉個例來說，以前的電控燃油噴射系統(tǒng)采用的是位置控制，利用的是脈沖高壓供油原理，雖然這個原理在早期的時候來說，是有比較大的作用，但是隨著科技不斷的發(fā)展，科學家們也在其中發(fā)現(xiàn)了許多的問題，因為這個原理里面會由于伺服機構(gòu)執(zhí)行頻率響應慢，和控制的頻率比較低，導致對于整個系統(tǒng)的控制進度很低而且并不是怎么樣的穩(wěn)定。通過幾年來的發(fā)展，到了上世紀九十年代初的時候，時間式的電控燃油噴射系統(tǒng)研究成功，但是這個系統(tǒng)依舊用的是以前的脈沖高壓供油原理，缺點也是明顯的4。最后到了九十年代中期的時候，才有一種新的電控燃油噴射系統(tǒng)北研究出來，它不像之前的系統(tǒng)用的都是脈沖高沖供油原理，而是采用的一種新的原理，時間-壓力控制的燃油計量原理，這種新技術(shù)才使得柴油機的發(fā)展步入一個新的發(fā)展階段，可見新技術(shù)對于發(fā)展的重要程度。
1.2.2 電控柴油發(fā)動機的研究意義
一般汽車由發(fā)動機、底盤、車身和電器設備四個部分組成，其中發(fā)動機是汽車的動力裝置其作用是將輸入的燃料變成機械功，然后通過傳動系、行駛系驅(qū)動汽車行駛。可見發(fā)動機性能的好壞，直接影響整車的性能指標。
作為汽車的動力，柴油機與汽油機相比，其主要優(yōu)點是：
（1）柴油機的燃料經(jīng)濟性好。首先，每單位柴油的能源含量比汽油高；其次，因為柴油機的壓燃特性，使其熱效率比汽油機的高，燃油消耗率降低，而且在工況變化時，燃油消耗率曲線變化歷程比較平穩(wěn)，這對經(jīng)常在部分負載下使用的發(fā)動機是非常重要的。汽車的實際使用經(jīng)驗表明，在正常的刑事狀況下，柴油車可節(jié)約燃料30%，而在中小負載下運行則可節(jié)約40%。所以，省油是柴油汽車最大特點5。
（2）柴油機的工作可靠性、耐久性比汽油機好，柴油機中大部分零件的使用壽命都相應高于汽油機的使用壽命。柴油機由于沒有點火系統(tǒng)，所以故障相對較少，工作可靠。
（3）有害排放物較低，更有利于保護生態(tài)環(huán)境。
目前，世界上代用燃料的研發(fā)相當廣泛，例如，電動汽車、燃料電池車、燃氣汽車等。而這些研究成果還沒有成熟到可以批量生產(chǎn)的程度。所以大力發(fā)展柴油車在中國已勢在必行。而發(fā)展的關鍵為技術(shù)問題，為了滿足國家新的排放標準，必須采用電控技術(shù)6。
柴油機電控技術(shù)首先是為滿足各國日益嚴格的排放法規(guī)。此外，能源危機使得在強烈要求降低排放的同時，始終強調(diào)降低排放的要求。
為了降低油耗和減少排放，國外的研究也只指出了柴油機應采取新技術(shù)。
1.3 電控柴油機的結(jié)構(gòu)
1.3.１ 電控共軌系統(tǒng)組成
電控高壓共軌式燃油系統(tǒng)的組成如圖所示。我們從功能的方向來分析整個系統(tǒng)，可以把系統(tǒng)總的分為兩個部分：電控系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)。
圖1-1共軌式燃油系統(tǒng)
1.3.1.1 電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)其實可以總的分為三個部分：傳感器、控制單元、執(zhí)行器。在這些里面，ECU是整個系統(tǒng)的核心部分。根據(jù)傳感器信息，ECU計算最佳燃油噴射時間和最合適的燃油噴射，并計算出在什么時間，噴油器的距離到開啟電磁閥指令的距離，從而實現(xiàn)發(fā)動機的精確控制工作過程。
ECU是在汽車上的各種傳感器和開關。電子系統(tǒng)控制的框圖如下圖。
圖1-2電子系統(tǒng)控制圖
1.3.1.2 燃料供給系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng)也是可以分成三個部分：供油泵、共軌和噴油器。
燃油供應系統(tǒng)的基本工作原理是油泵將燃油加壓成高壓并將其送入共軌。 共軌實際上是燃油分配管。 存儲在共軌中的燃料在適當?shù)臅r間通過噴射器噴射到發(fā)動機氣缸中。 燃料噴射器中的電子控制共軌系統(tǒng)是由噴射器控制的電磁閥，電磁閥通過發(fā)動機控制單元控制開閉。
柴油發(fā)動機電子燃油噴射系統(tǒng)除了控制燃料噴射，燃油噴射正時和燃油噴射壓力也有很高的要求。
1.4 發(fā)動機的特性
發(fā)動機做為動力機械，主要為其它的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，理解和掌握發(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的意義。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指標等隨發(fā)動機使用工況的變化特性來表現(xiàn)出來7。
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。
關于發(fā)動機的特性，主要通過發(fā)動機的各項性能指標隨工況的變化特性來研究,包括發(fā)動機的負荷特性，速度特性以及萬有特性等。所以，要研究發(fā)動機的特性，首先需要了解發(fā)動機工況，發(fā)動機性能指標的測量方法以及發(fā)動機的試驗方法等。
1.4.1 發(fā)動機的工況
發(fā)動機的工況，就是指發(fā)動機運行的狀態(tài)，常用發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷表示。其中轉(zhuǎn)速表示發(fā)動機的工作頻率，而負荷表示發(fā)動機的對外做功能力，是要用輸出轉(zhuǎn)或平均有效壓力表示。
發(fā)動機的輸出功率，是表征發(fā)動機工況特征的重要綜合指標。但是，由于輸出功率相同，不等于工況相同。由于工況不同，發(fā)動機的工作狀態(tài)即燃燒放熱過程不同。因此，在相同功率下，發(fā)動機的經(jīng)濟型和排放特性不一樣。所以，正確認識發(fā)動機的工況，對改善整車性能具有重要意義。
根據(jù)內(nèi)燃機的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，其工況是限定在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速以及在各工作轉(zhuǎn)速下所能輸出的最大動率所包圍的范圍。最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速又稱為怠速轉(zhuǎn)速，此時向氣缸供給的混合氣量最少，只供克服發(fā)動機內(nèi)部摩擦損失用，而對外輸出功等于零8。所以，若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速時，由于飛輪等運動件的儲存能量小，導致發(fā)動機轉(zhuǎn)速過大，不能正常穩(wěn)定運行。而發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速主要受到來自充氣效率，機械損失和曲柄連桿機構(gòu)的慣性力的影響。高轉(zhuǎn)速時由于流動損失增加充氣效率迅速下降，同時活塞組的往復慣性力和曲軸的旋轉(zhuǎn)慣性力增加，摩擦損失增加，直接危及發(fā)動機的工作可靠性。因此，每一臺發(fā)動機都限定在其允許的最高使用轉(zhuǎn)速，即標定轉(zhuǎn)速，所以，發(fā)動機的實際工作范圍就限定在最低轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的小于或等于外特性功率曲線的區(qū)域內(nèi)。
1.4.1.1 工況 根據(jù)不同的工作機械對發(fā)動機的使用條件不同，將發(fā)動機的工況分為了以下的三大類：
（1）恒速工況 恒速工況是指發(fā)動機的轉(zhuǎn)速保持不變，而功率隨著負載而變化的工況（如下圖）
圖1-3功率轉(zhuǎn)速圖
如發(fā)電用發(fā)動機的工況，為了保證發(fā)電機工作頻率穩(wěn)定，要求發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變，而功率隨電機負荷的大小而變化。恒速工況的特例使發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)速和負荷均保持不變，這種工況稱為點工況。如發(fā)動機帶動排灌用水泵工作時，除起動和過度工況外，一般都按點工況運行。
（2）線工況 線工況主要指發(fā)動機輸出功率與轉(zhuǎn)速成一定函數(shù)關系的工況。比較典型的就是船用發(fā)動機的螺旋槳工況。發(fā)動機的輸出功率主要克服來自流體的阻力，即船舶穩(wěn)定行駛時，發(fā)動機輸出的功率必須與螺旋槳輸出的功率相等。在螺旋槳節(jié)距一定的條件下，發(fā)動機功率與轉(zhuǎn)速成轉(zhuǎn)速的三次方成正比。
（3）面工況 前兩種工況的共同特點是，發(fā)動機輸出功率與轉(zhuǎn)速有一定的約束關系。而面工況的特點是發(fā)動機輸出功率和轉(zhuǎn)速之間沒有特點的約束關系。在發(fā)動機整個工作區(qū)域內(nèi)，功率和轉(zhuǎn)速都相對獨立變化，因此發(fā)動機可能運行的范圍就是其實際工況變化范圍，稱之為面工況。如車用發(fā)動機的工況，或其它陸地運輸和作業(yè)的工作機械用發(fā)動機的工況，就屬于這種工況。在陸地行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速取決于車輛等陸地作業(yè)的工作機械的行駛速度，而發(fā)動機的輸出功率，取決于車輛的行駛阻力。車輛行駛阻力不僅與其行駛速度有關，而且還取決于道路情況，或拖拉機耕地時的土壤條件，推土時的推土載荷量等。
我們在這里討論的是發(fā)動機的特性。由于汽車的使用條件比較復雜，發(fā)動機運行工況不斷發(fā)生變化。所以對車用發(fā)動機的性能評價，只是標定點的性能指標是不夠的，還需要研究不同工況下，發(fā)動機性能指標的變化特性。發(fā)動機的性能指標有動力性指標，經(jīng)濟性指標以及排放性指標，這些指標隨發(fā)動機工況的變化規(guī)律稱為發(fā)動機的使用特性，而這些性能指標隨工況的變化曲線稱為特性曲線。通過發(fā)動機的特性曲線，可以直觀的評價與分析發(fā)動機的性能及影響因素，使發(fā)動機性能分析的重要手段。
1.4.2 發(fā)動機的臺架試驗
為了繪制發(fā)動機的特性曲線，需要專門的實驗測試條件。由于發(fā)動機是動力機械，在熱工轉(zhuǎn)換的工作過程中對外輸出功的同時，引起強烈的震動。所以，為了準確測量各必要的性能參數(shù)，需要將發(fā)動機和必要的測量設備裝置固定在堅實、防震的專用基礎上，基礎的振幅不得大于0.05~0.1mm。為了測量輸出功率或轉(zhuǎn)矩，將發(fā)動機和測功器在臺架上通過聯(lián)軸器連接，并用轉(zhuǎn)速傳感器測量曲軸或與曲軸同軸連接的測功器軸的轉(zhuǎn)速9。由于實驗研究的內(nèi)容不同，所需要的測試設備有所區(qū)別，但是最基本的設備有測功器、油耗儀、轉(zhuǎn)速表以及排放測試設備等。除此之外，還需要專門的冷卻水系統(tǒng)以保證試驗時發(fā)動機的工作溫度保持在設定的恒溫狀態(tài)，以及向發(fā)動機供給所需燃料的燃料供給系統(tǒng)，實驗室專用通風裝置、消聲裝置等輔助系統(tǒng)。
1.4.2.1測功器 測功器是專門用來測量發(fā)動機動力性指標的設備，主要測量輸出轉(zhuǎn)矩，同時測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，然后用公式求得發(fā)動機的輸出功率，并根據(jù)發(fā)動機的輸出功率，并根據(jù)輸出功率和平均有效壓力的關系式，計算出平均有效壓力，測功器能吸收發(fā)動機輸出的功，利用這一特點可任意改變發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速，由此模擬發(fā)動機的使用工況。根據(jù)測功機的吸收功的原理不同，將常用測功器分為水力測功器，平衡式直流電力測功器和電渦流測功器三種。
（1）水力測功器 水利測功器是通過發(fā)動機帶動測功器轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)時，由其轉(zhuǎn)子和外殼構(gòu)成的渦流室內(nèi)水的旋轉(zhuǎn)運動，使測功機外殼在水的摩擦力作用下擺動一個與輸出轉(zhuǎn)矩成正比的角度，由此測量發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩。如果渦流室內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動的水量越多，水層越厚，摩擦力就越大，外殼擺動角度增加，則外殼上固定的測力機構(gòu)的讀數(shù)隨之增加，表明水吸收的機械功越多。當發(fā)動機穩(wěn)定運行時，測功機的擺動角度不變，測功器讀數(shù)穩(wěn)定（如下圖）。
圖1-4水力測功器
水力測功器由于其廉價、工作可靠、體積小等優(yōu)點，曾在國內(nèi)廣泛運用。但隨著自動化程度以及測量精度要求的不斷提高，它逐漸被電力測功器或電渦流測功器所取締。
（2）電力測功器 電力測功器如下圖所示，當發(fā)動機帶動直流電動機的轉(zhuǎn)子在定子磁場中轉(zhuǎn)動時，切割磁力線而產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場與定子磁場相互作用產(chǎn)生電磁力矩。受該力矩的作用浮動支承在軸承上的定子外殼擺動一個與該電磁力矩成正比的角度。在定子外殼上固定一個測力機構(gòu)，測量此時外殼擺動角度時的力矩大小，該力矩大小與發(fā)動機加載轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩相等。通過改變定子磁城的大小可任意調(diào)節(jié)該測功器受吸收的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的大小，達到既調(diào)節(jié)負荷又測量輸出轉(zhuǎn)矩的目的。這種測功器，雖然機構(gòu)較復雜，價格貴，但由于能回收電能，反拖發(fā)動機，而且工作靈敏，測量精度高，而得到廣泛運用。
圖1-5電力測功器
（3）電渦流測功器 電渦流測功器也是目前常用的一種測功器。它主要利用渦電流效應將發(fā)動機輸出的機械能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能轉(zhuǎn)化為熱能。該測功器吸收能量的主要部分是制動器，由轉(zhuǎn)子和定子組成。定子包括外殼，渦流環(huán)和勵磁線圈。而外殼，渦流環(huán)，空氣隙和轉(zhuǎn)子構(gòu)成磁路，當外界直流電源向勵磁線圈供電時，在該磁路上產(chǎn)生磁力線。發(fā)動機驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此時由于在磁路中轉(zhuǎn)子外緣渦流槽的存在，在空氣隙處磁力線密度發(fā)生變化，因而在渦流環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢而形成電渦流。此電流與所產(chǎn)生的磁場相互作用形成電磁轉(zhuǎn)矩，使浮動在支撐上的定子擺動一個角度。調(diào)節(jié)勵磁電流，即可改變電渦流強度，從而測功器所能吸收的機械功不同，定子擺動角度也不同，由此可測量轉(zhuǎn)矩又可調(diào)節(jié)負荷。由于渦流電路有一定電阻，在渦流環(huán)內(nèi)存在電能損耗，是渦流環(huán)發(fā)熱，所以需要冷卻水來強制冷卻渦流環(huán)。這種測功器操作簡便，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，測量精度高。但是不能反拖發(fā)動機，而且能量不能回收，成本也比較高。
1.4.2.2油耗儀 發(fā)動機的經(jīng)濟性指標，是通過測量發(fā)動機運行時對應該工況所消耗的燃料量，同時測量發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速后，進行換算求得的。發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩由測功器測量，發(fā)動機轉(zhuǎn)速則用專用轉(zhuǎn)速傳感器測量10。而每一工況所消耗的燃料量，是在穩(wěn)定工況下通過測量一定時間間隔內(nèi)所消耗的燃料量，由此計算出每小時的耗油量。傳統(tǒng)的燃油消耗量的測量方法有容積法和質(zhì)量法兩種。
第2章設備與方法
2.1 設備
2.1.1基本要求
在工程實際中，發(fā)動機試驗主要包括臺架試驗和實車試驗兩大類。實車試驗一般針對已生產(chǎn)定型的發(fā)動機，開展試車動態(tài)性能試驗，標定試驗等，試驗目的是檢測發(fā)動機性能或進行改進試驗。由于實驗時發(fā)動機不“解體”，試驗結(jié)果較真實。發(fā)動機臺架試驗是將發(fā)動機測功設備和各種測試儀表組成一個測試系統(tǒng)，按照規(guī)定的方法和要求模擬發(fā)動機實際使用的各種工況而進行的試驗。臺架試驗通常在發(fā)動機臺架試驗室內(nèi)進行。發(fā)動機臺架實驗室是進行發(fā)動機試驗研究和技術(shù)開發(fā)的基礎，發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展很大程度上取決于試驗臺架的技術(shù)水平。一般來說，發(fā)動機試驗臺架應滿足以下幾點基本要求：
（1）安裝在試驗臺上的發(fā)動機能模擬實際的使用條件或盡可能地接近實際使用條件。
（2）便于安裝、調(diào)整、檢查和更換發(fā)動機零部件。
（3）具有廣泛的適應能力，能完成不同機型和不同試驗目的的試驗項目。
（4）具有發(fā)動機正常工作的監(jiān)測儀表和測定發(fā)動機各項性能參數(shù)的精密測量儀表。
（5）操作簡便、可靠、，盡量采用先進技術(shù)，提高自動化水平。
（6）有良好的通風、消聲、消煙、隔振設施，盡可能改善試驗人員的工作條件。
2.1.2基本組成
臺架試驗系統(tǒng)主要由試驗測試系統(tǒng)和實驗室環(huán)境系統(tǒng)組成。測試系統(tǒng)由對發(fā)動機進行加載與測量的裝置（測功機、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等）組成；實驗室環(huán)境系統(tǒng)主要包括通風系統(tǒng)、發(fā)動機進排氣系統(tǒng)、消聲與隔振系統(tǒng)，以確保發(fā)動機在所需的正常環(huán)境中運行。上圖為發(fā)動機試驗臺架圖。
圖2-1臺架
2.1.3測功機
測功機也稱測功器，主要用于測試發(fā)動機的功率，也可作為齒輪箱、減速機、變速箱的加載設備，用于測試它們的傳遞功率。
測功機工作原理：工作時，通過控制器提供激磁電流給磁滯測功機，磁滯測功機內(nèi)部線圈通電時則產(chǎn)生磁力線，通過定子齒極、氣隙、轉(zhuǎn)子磁滯杯，形成一閉合磁路，由于磁力線在齒凸極部分分布較密，齒間分布較稀，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁滯杯上感應電勢并產(chǎn)生渦流，渦流和磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩即為負載力矩。該力矩的大小只與控制器加在測功機線圈上的電流大小有關，而與被試電機拖動測功機旋轉(zhuǎn)的速度基本無關。
測功機的主要區(qū)別也是原理的不一樣，具體的性能上也有差異。舉個例子說，像磁滯測功機主要應用于微小功率高轉(zhuǎn)速的電機加載測試，如一些微小電機；而磁粉測功機適用于低速大扭矩，中小功率的加載測試，如小型電機或者減速機的加載；電渦流測功機則適用于中高轉(zhuǎn)速，功率范圍適用更大一些的加載測試，如電機、減速機、發(fā)動機等，所用于發(fā)動機試驗。
水力、電渦流測功機的基本原理是將原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為熱能由水冷卻后把熱量帶走，原動機發(fā)出的能量不能回收，轉(zhuǎn)換過程中亦需耗費能量。而電力測功機卻可以把原動機產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為電能回饋到內(nèi)部電網(wǎng)，供其他設備使用。測功機簡圖如下圖所示。
圖2-2測功機原理圖
2.2試驗設計
發(fā)動機的性能參數(shù)，有些可以直接測量，有些則需要通過間接測量獲得。針對不同類型的發(fā)動機性能試驗，可能有上百種參數(shù)需要測量或者監(jiān)測。如發(fā)動機動力性直接相關的參數(shù)有：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率。下面就是這幾個數(shù)據(jù)的測量方法的總結(jié)。
2.2.1發(fā)動機轉(zhuǎn)矩測量
在發(fā)動機的性能試驗中，轉(zhuǎn)矩是個很重要的參數(shù)，是評價發(fā)動機性能指標的重要依據(jù)。根據(jù)轉(zhuǎn)矩測量原理的不同，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩測量方法分為平衡力法和傳遞法兩種類型。
（1）平衡力法 平衡力法根據(jù)作用力與反作用力相等的原理，通過測量測功機浮動外殼測點的受力間接測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩。
（2）傳遞法 傳動軸受到轉(zhuǎn)矩作用時會產(chǎn)生變形，傳遞法就是通過測量軸變形，利用應力與應變的關系來測量轉(zhuǎn)矩。根據(jù)轉(zhuǎn)矩信號的傳輸方式，轉(zhuǎn)矩傳感器可分為接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器和非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器。非接觸式準據(jù)傳感器使用磁、光和感應技術(shù)，在其內(nèi)部輸入和輸出間沒有機械連接，不會受到磨損，故其測量精度高，常用于發(fā)動機試驗測試中。下圖為利用磁、電感應的非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2-3非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器
在一根彈性軸兩端安裝有兩只信號齒輪，在兩個齒輪的上方個裝有一組信號線圈，在線圈內(nèi)則裝有磁鐵，與信號齒輪組成磁電信號發(fā)生器。彈性軸在受扭矩時將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使兩組交流電信號之間的相位發(fā)生變化。相位差變化的絕對值在軸彈性變化范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)矩的大小成正比。
2.2.2發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量
發(fā)動機轉(zhuǎn)速是指單位時間內(nèi)曲軸的平均旋轉(zhuǎn)次數(shù)。對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的測量，可用的傳感器有很多種，目前主要用磁電式傳感器、光電式傳感器和霍爾傳感器。
2.2.3功率試驗
發(fā)動機功率試驗也叫做測功試驗，目的是評價發(fā)動機在全負荷工作下的動力性。發(fā)動機功率試驗分為總功率試驗和凈功率試驗。總功率實驗時發(fā)動機僅需要根據(jù)相關要求攜帶維持運轉(zhuǎn)所必須的附件，它表示發(fā)動機運轉(zhuǎn)時能產(chǎn)生的最大性能指標。凈功率試驗時發(fā)動機需根據(jù)相關要求攜帶安全帶附件，而且這些附件應該是原生產(chǎn)裝備件，安裝位置應盡可能的與實際安裝情況相同，它表示發(fā)動機裝在汽車上運轉(zhuǎn)時，曲軸端能輸出的最大有效性能。
在進行發(fā)動機功率實驗時，使發(fā)動機節(jié)氣門全開或供油齒條處于最大的位置，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻的選擇不少于8個點的穩(wěn)定工況點，其中必須包括最大轉(zhuǎn)矩點。測量個穩(wěn)定工況點的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、油耗量等，并計算功率。
2.3試驗流程
2.3.1發(fā)動機速度特性試驗
1實驗儀器及設備
供實驗用多缸柴油機一臺，測功機一臺，油耗和轉(zhuǎn)速測定裝置一套、秒表、氣壓計、干濕球溫度計、工具等各一套。
2實驗原理
發(fā)動機速度特性：在發(fā)動機油門開度一定的情況下，研究其功率Pe、扭矩Ttp、耗油量B及燃油消耗率be與轉(zhuǎn)速n之間的關系。
3試驗內(nèi)容和要求
（1）調(diào)整測功機負荷及指揮全組協(xié)調(diào)動作，測功機負荷的調(diào)整應均勻、準確，盡量避免大幅度增加或減小測功機負荷，造成發(fā)動機的轉(zhuǎn)速劇烈波動。
（2）調(diào)節(jié)、監(jiān)視發(fā)動機油門，當發(fā)動機出現(xiàn)異常情況時應立即減小或關閉發(fā)動機油門。
（3）測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和油耗，測量轉(zhuǎn)速時，應注意轉(zhuǎn)速的上下波動情況，當轉(zhuǎn)速的波動值超過±20r/min，該組實驗數(shù)據(jù)應視為無效并重做。
（4）調(diào)節(jié)，監(jiān)視發(fā)動機冷卻水出水溫度，保持發(fā)動機冷卻水出水溫度穩(wěn)定在80±5℃范圍內(nèi)，出現(xiàn)氣阻現(xiàn)象（無冷卻水排除或者冷卻水出水溫度超過100℃），應立即報告，以便及時停機。
（5）監(jiān)視發(fā)動機的機油壓力、溫度，出現(xiàn)異常情況應及時報告。
（6）記錄發(fā)動機扭矩（測功機讀數(shù)）Ttp、發(fā)動機轉(zhuǎn)速n、耗油質(zhì)量△m和耗油時間△t，實驗數(shù)據(jù)記錄應準確無誤。
（7）繪制實驗監(jiān)督曲線，當發(fā)現(xiàn)實驗過程中因某些特殊原因引起的誤差過大的點，應及時指出，以便補測校正。
2.3.2試驗方法與步驟
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)。
（1）按照《發(fā)動機臺架試驗安全操作規(guī)范》，做好實驗前的準備工作。確認發(fā)動機臺架系統(tǒng)（包含發(fā)動機和測功機等）油、水、電連接正常。
（2）啟動內(nèi)燃機，并預熱之，待內(nèi)燃機冷卻液溫度和潤滑油溫度均達到規(guī)定范圍才可開始試驗。
（3）逐漸開大油門，同時配合調(diào)整測功機，以增加內(nèi)燃機負荷，直至油門全開，內(nèi)燃機在最大扭矩轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)。
（4）將點火提前角（或噴油提前角）調(diào)整至最佳位置（電控汽油機無需調(diào)整）。
（5）調(diào)整內(nèi)燃機油門至預定開度并固定（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)。
（6）減少測功器負荷，使內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速逐步增加（一般每次轉(zhuǎn)速以200~500r/min左右遞增），在內(nèi)燃機工作范圍內(nèi)，適應順次地取八個左右測量點進行測量。
（7）在實驗過程中，以轉(zhuǎn)速n為橫坐標，以油耗率B為縱坐標，繪制監(jiān)督曲線，檢查試驗的準確性。如果有不規(guī)則的數(shù)據(jù)點，應及時重新測量該工況。
（8）試驗完畢后，應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)記入實驗室記錄表，做好保養(yǎng)清理工作，經(jīng)實驗指導老師簽字后即可離開教室。
2.3.3操作要點
（1）測功機和內(nèi)燃機的水、油、電路是否暢通，水、油量是否合乎要求；試驗所用儀器是否處于良好狀態(tài)，精度能否滿足要求；個附件是否合乎GB/T6072?????3-2003要求。
（2）根據(jù)分工，到各自的工作崗位熟悉儀器設備，做好實驗前的所有準備工作。
（3）啟動內(nèi)燃機進行暖機，待達到規(guī)定的溫度后，再調(diào)節(jié)油門及測功器，使其達到預定的工況，在其轉(zhuǎn)速及排氣溫度穩(wěn)定后再進行數(shù)據(jù)的測量（GB/T6072?????3-2003規(guī)定每個實驗工況運行時間不得少于一分鐘）。
（4）在測發(fā)動機外特性時，發(fā)動機的最大功率工況屬短時間運轉(zhuǎn)范圍，不能長時間運轉(zhuǎn)，否則對發(fā)動機壽命影響甚大，因此這時的測量要求迅速、準確，盡量縮短其運轉(zhuǎn)時間。
（5）隨時注意發(fā)動機機油壓力和機油溫度的變化，使之控制在允許的范圍內(nèi)。
（6）每種試驗工況的全部參數(shù)應同時測錄。在實驗中，應繪制監(jiān)督曲線，即繪制主要原始參數(shù)與試驗中選定的變化參數(shù)間的關系曲線。如有異常數(shù)據(jù)，要及時分析原因，進行補測。
（7）全部實驗內(nèi)容完成后，配合調(diào)整內(nèi)燃機和測功機，使內(nèi)燃機在怠速工況下運轉(zhuǎn)，待溫度降低后，切斷燃油供應（或切斷點火開關），使內(nèi)燃機停止運轉(zhuǎn)。
2.3.4數(shù)據(jù)整理
為了試驗結(jié)果的可信度和具有可比性，試驗方法應嚴格按照國家規(guī)定的有關內(nèi)燃機臺架試驗標準進行。根據(jù)實驗目的和內(nèi)容，應制定詳細的試驗大綱，明確實驗條件，確定試驗工況，測量參數(shù)及實驗步驟等。
由于同樣的發(fā)動機在相同的工況下，測量環(huán)境不同，所測得的結(jié)果有所不同。所以，未來具有統(tǒng)一的比較基準，規(guī)定標準大氣狀態(tài)，并對實驗所測得的數(shù)據(jù)根據(jù)當時實驗環(huán)境狀態(tài)，按國家有關標準規(guī)定的要求進行大氣校正。
國家有關標準規(guī)定內(nèi)燃機臺架試驗的標準大氣狀態(tài)是：大氣壓力為Po=99kpa，環(huán)境溫度為to=25℃，相對濕度φo=30%。而且結(jié)果需要校正。
當實際實驗條件與標準狀態(tài)不同的時候，需按以下要求校正。
2.3.4.1有效功率的校正 在實際試驗條件（p，T）下實測發(fā)動機輸出功率Pe時，校正到標準環(huán)境條件下的有效功率Pe0為：
對點燃式發(fā)動機 Pe0= （2-1）
對壓燃式發(fā)動機 Pe0= （2-2）
其中，點燃式發(fā)動機大氣校正系數(shù)αa，可按下式計算：
（2-3）
其中 （2-4）
式中 T──試驗現(xiàn)場進氣溫度；
Ps──試驗現(xiàn)場干空氣壓；
P──試驗現(xiàn)場總氣壓；
?──試驗現(xiàn)場大氣的相對濕度；
Psw──大氣條件下的水蒸氣飽和分壓；
t──大氣溫度。
壓燃式發(fā)動機的大氣校正系數(shù)可按下式計算：
（2-5）
式中 fa──大氣因子；
fm──發(fā)動機因子。
對自然吸氣或機械增壓壓燃式發(fā)動機
（2-6）
對渦輪增壓壓燃式發(fā)動機
（2-7）
當mg/(L.循環(huán))范圍時，發(fā)動機因子可按下式計算
（2-8）
（2-9）
式中 ──增壓比；
──單位排量的循環(huán)噴油量；
n──發(fā)動機轉(zhuǎn)速；
Vst──發(fā)動機排量。
2.3.4.2燃油消耗率的校正 一般，對汽油機消耗率不進行大氣校正。而對壓燃式發(fā)動機，按下式只對外特性的燃油消耗率進行校正，即
（2-10）
式中 be──實際試驗條件下測得的發(fā)動機燃油消耗率；
──標準大氣壓狀態(tài)下的校正燃油消耗率。
隨著實驗條件的不斷改善，試驗狀態(tài)可控的全封閉式空調(diào)實驗室得到廣泛運用，由此可以省去上述的大氣校正問題。
第3章結(jié)果分析
3.1發(fā)動機特性的分析方法
發(fā)動機的性能指標取決于調(diào)整指標、使用因素和環(huán)境條件三個方面的因素。其中，調(diào)整參數(shù)如點火（或噴油）時刻及空燃比等。發(fā)動機性能隨調(diào)整參數(shù)的變化規(guī)律稱為發(fā)動機的調(diào)整特性（如前所述）。使用因素主要主要指發(fā)動機的實際工況，常用負荷和轉(zhuǎn)速表示。性能指標隨運行工況變化的特性，稱為發(fā)動機的使用特性，是評價發(fā)動機性能的一種必不可少的方式。下面主要討論使用特性。而環(huán)境條件的影響主要通過上述的校正系數(shù)進行修正。
對于發(fā)動機的使用特性，根據(jù)車用發(fā)動機使用工況的特點，發(fā)動機特性曲線的分析方法分為線工況分析法和面工況分析法兩種。線工況分析法根據(jù)發(fā)動機可調(diào)參數(shù)和固定參數(shù)的不同又分為兩種：在整個使用工況區(qū)域，固定負荷（如節(jié)氣門開度或循環(huán)噴油量）一定，研究發(fā)動機性能指標隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律的速度特性；固定轉(zhuǎn)速不變，研究發(fā)動機的性能指標隨負荷變化規(guī)律的負荷特性。而面工況分析法，又稱萬有特性，是指在整個使用工況范圍內(nèi)分析發(fā)動機性能隨工況分布的情況，由此分析發(fā)動機常用工況下的經(jīng)濟性以及排放特性等。
3.2速度特性
速度特性是指在發(fā)動機正常工作條件下，負荷一定時，發(fā)動機的性能指標隨其轉(zhuǎn)速變化的特性。這里發(fā)動機的正常工作條件，是指發(fā)動機的冷卻水溫、潤滑油溫度正常，點火時期和空燃比調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。而負荷一定是指節(jié)氣門開度等控制發(fā)動機負荷的條件一定（如汽車的加速踏板位置）。此時，通過調(diào)節(jié)測功機的負載，改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，讀取不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動機的性能指標，并根據(jù)性能指標隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，繪出發(fā)動機在該負荷條件下的一組速度特性曲線
由于負荷設定的條件不同，發(fā)動機的速度特性又分為全負荷速度特性（外特性）和部分負荷速度特性全負荷速度特性是指控制負荷的節(jié)氣門操作位置處在最大位置是的速度特性。而部分負荷特性是指節(jié)氣門操作位置處在小于全負荷的任一位置時的速度特性。接下來我們就來分析，油門開度（節(jié)氣門開度）在各個位置時的速度特性。
3.2.1部分負荷特性及外特性
試驗中我們分別做了油門開度為50、60、70、80、90和100的試驗，下面我面將具體分析各個油門開度下的Ttq、be和Pe與n之間的關系。
3.2.1.1油門開度為50的情況下
表3-1油門開度50下各項數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)矩
輸出功率
油耗量
油耗率
排氣溫度
機油壓力
進水溫度
2801
69.5
20.4
8.105
397.7
355
348
77.7
2602
101.7
27.7
7.761
280.1
315
335
78.6
2400
140.5
35.3
8.207
232.4
301
323
78.4
2202
165.4
38.1
8.648
226.8
289
310
77.5
1998
174.3
36.5
8.579
235.2
290
299
77.1
1798
165.3
31.1
7.878
253
294
274
78
1600
168.6
28.2
7.138
252.8
294
247
78.5
1403
201.5
29.6
7.138
241.3
297
221
78
修正后的數(shù)據(jù)：
表3-2油門開度50下各項修正數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
大氣壓力
環(huán)境濕度
環(huán)境溫度
修正系數(shù)
修正功率
修正轉(zhuǎn)矩
修正油耗率
2801
102.8
2.6
45.2
1.0084
20.6
70.1
394.4
2602
102.8
2.8
45.3
1.0084
27.9
102.6
277.7
2400
102.8
2.7
45.3
1.0084
35.6
141.7
230.4
2202
102.8
2.7
45.3
1.0084
38.4
166.8
224.9
1998
102.8
2.8
45.4
1.0084
36.8
175.8
233.3
1798
102.8
2.6
45.4
1.0084
31.4
166.7
250.9
1600
102.8
2.7
45.5
1.0084
28.5
170
250.7
1403
102.8
2.5
45.5
1.0084
29.8
203.1
239.3
圖3-1轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速圖
經(jīng)數(shù)據(jù)整理后，我們做出在油門開度為50的情況下Ttq與n的關系曲線（圖3-1），首先，我們可以看出來整個曲線在1400~2800r/min間是整個下降的趨勢，但是在達到1800r/min時，有輕微的上升，之后又回歸平穩(wěn)下降?？偟膩碚f在整個轉(zhuǎn)速區(qū)間，Ttq是整個下降的。
圖3-2功率與轉(zhuǎn)速圖
圖3-3油耗率與轉(zhuǎn)速圖
接下來我們再來看油門開度為50的情況下Pe與n的關系（圖3-2），在1400~2200r/min的區(qū)間內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)速的升高Pe也隨著升高，但是在過了2200r/min后，Pe就一直在下降，且下降的速率是要比上升的高。
我們再來看在油門開度為50的情況下，be與n的關系，在轉(zhuǎn)速在2400r/min前的時候，雖然be有浮動情況，但是整個曲線還是較為平穩(wěn)。隨后轉(zhuǎn)速到了2400~2800r/min的時候，有顯著的上升趨勢，而且整個上升趨勢比較快。
圖3-4油耗、功率和油耗率與轉(zhuǎn)速圖
在單一分析Ttq、be和Pe與n的關系以后，我們將三個變化量放到同一個坐標內(nèi)再來同時看它們的變化情況（圖3-4）。在整個圖內(nèi)，我們可以看出來Pe的波動是比較大的，先是上升然后是下降，而且上升和下降的趨勢都是比較快的，而be和Ttq在2400r/min前都是比較平穩(wěn)的，但是在之后be就有比較快的上升趨勢，而Ttq則是繼續(xù)穩(wěn)定下降。
3.2.1.2油門開度為60的情況下
表3-3油門開度60下各項數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)矩
輸出功率
油耗量
油耗率
排氣溫度
機油壓力
進水溫度
2799
182.5
53.5
13.564
253.7
350
104
36.3
2600
216.3
59
13.564
230
341
103
36.3
2392
238.2
59.8
14.174
237.1
341
95
36.3
2199
241.8
55.5
13.569
244.4
343
92
36.3
1995
245.4
51.3
11.734
228.6
342
89
36.2
1800
233.7
44.1
10.423
236.4
341
84
36.2
1599
234.1
39.2
9.129
232.8
339
82
36.1
1398
244.1
35.8
8.154
228.1
342
75
36
修正后的數(shù)據(jù)：
表3-4油門開度60下各項修正數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
大氣壓力
環(huán)境濕度
環(huán)境溫度
修正系數(shù)
修正功率
修正轉(zhuǎn)矩
修正油耗率
2799
102.8
14.7
28
1.0084
53.9
184
251.6
2600
102.8
14.8
28.1
1.0084
59.5
218.1
228.1
2392
102.9
14.9
28.1
1.0084
60.3
240.2
235.2
2199
102.8
14.9
28.1
1.0084
56
243.8
242.4
1995
102.8
15
28.2
1.0084
51.8
247.4
226.7
1800
102.9
15
28.2
1.0084
44.5
235.7
234.5
1599
102.9
15.2
28.2
1.0084
39.5
236.1
230.9
1398
102.8
15.3
28.2
1.0084
36.1
246.1
226.2
圖3-5功率與轉(zhuǎn)速圖
經(jīng)數(shù)據(jù)整理后，我們做出在油門開度為60的情況下Pe與n的關系曲線（圖3-5），首先，我們可以看出來整個曲線在1400~2400r/min間是整個上升的趨勢，但是在達到2400r/min后，之后又開始變化為下降?？偟膩碚f在整個轉(zhuǎn)速區(qū)間，Pe是先是上升然后下降，而且上升的下降的趨勢較快。
接下來我們再來看油門開度為60的情況下Ttq與n的關系（圖3-6），在1400~2400r/min的區(qū)間內(nèi)，整個過程雖然有一定的波動，但是還是比較平穩(wěn)，而且在過了2400r/min后，Ttq就一直在下降，而且下降的趨勢是比較快的。
圖3-6轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速圖
圖3-7油耗率與轉(zhuǎn)速圖
我們再來看在油門開度為60的情況下，be與n的關系（圖3-7），在整個圖形看來，已經(jīng)成為鋸齒形狀，說明在實驗過程中，一直有波動但是可以看出來的，整個圖形一直有上升的趨勢。
圖3-8油耗、功率和油耗率與轉(zhuǎn)速圖
在單一分析Ttq、be和Pe與n的關系以后，我們將三個變化量放到同一個坐標內(nèi)再來同時看它們的變化情況（圖3-8）。在整個圖內(nèi)，我們可以看出來Pe的波動是比較大的，先是上升然后是下降，而且上升和下降的趨勢都是比較快的，而be和Ttq在整個過程中都可以看出來是比較平穩(wěn)的，雖然有一定的波動，但是，變化不太大。
3.2.1.3油門開度為70的情況下
表3-5油門開度70下各項數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)矩
輸出功率
油耗量
油耗率
排氣溫度
機油壓力
進水溫度
2797
258.7
75.8
17.861
235.7
411
334
80
2598
287.3
78.2
17.861
228.5
413
326
76.6
2402
294.4
74
17.861
241.3
417
314
78.1
2201
309.9
71.4
16.812
235.3
419
301
78.6
1998
306.6
64.2
14.459
225.4
417
290
74
1801
291.1
54.9
12.494
227.6
407
267
78
1597
273.3
45.7
10.429
228.3
399
240
79.4
1398
287.2
42.1
9.169
218
400
217
75.9
修正后的數(shù)據(jù)
表3-6油門開度70下各項修正數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
大氣壓力
環(huán)境濕度
環(huán)境溫度
修正系數(shù)
修正功率
修正轉(zhuǎn)矩
修正油耗率
2797
102.8
10.4
37.8
1.0084
76.4
260.9
233.7
2598
102.8
10.8
38
1.0084
78.8
289.7
226.6
2402
102.8
10.5
38.1
1.0084
74.7
296.8
239.2
2201
102.8
10.5
38.2
1.0084
72
312.5
233.4
1998
102.8
10.5
38.3
1.0084
64.7
309.1
223.5
1801
102.8
10.6
38.6
1.0084
55.4
293.6
225.7
1597
102.8
10.6
38.7
1.0084
46.1
275.6
226.4
1398
102.8
10.6
38.8
1.0084
42.4
289.7
216.2
圖3-9功率與轉(zhuǎn)速圖
經(jīng)數(shù)據(jù)整理后，我們做出在油門開度為70的情況下Pe與n的關系曲線（圖3-9），首先，我們可以看出來整個曲線在1400~2600r/min間是整個上升的趨勢，但是在達到2600r/min后，之后又開始變化為下降?？偟膩碚f在整個轉(zhuǎn)速區(qū)間，Pe是顯上升的趨勢。
接下來我們再來看油門開度為70的情況下Ttq與n的關系（圖3-10），可以看出來1600r/min的時候，Ttq出現(xiàn)的是一個不尋常的波動，但是我們可以從總體來說的話，在2200r/min之前Ttq是在上升的，但是在這之后就開始下降，而且下降的趨勢還是較快的。
圖3-10轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速圖
圖3-11油耗率與轉(zhuǎn)速圖
我們再來看在油門開度為70的情況下，be與n的關系（圖3-11），在整個圖形看來，已經(jīng)成為鋸齒形狀，說明在實驗過程中，一直有波動，但是可以看出來的是，整個圖形一直有上升的趨勢。
圖3-12轉(zhuǎn)矩、功率和油耗率與轉(zhuǎn)速圖
在單一分析Ttq、be和Pe與n的關系以后，我們將三個變化量放到同一個坐標內(nèi)再來同時看它們的變化情況（圖3-12）。在整個圖內(nèi)，我們可以看出來Pe的波動是比較大的，先是上升然后是下降，而且上升和下降的趨勢都是比較快的，而be和Ttq在整個過程中都可以看出來是比較平穩(wěn)的，雖然有一定的波動，但是，變化不太大。
3.2.1.4油門開度為80的情況下
表3-7油門開度80下各項數(shù)據(jù)
輸出轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)矩
輸出功率
油耗量
油耗率
排氣溫度
機油壓力
進水溫度
2798
256.6
75.2
16.62
221.1
394
336
78.5
2598
283.6
77.2
16.62
215.4
398
327
78.5
2398
295.5
74.2
16.62
224
403
315
76.3
2199
309.7
71.3
16.62
233.1
409
301
76.6
2000
305.6
64
15.684
245
409
288
78.6
1806
294.1
55.6
12.359
222.2
401
267
74.7
1600
273.9
45.9
10.641
231.9
39