熱能與動力機械性能實驗》實驗指導書

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1、 《熱能與動力機械性能實驗》課程 實 驗 指 導 書 彭輔明 袁守利 編 汽車工程學院 2013 年 10 月 前言 1. 實驗總體目標、任務與要求 1、鞏固所學的理論知識、加深對內(nèi)燃機性能實驗的認識和了

2、解。 2、掌物內(nèi)燃機性能試驗和某些專項試驗的試驗方法。 3、了解內(nèi)燃機試驗臺架的基本組成和常用測試儀表的結(jié)構(gòu)及其工作原理，并掌物 其使用方法。 4、掌物對實驗數(shù)據(jù)進行處理以及對實驗結(jié)果進行分析的基本方法 。 2. 適用專業(yè) 熱能與動力工程、車輛工程、汽車服務工程 3. 先修課程 《發(fā)動機構(gòu)造》、《熱能與動力機械測試技術(shù)》 。 4. 實驗項目與學時分配 （見表一） 表 1 實驗項目與學時分配 序號 實驗項目名稱 實驗學時 每組人數(shù) 實驗類型 開出要求 1 發(fā)動機萬有特性實驗 8 8-10 人 綜合性 必

3、做 2 柴油機十三工況排放實驗 4 8-10 人 綜合性 必做 3 柴油機油泵速度特性 4 8-10 人 驗證性 必做 4 柴油機機械效率的測定實驗 4 8-10 人 綜合性 必做 5 汽油機管理系統(tǒng)認識實驗 4 8-10 人 認知性 必做 6 汽車加速性能實驗 4 8-10 人 綜合性 必做 7 汽車等速百公里燃料消耗量 4 8-10 人 綜合性 必做 測定 8 汽車噪聲測試實驗 4 8-10 人 綜合性 必做 5. 實驗改革與特

4、色 通過學生在實驗過程中的實際操作，培養(yǎng)學生的實驗技能和實際動手的能力，進 一步加深對理論知識的掌物和理解。 1 實驗一 發(fā)動機萬有特性 1、掌物發(fā)動機萬有特性的試驗方法。 2、學會對實驗數(shù)據(jù)進行處理，對實驗結(jié)果進行分析；并繪制發(fā)動機萬有特性曲線 圖。 二、實驗條件 1、 4A15汽油發(fā)動機（ Pemax=75kW/5600～ 6000r/min ） 一臺 2、 DW125型電渦流測功機 一臺

5、 3、 EMC900發(fā)動機數(shù)控試驗臺 一臺 3、 HZB2000油耗測量儀 一臺 4、溫度計 一只 5、大氣壓力計 一只 6、 93＃ 乙醇汽油 150 升 三、實驗原理 本實驗采用負荷（油耗）特性法測量發(fā)動機萬有特性。萬有特性一般是以轉(zhuǎn)速 n 為 橫坐標，功率 Pe(轉(zhuǎn)矩 Ttq) 為縱坐標的坐標平面內(nèi)繪出一些重要特性參數(shù)的等值曲線族 （如圖所示），其中最重要的是燃油消耗率 be, 此外還有排氣溫度 Tr 、過量空氣系數(shù) Φa 以及各種排放參數(shù)等。它可以表示發(fā)動機在整個工作工作范圍內(nèi)主要參數(shù)的相互關(guān)系， 評定發(fā)動機

6、在不同轉(zhuǎn)速、不同負荷下的經(jīng)濟性和排放特性，用以確定發(fā)動機最佳的工作 區(qū)域。 四、實驗內(nèi)容和要求 1、調(diào)節(jié)發(fā)動機油門開度及指揮全組協(xié)調(diào)動作，一人；當發(fā)動機出現(xiàn)異常情況時應 立即減小或關(guān)閉節(jié)氣門。 2、調(diào)整測功機負荷，一人；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。 3、監(jiān)視發(fā)動機轉(zhuǎn)速和測量油耗，一人；監(jiān)視轉(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，一人；保持發(fā)動機動機冷卻水出水溫度穩(wěn) 定

7、在 80 5℃范圍內(nèi)，出現(xiàn)氣阻現(xiàn)象（無冷卻水排除或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)動機機油壓力、溫度，一人；出現(xiàn)異常情況應及時報告。 6、記錄發(fā)動機功率 Pe、轉(zhuǎn)矩（測功機讀數(shù)） Ttq 、發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n、耗油量 B 和燃油 耗油率 be, 一人；實驗數(shù)據(jù)記錄應準確無誤。 2 7、繪制實驗監(jiān)督曲線，一人；當發(fā)現(xiàn)實驗過程中因某些特殊原因而引起誤差過大 的點，應及時指出，以便立即補測校正。 五、實驗方法與步驟 在發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)適當?shù)倪x定 8 個以上的轉(zhuǎn)速進行

8、實驗， 實驗按負荷特性實 驗方法，在選定的轉(zhuǎn)速下進行負荷特性實驗。具體步驟如下： 1、按照附錄一《發(fā)動機臺架試驗安全操作規(guī)范》 ，作好試驗前的準備工作。 2、EMC900發(fā)動機數(shù)控試驗臺上電， 啟動發(fā)動機數(shù)控試驗臺控制程序進入控制界面。 選擇發(fā)動機控制方式為外特性（恒轉(zhuǎn)速）控制模式。 3、起動、預熱發(fā)動機至發(fā)動機冷卻水出水溫度為 805℃。 4、調(diào)節(jié)發(fā)動機油門開度的大小，使之處于最大位置，同時調(diào)整測功機負荷，使發(fā) 動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在規(guī)定的轉(zhuǎn)速（ n=800r/min ，），待發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，測量該工況下的發(fā) 動機功率 Pe、扭矩（測功機讀數(shù)） T

9、tq 、發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n、耗油量 B 和燃油消耗率。 5、依次減小發(fā)動機油門開度的大小，此時測功機自動調(diào)整負荷大小，保持發(fā)動機 轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定（ n=800 r/min ）, 使發(fā)動機功率（測功機讀數(shù)） Pe 每次降低 10kW, 重復實驗 步驟 3，直至測功機的讀數(shù)接近為零。 6、以發(fā)動機扭矩（測功機讀數(shù)） Ttq 為橫坐標，耗油量 B 為縱坐標繪制監(jiān)督曲線。 7、調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速依次為 1200,1600,2000,2400,2800,3200,3600,4000,4400, 4800,5200,5600,6000 。重復步驟 4、5，完成不同轉(zhuǎn)速小的負荷特性

10、。 8、實驗完畢后，將發(fā)動機空負荷、低速運轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后停車，并抄錄整理實驗數(shù)據(jù)， 將數(shù)據(jù)記入實驗記錄表（見表三） ，作好保養(yǎng)清理工作，經(jīng)實驗指導老師簽字后即可離 開實驗室。 六、實驗的重點或難點 1、測功機負荷的調(diào)整。 2、實驗數(shù)據(jù)的處理以及結(jié)果分析。 七、實驗注意事項 1、在測發(fā)動機負荷特性時， 發(fā)動機的油門開度大于 70%時，其工況屬短時間運轉(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。 2、當發(fā)動機的油門開度大于 70%時，因負荷較大，聯(lián)軸節(jié)可能斷裂飛出傷人，因此

11、 要注意安全，聯(lián)軸節(jié)兩旁不得站人。 3、隨時注意調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻水的出水溫度，并保持在 80 5℃。 4、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)。 3 表 1-1 發(fā)動機負荷特性試驗數(shù)據(jù)記錄表 發(fā)動機型號 出廠編號 測功機型號 測功機系數(shù) 進氣溫度 ℃ 大氣溫度：干球 ℃ 濕球 進氣總壓 kPa(mmHg) 水蒸氣分壓 kPa(mmHg) 序 測功機 有效功率

12、 kw 號 轉(zhuǎn)速 磅秤 實測 校正 r/min 讀數(shù)  試驗單位 試 驗 目 的 試驗日期 ℃ 試 驗 人 燃油密度 校正系數(shù) 有效轉(zhuǎn)矩 燃油消耗量 燃油消耗率 N m (g/kw h) 冷卻 水溫 容積或 實測 度 實測 校正 質(zhì)量 時間 實測 校正 kg/h c

13、m3或 g 簽字 年 月 日 4 實驗二 柴油機十三工況排放實驗 1、了解 GB6456-86規(guī)定的柴油機排放試驗規(guī)程。 2、掌握柴油機排放試驗操作方法，相關(guān)排放測試儀器的使用方法及數(shù)據(jù)處理方法。 二、實驗條件 1、 SOFIM-8140增壓柴油發(fā)動機（ Pemax=76kw/3800r/min） 一臺 2、 DW

14、125型電渦流測功機 一臺 3、 EMC-900發(fā)動機數(shù)控試驗臺 一臺 4、 HZB2000油耗儀 一臺 5、 Gasboard-5020 汽油機排氣分析儀 一臺 6、 FBY-200全自動煙度計 一臺 7、柴油 10 升 三、實驗原理 柴油機排放試驗按 GB6456-86《柴油機排放試驗方法 第一部分，汽車及工程機械用》規(guī)定的 13 工況在發(fā)動機臺架上進行柴油機排放試驗（如下表一所示） 。中間轉(zhuǎn)速按如下規(guī)定選取： 若柴油機外特性最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速在規(guī)定轉(zhuǎn)速的 60％—— 75％之間，取最大扭矩時轉(zhuǎn)速；若低于轉(zhuǎn)速的 60％，取 60％標定轉(zhuǎn)速；若高于標定轉(zhuǎn)速

15、的 75％，取 75％標定轉(zhuǎn)速。 四、實驗內(nèi)容和要求 1、實驗準備：包括發(fā)動機臺架的準備，排氣分析儀的安裝和全自動煙度計的安裝。 2、通過 EMC-900發(fā)動機數(shù)控試驗臺對柴油機工況進行調(diào)整控制， 依次實現(xiàn) 13 工況。 3、通過 EMC-900發(fā)動機數(shù)控試驗臺時刻監(jiān)視發(fā)動機冷卻水出水溫度和發(fā)動機機油 壓力、溫度，保持發(fā)動機動機冷卻水出水溫度穩(wěn)定在 805℃范圍內(nèi)，出現(xiàn)異常情況應 及時報告并停機。 4、讀取排氣分析儀所測 CO、 HC和 NOx結(jié)果并記錄在表二中。 5、讀取全自動煙度計的煙度值并記錄在表二中。 6、實驗完成后，對各

16、工況排放試驗結(jié)果進行加權(quán)處理計算后，獲得該發(fā)動機的排 放測試結(jié)果。 五、實驗方法與步驟 1、按照《發(fā)動機臺架試驗安全操作規(guī)范》 ，作好試驗前的準備工作，并根據(jù)汽油機 排氣分析儀和全自動煙度計操作規(guī)范安裝好各自排氣取樣管， 開啟電源，做好測試準備。 2、起動、預熱發(fā)動機至發(fā)動機冷卻水出水溫度為 805℃。 3、將測功機的工作狀態(tài)設(shè)定為恒轉(zhuǎn)速狀態(tài)。 5 4、在 EMC-900發(fā)動機數(shù)控試驗臺上，通過計算機控制界面上的油門和測功機控制 電流拉動條或通過油門、測功機控制電流旋鈕分別對柴油機工況進行調(diào)節(jié)，依次實

17、現(xiàn) GB6456-86規(guī)定的 13 工況（見表二） 5、上步 4 的操作每實現(xiàn)一個工況穩(wěn)定后，讀取排氣分析儀上的 CO、HC和 NOx值， 讀取全自動煙度計上的煙度值，并記錄在表二中。 6、依次測定 13 工況的排放、煙度值，并記錄在表二中。 7、實驗完畢后，將發(fā)動機空負荷、低速運轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后停車，作好保養(yǎng)清理工作， 經(jīng)實驗指導老師簽字后即可離開實驗室。 8、將表二中記錄的實驗記錄數(shù)據(jù)經(jīng)加權(quán)處理計算后，得到該試驗柴油機的排放實 驗結(jié)果。 六、實驗的重點或難點 1、 GB6456-86規(guī)定的柴油機排放試驗規(guī)程。 2、排氣分析儀和全自

18、動煙度計的安裝、操作規(guī)范。 3、實驗數(shù)據(jù)的處理以及結(jié)果分析。 七、實驗注意事項 1、在 13 工況試驗過程中， 標定轉(zhuǎn)速試驗的發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對較高， 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。 2、發(fā)動機上有很多旋轉(zhuǎn)部件，實驗過程中不要離發(fā)動機太近，以免發(fā)生危險。 3、發(fā)動機排氣管、冷卻水出水管等屬高溫部件，不要觸摸，以免燙傷。 4、隨時注意調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻水的出水溫度，并保持在 80 5℃。 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)。 八、思考題 1、 GB6

19、456-86規(guī)定的柴油機工況法排放試驗的規(guī)程是怎樣的？ 2、 13 工況的排放結(jié)果測得后如何進行加權(quán)處理？ 6 表 2-1 汽車及工程機械用柴油機試驗工況 工況 柴油機轉(zhuǎn)速 負荷率（％） 加權(quán)系數(shù) 運轉(zhuǎn)時間 數(shù)據(jù)測量記錄 （ r/min ） 1 怠速 0 0.067 2 中間轉(zhuǎn)速 2 0.08 3 中

20、間轉(zhuǎn)速 25 0.08 4 中間轉(zhuǎn)速 50 0.08 5 中間轉(zhuǎn)速 75 0.08 6 中間轉(zhuǎn)速 100 0.08 7 怠速 0 0.067 每 個工 況 運 轉(zhuǎn) 8 100 0.08 標定轉(zhuǎn)速 10min 最 后 應 9 標定轉(zhuǎn)速 75 0.08 調(diào) 整至 穩(wěn) 定 運 10 標定轉(zhuǎn)速 50 0.08 轉(zhuǎn) 11 標定轉(zhuǎn)速 25 0.08 12 標定轉(zhuǎn)速

21、2 0.08 13 怠速 0 0.067 7 表 2-2 發(fā)動機工況法排放實驗數(shù)據(jù)記錄表： 柴油機十三工況法排放實驗數(shù)據(jù)記錄表 實驗目的： 發(fā)動機型號： 實驗單位： 測功機型號： 實驗人員： 環(huán)境溫度： 實驗日期： 環(huán)境濕度： 工況 負荷率 柴油機轉(zhuǎn)速

22、 扭矩 功率 （％） （r/min ） (N.m) (kW) 1 0 怠速 2 2 2200 3 25 2200 4 50 2200 5 75 2200 6 100 2200 7 0 怠速 8 100 3400 9 75 3400 10 50 3400 11 25 3400 12 2 3400 13 怠速 0 加權(quán)計算值

23、  加權(quán)系數(shù) 0.067 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.067 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.067  CO HC NOx (ppm) (ppm) (ppm)  煙度 備注 （Rb） 8 實驗三 噴油泵速度特性 1、熟悉噴油泵試驗臺的結(jié)構(gòu)、原理及用途，并掌物其操作方法。 2、了解柴油機的供油系統(tǒng)和噴油泵的結(jié)構(gòu)及其工作原理。 3、掌物噴油泵

24、速度特性的試驗方法，加深對噴油泵速度特性的理解。 二、實驗條件 1、 PSDW110-2C噴油泵試驗臺 一臺 2、四缸Ⅱ號高壓油泵 一臺 三、實驗原理 噴油泵速度特性：在噴油泵的油量控制調(diào)節(jié)機構(gòu)（拉桿或齒條）位置不變時，每循 環(huán)供油量隨噴油泵轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。 四、實驗內(nèi)容和要求 （按內(nèi)容逐項寫清楚） 1、調(diào)節(jié)噴油泵轉(zhuǎn)速，一人；轉(zhuǎn)速調(diào)整應均勻。 2、記錄噴油泵的供油量，一人；實驗數(shù)據(jù)記錄應準確無誤。 五、實驗方法與步驟 1、將噴油泵的拉桿固定在最大位置，并保持不變。 2、起動噴油泵試驗臺，設(shè)定噴油泵的低壓供油壓力（ 0.2M

25、Pa）和溫度（ 25℃）。 3、起動主軸電機，選擇手動方式調(diào)節(jié)噴油泵的調(diào)速旋鈕改變噴油泵的轉(zhuǎn)速（也可 選擇自動方式預先設(shè)定噴油泵的工作轉(zhuǎn)速） ，測量在下列轉(zhuǎn)速下噴油泵工作 200 次循環(huán) 的供油量： 100、300、500、 700、900、1100 r/min ，同一轉(zhuǎn)速測量二次。 4、試驗完畢后，做好保養(yǎng)清理工作，將實驗數(shù)據(jù)記入柴油機噴油泵速度特性記錄 表（表五），經(jīng)實驗指導老師簽字后即可離開實驗室。 六、實驗的重點或難點 1、實驗數(shù)據(jù)的讀取。 2、噴油泵的結(jié)構(gòu)及其工作原理。 七、實驗注意事項 1、實驗過程中，噴油泵禁止無油工作

26、，其轉(zhuǎn)速變化不能太快。 2、應盡量保證噴油泵噴出的燃油都要進入測試量筒內(nèi)；讀數(shù)時要保證燃油液面水 平，等到量筒內(nèi)的油沫消失之后再讀數(shù)，避免測量誤差。 八、思考題 1、做此實驗時為什么要將噴油泵的油量控制機構(gòu) （拉桿或齒條）的位置固定不變？ 2、柴油機噴油泵的每循環(huán)供油量隨轉(zhuǎn)速的增加如何變化？為什么？ 9 表 3-1 柴油機噴油泵速度特性實驗記錄表 序號 轉(zhuǎn)速 供油量（ ml/100 次） 每循環(huán)供油量 （ ml） 1 2 3 4 5 6

27、 7 8 9 10 簽字 年 月 日 10 實驗四 柴油機機械效率的測定實驗 用倒拖法測定柴油在標定工況下的機械損失功率 Pm；并計算計算發(fā)動機的機械效率 η m， 二、實驗條件 1、 CA6DLDBS-24E4-XQ柴油發(fā)動機（ Pema

28、x=177kw/2300r/min） 一臺 2、 AFA100 204/8 電力測功機 +PUMA OPEN1.發(fā)2動機操作系統(tǒng) 一臺 三、實驗原理 發(fā)動機機械效率 ηm使指發(fā)動機有效功率 Pe 和指示功率 Pi 的比值。發(fā)動機的指示功率 Pi 包括發(fā)動機對外輸出有效功率 Pe 以及發(fā)動機的機械損失功率 Pm。 四、實驗內(nèi)容和要求 （按內(nèi)容逐項寫清楚） 本實驗應和總功率實驗一起進行，以便計算發(fā)動機的機械效率 η m。 五、實驗方法與步驟 1、按照附錄一《發(fā)動機臺架試驗安全操作規(guī)范》 ，作好試驗前的準備工作。 2、按照《 PUMA OPEN1.發(fā)2

29、動機操作系統(tǒng)》的操作規(guī)程進入發(fā)動機實驗控制界面， 選取手動操作模式。 3、起動、預熱發(fā)動機至發(fā)動機冷卻水出水溫度為 805℃。 4、油門全開，調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速至標定功率所對應的轉(zhuǎn)速 2300r/min ，測量并記錄發(fā) 動機的輸出扭矩和功率 Pe。 5、切斷發(fā)動機的供油油路， 用電力測功機拖動發(fā)動機運轉(zhuǎn)， 維持發(fā)動機 2300r/min 轉(zhuǎn)速不變，待燃油消耗完。測量并記錄測功機測出的扭矩和功率，此功率即為發(fā)動機在 該轉(zhuǎn)速下的機械損失功率。 6、依次降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速至 2000r/min 、1700r/min 、1400r/min 、1100r/min

30、、800r/min ，重復步驟 4、 5，測得各轉(zhuǎn)速下的輸出功率 Pe 和機械損失功率 Pm。 4、試驗完畢后，做好保養(yǎng)清理工作，將實驗數(shù)據(jù)記入柴油機機械效率的測定實驗 記錄表（表 4-1 ），經(jīng)實驗指導老師簽字后即可離開實驗室。 六、實驗的重點或難點 1、發(fā)動機潤滑油溫度和冷卻水出水溫度的控制。 七、實驗注意事項 1、在試驗過程中，標定轉(zhuǎn)速試驗的發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對較高，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。 2、實驗時一定要保證潤滑油的溫度和水溫，以免造成機械損失功率的變化。 3、發(fā)動機

31、上有很多旋轉(zhuǎn)部件，實驗過程中不要離發(fā)動機太近，以免發(fā)生危險。 11 4、、發(fā)動機排氣管、冷卻水出水管等屬高溫部件，不要觸摸，以免燙傷。 八、思考題 1、發(fā)動機機械損失功率的測定常用的方法有哪些？ 2、影響發(fā)動機的機械損失主要由哪些因素？ 3、測量汽油機的機械損失功率與柴油機有何不同？ 表 4-1 柴油機機械效率的測定實驗記錄表 序號 轉(zhuǎn)速 功率 Pe 機械損失功率 機械效率 ηm （ r/min ） （Kw） Pm(Kw) (%) 1

32、 2 3 4 5 6 7 8 9 10 簽字 年 月 日 12 實驗五 汽油機電控系統(tǒng)認識實驗 通過本次

33、實驗使學生對汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)具有全面、系統(tǒng)的認識。 二、實驗條件 1、 B12電控汽油發(fā)動機 4 臺 2、 B12電控汽油發(fā)動機主要零部件 1 套 三、實驗原理 通過汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)原理圖和發(fā)動機線束布置圖認識并了解汽油機電控 燃油噴射系統(tǒng)的基本組成和各主要傳感器和執(zhí)行器的機構(gòu)特點及在發(fā)動機上的安裝位 置。 四、實驗內(nèi)容和要求 汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)主要傳感器認識： 進氣壓力 / 溫度傳感器（ TMAP）；節(jié)氣門位置傳感器（TPS）；凸輪軸位置傳感器 （CAM）；曲軸位置傳感器（ CRANKSHAFTSENSOR）；

34、爆震傳感器（ KNOCKSENSOR）；前氧傳感器（OXYGENSENSOR）；冷卻液溫度傳感器（COOLANT SENSOR）；車速傳感器（ VEHICLESPEEDSENSOR）；機油壓力開關(guān)（ OIL PRESSURESENSOR）等。 汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)主要執(zhí)行器認識： 怠速控制閥（ IACV）；點火線圈（IGNITION LOIL）；汽油噴嘴； EGR控制閥（ EGR VALVE）；炭罐控制閥（ PURGE VALVE）； PDA 控制 閥等。 五、實驗方法與步驟 1、老師列出學生需要認識的主要零部件； 2、學生在發(fā)動機上找到其安裝位置；

35、 3、學生根據(jù)課堂上介紹的內(nèi)容，回答主要零部件的工作原理； 4、實驗教師對主要零部件進行系統(tǒng)講述。 六、實驗的重點 學生自己能夠熟練的找到主要零部件的位置和工作原理。 七、實驗注意事項 在實際發(fā)動機上進行認識實驗，發(fā)動機雖然處于非運轉(zhuǎn)狀態(tài)，但要注意地面不平、 管路等拌腳。 八、思考題 1、電控汽油噴射系統(tǒng)常用的傳感器有哪些？分別起什么作用？ 2、電控汽油噴射系統(tǒng)是如何實現(xiàn)噴油定時和噴油量的控制的？ 3、車用汽油機滿足第二階段排放標準和第三階段排放標準的發(fā)動機管理系統(tǒng)在構(gòu) 成上有何區(qū)別？ 13

36、 表 5-1 電控汽油噴射系統(tǒng)主要傳感器和執(zhí)行器 序號 名稱 傳感器或執(zhí)行器外觀圖 傳感器在發(fā)動機上的位置 （圖片） 傳感器基本工作原理和作用 進氣壓力 / 溫度 1 傳感器（ TMAP） 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 實驗六 汽車加速性能實驗 一、實驗內(nèi)容 測定汽車加速的時間、距離值，并繪制原地起步加速和直接檔加速的

37、V a-t 曲線和 V a-S 曲線。 二、實驗目的 通過實驗使學生掌握測量汽車加速性能的原理及實驗方法， 了解儀器的工作原理并掌握其使用方法，學會對試驗數(shù)據(jù)的處理和分析。 三、實驗條件 1．實驗車輛 （1）試驗車車輛技術(shù)狀態(tài)（如輪胎氣壓、胎面花紋高度、制動、轉(zhuǎn)向性能及發(fā)動 機工作狀態(tài)等）及車用燃料、潤滑油（脂）和制動液牌號、規(guī)格應符合該車使用說明書 規(guī)定的要求。新車須經(jīng)過 2500km 磨合行駛。 （2）車輛加載質(zhì)量，除有特殊規(guī)定外，轎車為規(guī)定乘員數(shù)的一半（取整數(shù)） ，城市 客車為總質(zhì)量的 65%，其它車輛為額定滿載。乘

38、員質(zhì)量按每員 65kg 計算。載荷按試驗 技術(shù)條件要求放置在車廂內(nèi)，固定牢靠，試驗時不得晃動和顛離，不得因潮濕、散失等 條件變化而改變其質(zhì)量大小。 （3）試驗車必須清潔，試驗時關(guān)閉車窗和駕駛室通風口，只允許開動驅(qū)動車輛所 必須的設(shè)備，由恒溫控制的空氣流必須處于正常調(diào)整狀態(tài)。 2．試驗道路 試驗必須在清潔、干燥、平坦的瀝青或混凝土路面的直線路段上進行，道路長度、 寬度應滿足試驗需求，縱向坡度＜ 0.1%。如圖 1。 3．氣象條件 試驗應在無雨無霧的天氣情況下進行，氣溫為 0～ 40℃，相對濕度＜ 95%，風速＜ 3m/s。 4．儀

39、器精度 儀器的精度不低于 0.5%。試驗儀器必須經(jīng)過計量檢定，在有效期內(nèi)使用；并在使 用前進行調(diào)整，確保功能正常，符合精度要求。 用 GPS 測試儀測量加速性實驗數(shù)據(jù)，用 DSA-2A 數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)處理。 15 圖 1 汽車實驗道路圖 DAS-2A 顯示的設(shè)置

40、 圖 2 DSA-2A 數(shù)據(jù)采集器的遙控器圖 PC 接口 遙控開關(guān) 輸入輸出口 電源 天線 開關(guān) 電源 接口 16 圖 3 GPS 測試儀 四、實驗原理 1．原地起步連續(xù)換檔加速性能實驗是指從Ⅰ檔起步（即起步檔） ，按汽車最佳的換 檔時間逐次換至最高檔，使節(jié)流閥開至最大，全力加速到 80%Vmax 的加速過程。或用 原地起步加速某一車速（ 50mile/h）或某一

41、距離（ S=400m 或 0.25mile）所需的時間來表 明汽車的加速性能。 2．直接檔加速性能實驗是指汽車在最高檔工作時，使節(jié)流閥開至最大，由最小穩(wěn) 定車速的 10 的整數(shù)倍加速到 80%Vmax 時的加速過程。 3．滑行性能實驗是指汽車在進入測區(qū)前以稍高于 50km/h 車速行駛，進入測區(qū)駕駛 員將變速器放入空檔（松開離合器踏板） ，汽車開始滑行。當車速為 50km/h 時，開始記 錄直至汽車完全停止為止。在滑行過程中，駕駛員不得轉(zhuǎn)動方向盤。 4． GPS 測試原理 GPS 導航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，

42、然后 綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。 衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄 的時間在衛(wèi)星星歷中查出， 而用戶到衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷 的時間，再將其乘以光速得到。既 GPS 通過無線電信息的傳遞時間來測量距離，理論 上四顆衛(wèi)星就可測得試驗車的距離， 精確確定試驗車在地球上的位置以及每一瞬時試驗 車位置的變化，并換算得到試驗車行駛的速度和距離。 五、實驗方法與步驟 1．按儀器說明書的要求將儀器的各個連接線接好。 2．打開數(shù)據(jù)采集器的電源開關(guān)和 GPS 的電源開關(guān)。 3．按下開關(guān) ALT+SYS 、MENU 鍵，

43、設(shè)置當天實驗的日期。 4．原地起步連續(xù)換檔加速性能實驗步驟 （1）在遙控器的顯示屏上顯示主菜單，用↑或↓鍵選擇 Acceleration 項。 （2）按 START 鍵進入實驗狀態(tài)。 （ 3）當車速達到預定的車速時（如 0km/h），儀器開始自動采樣，當車速達到 80%Vmax 時，儀器自動停止采樣。 （4）按 ENTER 鍵存儲實驗數(shù)據(jù)。 （5）反向?qū)嶒?，重復? 2）～（ 4）。 （6）按 ESC 鍵返回主菜單。 17 5．直接檔加速性能實驗步驟 （1）在遙控器顯示屏上顯示主菜單，用↑或↓鍵選擇

44、Dir-V 項。 （2）按 START 鍵進入該實驗狀態(tài)。 （3）當車速達到預定的車速時 （如 30km/h），儀器自動采樣。 當車速達到 80%Vmax 時，儀器自動停止采樣。 （4）按 ENTER 鍵存儲實驗數(shù)據(jù)。 （5）反向?qū)嶒?，重復? 2）～（ 4）。 （6）按 ESC 鍵返回主菜單。 6．滑行性能實驗步驟 （1）在遙控器的顯示屏上顯示主菜單，用↑或↓鍵選擇 slip 項。 （2）按 START 鍵進入該實驗狀態(tài)。 （3）當車速達到預定的車速時（如車速 =50km/h），按綠色搖控開關(guān)，儀器自動開始采樣。當車速等于零時，儀器

45、自動停止采樣。 （4）按 ENTER 鍵存儲實驗數(shù)據(jù)。 （5）反向?qū)嶒?，重復? 2）～（ 4）。 （6）按 ESC 鍵返回主菜單。 7．關(guān)掉數(shù)據(jù)采樣器的電源開關(guān)，取出 CF 數(shù)據(jù)卡，讀出實驗數(shù)據(jù)，并打印出實驗數(shù) 據(jù)。 六、實驗的重點和難點 1．通過作散點圖，繪制 V-S 和 V-t 曲線。 2．實驗重復性。 3．如何評價汽車動力性能的指標。 七、注意事項 1．實驗時注意力集中，按要求操作儀器，做好記錄。 2．儀器的電源正、負極連接正確。 八、思考題 1．怎樣繪制汽車加速性曲線？ 2．該實驗用了哪些儀

46、器？怎樣連接？ 18 實驗七 汽車等速百公里燃料消耗量測定 一、實驗內(nèi)容 測定汽車在幾種特定的車速下等速行駛的百公里燃料消耗量， 繪制其等速百公里燃 料消耗量特性曲線。 二、實驗目的 通過實驗使學生掌握汽車等速百公里燃料消耗量測定方法， 了解儀器的工作原理和 使用，學會對試驗數(shù)據(jù)的處理和分析。 三、實驗條件 1．實驗車輛 （1）試驗車車輛技術(shù)狀態(tài)（如輪胎氣壓、胎面花紋高度、制動、轉(zhuǎn)向性能及發(fā)動 機工作狀態(tài)等）及車用燃料、潤滑

47、油（脂）和制動液牌號、規(guī)格應符合該車使用說明書 規(guī)定的要求。新車須經(jīng)過 2500km 磨合行駛。 （2）車輛加載質(zhì)量。除有特殊規(guī)定外，轎車為規(guī)定乘員數(shù)的一半（取整數(shù)） ，城市 客車為總質(zhì)量的 65%，其它車輛為額定滿載。乘員質(zhì)量按每員 65kg 計算。載荷按試驗 技術(shù)條件要求放置在車廂內(nèi)，固定牢靠，試驗時不得晃動和顛離，不得因潮濕、散失等 條件變化而改變其質(zhì)量大小。 （3）試驗車必須清潔，試驗時關(guān)閉車窗和駕駛室通風口，只允許開動驅(qū)動車輛所必須的設(shè)備，由恒溫控制的空氣流必須處于正常調(diào)整狀態(tài)。 2．試驗道路 試驗必須在清潔、干燥、平坦的瀝青或混凝土路

48、面的直線路段上進行，道路長度、寬度應滿足試驗需求，縱向坡度＜ 0.1%。 3．氣象條件 試驗應在無雨無霧的天氣情況下進行，氣溫為 0～ 40℃，相對濕度＜ 95%，風速＜ 3m/s。 4．儀器精度 儀器的精度不低于 0.5%。計時器最小讀數(shù)為 0.1s。試驗儀器必須經(jīng)過計量檢定， 在 有效期內(nèi)使用；并在使用前進行調(diào)整，確保功能正常，符合精度要求。 德國達特朗公司 CDS-DFL-WT 型油耗儀（如圖 1）及在測試中的連接圖（如圖 2）。 19

49、 圖 1 CDF-DFL-WT 油耗傳感器圖 20 圖 2 CDS-DFL-WT 傳感器測試系統(tǒng)連接圖 四、實驗原理 試驗車速從 20km/h（最小穩(wěn)

50、定車速高于 20km/h 時，從 30km/h）開始以 10km/h 的整數(shù)倍均勻選取車速，直至最高車速的 90%，至少測定 5 個試驗車速。 試驗時，現(xiàn)場計算百公里燃料消耗和平均行駛車速，將測定和計算結(jié)果記錄在表 1 內(nèi)。并繪制等速百公里燃料消耗監(jiān)視曲線 （Q-V a 曲線）發(fā)現(xiàn)異常點，必須重新進行測試。 五、實驗方法與步驟 1．按儀器說明書的要求將儀器的各個連接線接好。 2．打開數(shù)據(jù)采集器的電源開關(guān)和油耗儀的電源開關(guān)，以及 GPS 的電源開關(guān)。 3．按下開關(guān) ALT+SYS 、MENU 鍵，設(shè)置當天實驗的日期。 4．在遙控器顯示屏主菜單上用↑或↓鍵

51、選擇 DFLS 項。 5．按 START 鍵進入該實驗狀態(tài)。 6．當車速達到預定的車速時（如 30、40、 50、 60、70km/h），按綠色搖控開關(guān)， 儀器開始自動采樣，當通過設(shè)定的測區(qū)后，儀器自動停止采樣，并顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。 7．按 ENTER 鍵存儲實驗數(shù)據(jù)。 8．反向?qū)嶒炛貜停?2）～（ 4）。 9．本實驗項目完后控 ESC 鍵返回主菜單。 10．關(guān)掉數(shù)據(jù)采集器電源開關(guān)，取出 CF 數(shù)據(jù)卡，讀出實驗數(shù)據(jù)，并打印出實驗數(shù) 據(jù)。 表 7-1 實驗數(shù)據(jù)記錄表 行駛 燃料消耗

52、量 時間 平均車速 等速百公里 序號 燃料消耗量 方向 （ Q）（ mt） t （ ） V a（km/h） s Q（L/100km ） 21 注：表中 Q 100 Q （L/100km ）

53、 Va 3.6S （ km/h） S t 其中 S—測試距離（ m）； t—汽車通過測區(qū)所用時間（ s）km； Q—汽車通過測區(qū)的燃料消耗量（ ml ）； Q—汽車等速百公里燃料消耗量（ L/100km ）。 六、實驗的重點和難點 1．通過作散點圖，繪制 Qc-V a 曲線，找出經(jīng)濟車速。 2．實驗重復性要好。 七、注意事項 1．實驗時注意力集中，做好安全防范，按要求操作儀器。 2．正確連接儀器電源的正、負極。 八、思考題 1．怎樣繪制汽車等速百公里燃料消耗量曲線？ 2．儀器如何使用？

54、 3．本實驗中要注意哪些問題才能防止產(chǎn)生的測量誤差？ 22 實驗八 汽車噪聲測試實驗 一、實驗內(nèi)容 1、汽車定置排氣噪聲測量； 2、汽車加速行駛車外噪聲測量 1、了解汽車噪聲控制及噪聲測試的相關(guān)標準、法規(guī)。 2、掌握汽車定置排氣噪聲測量方法。 3、掌握汽車加速行駛車外噪聲測量方法。 三、實驗條件 1、實驗車輛（一臺） 試驗車車輛技術(shù)狀態(tài)（如輪胎氣壓、胎面花紋高度、制動、轉(zhuǎn)向性能及發(fā)動機工作

55、 狀態(tài)等）及車用燃料、潤滑油（脂）和制動液牌號、規(guī)格應符合該車使用說明書規(guī)定的 要求。新車須經(jīng)過 2500km 磨合行駛。 2、 HS5671A型噪聲頻譜分析儀（一臺） 3、試驗場地 （1）以測量場地中心為基點、半徑為 50m的范圍內(nèi)沒有大的聲反射物，如圍欄、巖石、橋梁或建筑物等； （2）試驗路面和其余場地表面干燥，沒有積雪、高草、松土或爐渣之類的吸聲材 料； （3）傳聲器附近沒有任何影響聲場的障礙物，并且聲源與傳聲器之間沒有任何人站留。進行測量的觀察者也應站在不致影響一起測量值的位置； （4）測量場地應基本上水平、堅實、平整，并且試驗路面

56、不應產(chǎn)生過大的輪胎噪 聲。 （5）試驗場地背景噪聲（ A 計權(quán)聲壓級）至少應比被測汽車噪聲低 10dB； （6）最小標準試驗路面狀況如 圖 A 所示。 4、氣象條件： 測量應在良好天氣中進行。 測量時傳聲器高度的風速不應超過 5m/s。必須注意測量結(jié)果不受陣風的影響?？梢圆捎煤线m的風罩，但應考慮到它對傳聲器靈敏度和方向性的影響。 四、實驗原理 1、根據(jù)國家標準《汽車定置噪聲限值》 （GB16170-1996）進行汽車定置排氣噪聲 測量。 2、根據(jù)國家標準《汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法》 （GB1495-2002）進行

57、 23 汽車加速行駛車外噪聲測量。 五、實驗方法與步驟 1、汽車定置排氣噪聲測量 （1）車輛位于測量場地中央，變速器掛空檔，拉緊手制動器，離合器結(jié)合。 （2）傳聲器布置：傳聲器的參考軸應與地面平行，并和通過排氣口氣流方向且垂 直地面的平面成 45 10的夾角。傳聲器朝向排氣口，距排氣口端 0.5m，放在車輛 外側(cè)（注意：任何情況下，傳聲器距地面高度不得小于 0.2m）。 （3）將聲級計調(diào)整到 A 計權(quán)，快速測量檔。 （4）起動發(fā)動機并將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在 3/4 額定轉(zhuǎn)速 50r/min 的情況下，測量由穩(wěn)定轉(zhuǎn)速盡快

58、減速到怠速過程的噪聲，并記錄下最高聲壓級。 （ 5）重復進行實驗， 直到連續(xù)出現(xiàn)三個讀數(shù)的變化范圍在 2dB之內(nèi)為止，并取其算術(shù)平均數(shù)作為測量結(jié)果。 圖 A 最小標準試驗場地 2、汽車加速行駛車外噪聲測量 （1）將聲級計調(diào)整到使用“ A”頻率計權(quán)特性和“Ｆ”時間計權(quán)特性。 （2）根據(jù)圖 A 布置試驗場地，其中 O點為測量區(qū)的中心，加速段長度為 2 （10 m 士 0.05m），AA’線為加速始端

59、線、 BB’線為加速終端線， CC’為行駛中心線。 （3）傳聲器應布置在離地面高 1.2m 土 0.02m，距行駛中心線 CC’7.5m 士 0.05m 處，其參考軸線必須水平并垂直指向行駛中心線 CC’。 （4）檔位選擇： ①對于 M1和 N1 類汽車，裝用不多于四個前進擋的變速器時， 應用第二檔進行測量； 24 ②對于 M1和 N1 類汽車，裝用多于四個前進檔的變速器時，應分別用第二色和第三檔進行測量。 如果用第二檔測量時， 汽車尾端通過 BB’線時發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過了額定轉(zhuǎn)速， 則應逐次按 5％額定轉(zhuǎn)速降低接近 AA′

60、線時發(fā)動機穩(wěn)定轉(zhuǎn)速， 直到通過 BB’線時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速不再超過額定轉(zhuǎn)速。如果接近 AA′線時發(fā)動機穩(wěn)定轉(zhuǎn)速降到了怠速，通過 BB’線時的 轉(zhuǎn)速仍超過額定轉(zhuǎn)速，則只用第三檔測量。 （5）接近速度的確定： 接近 AA’線時的穩(wěn)定速度取下列速度中的較小值： ① 50km／ h； ②對于 M1類和發(fā)動機功率不大于 225kW的其他各類汽車： 對應于 3／4 額定轉(zhuǎn) 速的速度； ③對于 M1類以外的且發(fā)動機功率大于對應于 225kW的各類汽車：對應于 1／2 額定轉(zhuǎn)速的速度。 （6）加速行駛操作 ①汽車應以上述規(guī)定的檔位和穩(wěn)定速度接近 AA’線

61、，其速度變化應控制在士 1km/h 之內(nèi)；若控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)速變化應控制在士 2％或士 50 r/min 之內(nèi)（取兩者中較 大值）。 ②當汽車前端到達 AA’線時，必須盡可能地迅速將加速踏板踩到底（即節(jié)氣門或 油門全開），并保持不變，直到汽車尾端通過 BB’線時再盡快地松開踏板（即節(jié)氣門或 油門關(guān)閉）。 ③汽車應直線加速行駛通過測量區(qū)，其縱向中心平面應盡可能接近中心線 CC’。 （7）聲壓級測量 ①在汽車每一側(cè)至少應測量四次。 ②應測量汽車加速駛過測量區(qū)的最大聲級。每一次測得的讀數(shù)值應減去 ldB （ A） 作為測量結(jié)果。

62、 ③如果在汽車同側(cè)連續(xù)四次測量結(jié)果相差不大于 2 dB（ A），則認為測量結(jié)果有效。④將每一檔位（或接近速度）條件下每一側(cè)的四次測量結(jié)果進行算術(shù)平均，然后取 兩側(cè)平均值中較大的作為中間結(jié)果。 （8）汽車最大噪聲級的確定 ①對應于只用了二檔測量時，直接取中間結(jié)果作為最大噪聲級。 ②如果用了第二檔和第三檔測量時，取兩檔中間結(jié)果的算術(shù)平均值作為最大噪聲 級。如果只用了第三檔測量時，則取該檔位的中間結(jié)果作為最大噪聲級。 六、實驗的重點或難點 1、試驗場地和聲級計布置。 25 2、測量時，加速行駛操作。

63、3、聲級計使用操作。 七、實驗注意事項 1、聲級計按規(guī)定調(diào)整到 A 計權(quán)和快速測量檔。 2、汽車加速行駛安全保障。 3、觀察者遠離測量聲場，一以免造成不必要的測量誤差。 八、思考題 1、目前國際、國內(nèi)整車噪聲測量的法規(guī)有哪些？ 2、汽車整車噪聲測量的常用方法有哪些？ 3、為什么汽車噪聲測量過程中對測量場地、風速及聲級計的布置有如此嚴格的要 求？ 九、附錄一：實驗記錄表 表 8-1 汽車定置排氣噪聲測量記錄表 車輛單位 測量地點 車輛牌照號 地面狀況 車輛型號 風速（ m/s） 發(fā)動機型號

64、背景噪聲 額定功率（ PW） 不規(guī)則測點圖 額定轉(zhuǎn)速（ r/min ） 測量轉(zhuǎn)速（ r/min ） 測量儀器型號 測量次數(shù) 1 2 3 平均值 聲級 dB（ A） 26 表 8-2 汽車加速行駛車外噪聲測量記錄表 測量日期 ________________ 測量地點 _________________ 路面狀況 __________ ___ 天氣 ________________

65、____ 氣溫（℃） _____________ 風速（ m/s） __________________ 汽車型號 ________________ 出廠日期 ______________ 已駛里程（ km ） ____________ 額定載客人數(shù)或最大總質(zhì)量（ kg）_____________ 汽車分類（ M 1-3， N 1-3）_________ _ 發(fā)動機：型式 _______________________ 型號 _ _ 額定功率（ kW ） _____________________ 額定轉(zhuǎn)速（ r/min ） _______________

66、 變速器型號 ____________ 前進檔位數(shù) _________ 型號（手動、自動或其它） ________ 聲級計型號 _______ 準確度等級 __________ 檢定有效日期 ____________________ 校準器型號 __________ 準確度等級 _________ 檢定有效日期 _________________ 校準值：測量前 _______dB 測量后 _________dB 背景噪聲 ____________dB （ A） 轉(zhuǎn)速（車速）儀型號 __________ 準確度 _____________ 檢定有效日期 ____________ 溫度計型號 ________________ 準確度 _____________ 檢定有效日期 ______ 風速儀型號 ___________________ 準確度 ____________ 檢定有效日期 ______________ 選用檔位 位 次 發(fā)動機轉(zhuǎn)速或車速 （ r