乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)實驗研究

乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)實驗研究,乙醇,發(fā)動機,改進,改良,關(guān)鍵技術(shù),實驗,試驗,研究,鉆研 實驗項目基于轉(zhuǎn)速的乙醇油發(fā)動機燃油經(jīng)濟型對比試驗實驗日期2011.05.15指導(dǎo)教師齊曉杰 同組人數(shù)1實驗地點土木樓1樓盤測功機實驗室實驗類型驗證性 綜合性 設(shè)計性 其他一、實驗?zāi)康?1通過比較試驗找出乙醇摻雜比例對發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的影響規(guī)律；2通過實驗對乙醇油發(fā)動機存在問題進行分析；二、實驗儀器設(shè)備FC2000發(fā)動機測控系統(tǒng)FC2100智能油耗儀東安發(fā)動機1.實驗用汽油機汽油機采用東安發(fā)動機 型號4G18系列發(fā)動機如圖3.1，該發(fā)動機動力表現(xiàn)優(yōu)異，4G18型發(fā)動機的排量為1.584升，壓縮比為9.5；最大功率為73.5KW/6000 r/min，最大扭矩為133.5N. m. 4G18系列發(fā)動機具有結(jié)構(gòu)緊湊、排量適中、動力性好、安全性高、用途廣泛等特點，是經(jīng)濟型轎車的理想動力裝置，適合為家用轎車和多功能車配套。由于該產(chǎn)品采用4氣門多點電子噴射等科技含量較高的新技術(shù)，使其不但完全滿足我國新的排放法規(guī)的要求，而且達到了“歐洲3和“歐洲4排放標(biāo)準(zhǔn)。圖1 東安發(fā)動機4G18系列發(fā)動機表1 東安發(fā)動機4G18系列發(fā)動機信息2.FC2000發(fā)動機自動測控系統(tǒng)FC2000發(fā)動機自動測控系統(tǒng)如圖3.2在設(shè)計過程中吸取了奧地利AVL公司SUCK公司發(fā)動機自動測控系統(tǒng)的成功經(jīng)驗。測控儀采用數(shù)字增量電壓控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩且無擾動切換控制；液晶顯示測量參數(shù)，使測控儀的易操作性、及發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的控制穩(wěn)定性得到很大的提高。FC2000的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用了國際流行的CAN現(xiàn)場總線通訊協(xié)議和模塊化設(shè)計技術(shù)；各種不同的傳感器輸出的信號，集中到CAN智能模塊調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號，并通過總線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，可使多套測控系統(tǒng)組成局域網(wǎng)絡(luò)，便于集中管理。圖2 FC2000發(fā)動機自動測控系統(tǒng)FC2000發(fā)動機自動測控系統(tǒng)是為滿足發(fā)動機制造業(yè)中各種不同類型的柴油機、汽油機、天然氣、液化氣發(fā)動機性能試驗和出廠試驗而精心設(shè)計大型測控系統(tǒng)。它可與國內(nèi)外各種不同的水力、電渦流、電力測功機配套使用，用于控制和測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、燃油及燃氣消耗量、溫度、壓力、流量等各種不同類型的參數(shù)。主要特點：（1）采用先進的CAN現(xiàn)場總線通訊協(xié)議，符合國際標(biāo)準(zhǔn)IS011898 （CAN）。（2）具有簡化的網(wǎng)絡(luò)特性，并可使多套測控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)的功能擴展不需要重新布線，可就近接在原有的模塊上非接觸，無磨損的數(shù)字電位器給定方式。（3）數(shù)字分段PID調(diào)節(jié)控制轉(zhuǎn)速、負(fù)荷，保證控制的穩(wěn)定性。（4）各種控制特性的無擾動切換。（5）多種控制特性可滿足發(fā)動機試驗的要求。（6）模塊化設(shè)計使結(jié)構(gòu)簡化，具有無可比擬的可靠性和可維護性。（7）數(shù)字密碼授權(quán)，保證了測控儀關(guān)鍵參數(shù)不能越權(quán)操作。（8）越限三級報警（報警、保護、緊急停車）。（9）功能齊全的軟件支持。（10）各測量參數(shù)的數(shù)字化標(biāo)定，取代了傳統(tǒng)的電位器標(biāo)定。（11）用戶可隨意編制線性化表格，以運用各種非線性輸出的傳感器。技術(shù)指標(biāo)：1轉(zhuǎn)速測量精度：士lr/min2.轉(zhuǎn)速控制精度：士5r/min3.扭矩測量精度：士0.4F. S4.扭矩控制精度：士04F. S5.油耗測量精度：士0.2F. S6.變換工況過渡時間：不大于los3. FC2100油耗儀FC2100智能油耗儀是精心設(shè)計的FC2000系列發(fā)動機自動測控系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)。主要用于測量各種汽油機，柴油機、電噴發(fā)動機的燃油消耗。FC2100智能油耗儀采用一體化設(shè)計技術(shù)，油耗測量和顯示儀表集于一體，可以獨立的完成發(fā)動機燃油消耗的測量。FC2100智能油耗儀采用先進的CANBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，具有簡化的網(wǎng)絡(luò)特性，使多臺測試儀器聯(lián)網(wǎng)成為可能。同時保留了標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串行接口，可方便的與通用微型計算機或其它智能儀表組成更高級的測試系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)遠程控制。FC2100智能油耗儀的稱重部分采用全密封設(shè)計，能在環(huán)境較惡劣的現(xiàn)場正常工作，即使在電磁閥完全失靈的情況下，燃油也不會溢出，保證使用的安全，特別適用于大回油量的發(fā)動機和電噴發(fā)動機。FC2100智能油耗儀具有以下優(yōu)點：采用一體化設(shè)計技術(shù)，傳感器和二次儀表集于一體，是一個獨立而完整的油耗測量儀器，并可根據(jù)用戶要求配置隔室控制儀表；采用先進的CANBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，具有簡化的網(wǎng)絡(luò)特性，使多臺測試儀器聯(lián)網(wǎng)成為可能；保留了標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行接口，可方便的與通用微型計算機或其他智能儀表組成更高級的測試系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)遠程控制；兼有平均油耗和瞬時油耗測量的雙重功能；平均油耗時間可任意設(shè)置，并有掉電保護功能；可以超量程測量；任何油面都可進入測量，而不必每次測量前先充油，減少了電磁閥動作次數(shù)，從而延長了電磁閥使用壽命；采用先進的數(shù)字標(biāo)定技術(shù)，使儀器的標(biāo)定十分方便而簡單；設(shè)有標(biāo)定密碼，在無授權(quán)的情況下不能任意修改，保證參數(shù)的準(zhǔn)確性；全密封設(shè)計，燃油不會溢出，保證使用的安全性。三.實驗方案 (1)怠速實驗實驗方法發(fā)動機空轉(zhuǎn)，在不同轉(zhuǎn)速下進行測量。實驗中測量點的轉(zhuǎn)速分別選取為1 600rmin，2000rmin和2400rmin，2800rmin在每個測量點，待發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定1分鐘后開始測量。測量項目不同工況下的燃油消耗率（2）部分負(fù)荷工況實驗實驗?zāi)康脑谝?guī)定轉(zhuǎn)速下，評定發(fā)動機部分負(fù)荷下的燃油經(jīng)濟性。實驗方法在適當(dāng)轉(zhuǎn)速下進行，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變，從小負(fù)荷10Nm開始，保持節(jié)氣門開度不變，每次多加載10Nm直至80Nm。記錄實驗數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速分別固定在：l600rmin，2000rmin和2400rmin，2800rmin在每個測量點，待發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定1分鐘后開始測量。測量項目燃油消耗率。四.測試數(shù)據(jù)1600恒轉(zhuǎn)速 1600轉(zhuǎn)速油耗率g/KWh轉(zhuǎn)矩E10E0E15E510661.5617.1671.6643.22045841147643230365.93263743464034231735133950311293.53253016027125328626170254231266.32442000恒轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)速油耗率g/KWh轉(zhuǎn)矩E10E0E15 E510647.3609.5676.362920456.5407.5474.5423.530361.3319379341.340329.9301349314.45030127931129060287.2260290271.970272.4261.5272.4260.72400恒轉(zhuǎn)速2400轉(zhuǎn)速油耗率g/KWh轉(zhuǎn)矩E10E0E15 E510684.5641706.9662.320456.4421473.5434.930369332.5386.535140349304364320.450326.528634030460292.6260312274.170279.9253295262.380264.1256.3270.6255.52800恒轉(zhuǎn)速2800轉(zhuǎn)速油耗率g/KWh轉(zhuǎn)矩E10E0E15 E510736.8689.675171620471432.6489.5454.330381.5341.1394359.740338.3306.5359319.150316284.6328293.560298.3268.5306.5279.870281.1254.5296.3267.880274.5251274.2260.290266.9249270.1253.3五.實驗分析1600恒轉(zhuǎn)速（a）n=1600r/min2000恒轉(zhuǎn)速（b）n=2000r/min2400恒轉(zhuǎn)速（c）n=2400r/min2800恒轉(zhuǎn)速（d）n=2800r/min伴隨著負(fù)荷的逐漸加大，燃油消耗率曲線呈現(xiàn)出降低的趨勢；同時，乙醇混合燃料的燃油消耗率基本上均高于純汽油，并且隨摻醇比例的增加而依次增加，這是因為乙醇汽油混合燃料的質(zhì)量低熱值和理論混合氣熱值均低于純汽油，所以在同樣的運行工況下，為了使發(fā)動機輸出相同的動力，就需要燃燒更多的混合燃料，并不是燃燒熱效率的惡化所致。圖是汽油機在1600r/min、2000r/min、2400r/min和2800r/min時燃用純汽油和三種乙醇汽油的負(fù)荷特性曲線圖。從圖中可以看出，汽油機燃用乙醇時其耗油率平均增加。說因為乙醇汽油中含有乙醇，乙醇的熱值低于純汽油，所以在發(fā)動機動力輸出相等的情況下需要燃燒更多的燃料，并不是燃燒熱效率的惡化所致。從圖4.2中還可以看出，在大負(fù)荷情況下，乙醇汽油的燃油消耗率和純汽油很接近。這主要是因為在大負(fù)荷時電控汽油機的空燃比是開環(huán)控制，提供濃混合氣，改燃乙醇汽油后，乙醇的自含氧量會使乙醇汽油的燃燒比無鉛汽油更為充分，而在中小負(fù)荷條件下，其過量空氣系數(shù)總在1附近，使得自含氧的促進燃燒作用不明顯。教師評語實驗內(nèi)容較完整 實驗內(nèi)容完整 實驗內(nèi)容基本完整實驗內(nèi)容不完整 結(jié)論正確 結(jié)論基本正確 結(jié)論不正確報告書寫較認(rèn)真 報告書寫認(rèn)真 報告書寫一般 報告書寫不認(rèn)真成績優(yōu) 良 中及格 不及格指導(dǎo)教師簽字： 2010年 月 日注：欄內(nèi)項目可根據(jù)實際情況增減、變動