《发动机台架试验论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机台架试验论文（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科学生毕业论文 引言11 引言内燃机实验是内燃机生产和科学研究工作中不可缺少的一个部分，随着工业生产和科学技术的发展，内燃机应用的范围在不断扩大，品种和数量也在不断增长，对内燃机中各个系统零件的性能，使用寿命等技术指标的要求也越来越高。因此对内燃机工作过程的研究；节约燃料，扩大燃料的品种，新型结构的研究；以及设计和研制合乎要求的产品和对原有产品的分析改进，以满足个用途的需要，自然就成为内燃机动力工程技术人员的重要任务。在上述的这些任务中，试验工作居于极其重要的地位，这不仅是因为所耗的财力，物力，人力和时间方面占有很大的比例，更主要的是任务完成质量和是否达到预期的目标，必须得以实验得出的最终结
2、果来评价和确认。内燃机台架实验方法中规定的大部分实验项目，其参数的测量都在稳定运转的工况下进行。在稳定工况下进行各种参数的测量。因测量目的的不同而分为性质截然不同的两类；平均值测量和瞬时值测量。对于平均值测量，如曲轴转速。输出扭矩，进气压力，排气温度等的测量，由于被测量中包含有不同程度的脉动分量，采用惯性小的测量系统和仪表。此次毕业设计主要针对内燃机台架实验中的尾气测试，进排气压力测试和内燃机的特性参数测试入手。着重介绍针对此次实验的实验设备的选取和实验方案的设计，并测取相关的实验数据和和对结果做简单的分析。在此次毕业设计由于要安装大量的检测仪器，即要涉及到很多仪器配件及实验台架的设计，所以
3、Auto CAD 讲在此次毕业设计大量使用。同时此次毕业设计所做的实验需要自行选择合适的实验仪器，所以在论文里面会大量介绍实验相关仪器的选购，及其使用方法，实用范围的段落，这些介绍可作为设计同种实验台架或者类似项目的参考。重庆大学本科学生毕业论文 摩托车发动机原理 22 摩托车发动机的工作原理 2.1 发动机的分类摩托车的动力源是发动机。发动机乃是将来某一种形式的能量转变为机械能的装置。发动机大体是可分为内燃机和外燃机。内燃机和外燃机相比，具有热效率高、体积小、重量轻，便于移动，启动性能好等优点，因而发广泛应用于各种车辆上。内燃机又分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式，分为
4、往复式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在摩托车上应用最为广泛。摩托车发动机（专指往复活塞式内燃机）可根据不同的特征来进一步分类。对于往复活塞式内燃机，可以根据每一工作循环所需活塞冲程数来分类。凡活塞往复四个单冲程完成一个工作循环的，分为四冲程发动机；活塞往复两个单冲程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机。根据所用的燃料分类，常见的油气油机和柴油机。根据冷却方式的不同，发动机可分为水冷式和风冷式两种。发动机还可以按气缸数量分类。仅有一个气缸的称为单缸发动机；有两个以上气缸的称为多缸发动机。多缸发动机还可根据气缸的具体数目及其排列型式进一步分类。摩托车上最常见的发动机是单缸四冲程风冷式汽油机和
5、单缸二冲程风冷式汽油机。2.2 汽油机的工作原理2.2.1 四冲程汽油机四冲程发动机的工作循环包括四个活塞冲程（图 1- 1），即进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程（又称作功冲程）和排气冲程。进气冲程（图 1-1a） 对于化油器或汽油机空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，形成可燃混合气，然后吸入气缸。进气冲程中，进气门开启，排气门关闭，随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力降低到大气压以下，即在气缸内形成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气道和进气门被吸入气缸。压缩冲程（图 1-1b）为了使吸入气缸内的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较高的压力，从而使汽重庆大学本科
6、学生毕业论文 摩托车发动机原理 3油机发出较大的功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使容积缩小，密度加大，温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进排气门全部关闭，曲轴推动活塞由上止点向下止点移动一个行程，称为压缩冲程。作功冲程（图 1-1c）在这一冲程中进排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞发出点火花，点燃被压缩的混合气。可燃混合气被点燃后，放出大量的热能。高温、高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。排气冲程（图 1-1d） 当作功冲程接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排入
7、大气。活塞到达下止点附近时，排气冲程结束。 综上所述，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个活塞冲程，完成了一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。2.2.2 二冲程汽油机二冲程汽油机的工作循环是在两个活塞冲程内，即曲轴旋转一周的时间内完成的。图 1-2 所示是一种用曲轴箱换气的二冲程化油器式汽油机的工作示意图。图 1-2a 表示活塞向上移动到活塞将二口都关闭时，才开始压缩在上一循环中吸入气缸内的可燃混 合气，同时在活塞下面的曲轴箱内，由于向上移动的活塞作用，使曲轴箱内形成真空。当曲轴箱内压力低于进气阀 5 外面的压力时，由重庆大学本科学生毕业论
8、文 摩托车发动机原理 4化油器来的可燃混合气便打开进气阀进入曲轴箱。活塞运动到接近上止点时（图 1-2b），火花塞发出点火花，点燃被压缩的可燃混合气，可燃混合气迅速燃烧，高温高压气体膨胀，迫使活塞向下移动。流入曲轴箱内的可燃混合气则因活塞下移而被预先压缩。活塞下行时，先打开排气口 7进行自由排气（图 1-2c）。活塞再向下移动时，扫气口 2 打开，受到预压的可燃混合气自曲轴箱经扫气口流入气缸内，并驱除气缸内的废气（图1-2d）。 由上述可知，在二冲程汽油机内，一个工作循环所包含的两个冲程是：第一冲程：活塞自下止点向上移动，事先已 图 1-2 二冲程发动机工作原理 充入活塞上方气缸内的混合气被压
9、缩，新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。第二冲程：活塞自上止点向下移动，活塞上方进行着作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压。重庆大学本科学生毕业论文 摩托车发动机原理 5重庆大学本科学生毕业论文 实验台架的建立 63：实验台架的建立3.1 实验台架组成及简介 内燃机的台架实验在具有相应的测试装置的实验台上进行的。实验台及其装置通常包括以下几个部分：实验台，燃料消耗测量装置，冷却水供给系统及其装置，空气消耗测量装置，排气装置，及其一些实验仪表和感应器。此次实验主要是针对建设 CG125 发动机的尾气，进排气流量和燃烧特性参数的测量。所以此次主要介绍测量上面实验的实验
10、设备和仪器。针对上面的实验，实验室需提供配套的 AVL Digas 4000 light 五组分尾气测试仪，智能涡街流量计，电涡流测功机和 FC2000 发动机测控系统。以上实验仪器的具体功用会在相应的篇章里作出介绍。3.2 尾气测量仪器的选择3.2.1 摩托车尾气分析仪常用的测试原理和方法不分光红外线分析原理(NDIR)、电化学原理，此外还有氢火焰离子化法(FID)、化学发光法(CLD)、磁气压力法等是摩托车尾气分析仪器最常用测试原理和方法。根据不同的原理，就相应有不同结构的检测器（通常称仪器的传感器），分别适合测试不同类别的气体成分.不分光红外吸收法仪器结构简单、寿命长、测量精度高、反应速
11、度快、运行费用低、操作简便，可用于分析测试 CO（一氧化碳）、 CO2 （二氧化碳）、HC（碳氢化合物）， NO（氮氧化物）等气体的浓度，因而被广泛用于摩托车排放污染物浓度的分析。即特定气体分子（含原子）有特定的波长，可以吸收红外线，并且在恒定条件下其吸收量与气体的浓度成正比。因此，检测器输出电信号，经数据处理后由液晶屏显示部分（如液晶屏）显示出来或将信号输出供后续处理。电化学法可用于测量 O2、NO、SO 2 等，检测器是电化学式的，属消耗性的，寿命多为两年以内。此类检测器结构小巧简单、价格低廉、易于更换，但美中不足是寿命短。当有气体通过时会输出与气体浓度成良好线性的电压、电流信号，通过一定
12、的电路处理输送给显示器。氢火焰离子化法测量 HC 具有准确度高、输出与碳原子数成良好线关系的优点，多用于高精度测量试验。此类仪器可以连续长时间测试，反应快、测试精度高、结构简单、易维护，但配套价格昂贵。目前在国内主要用于摩托车与发动机的研究开发、摩托车与摩托车生产一致性认证与检查。重庆大学本科学生毕业论文 实验台架的建立 7化学发光法分析测试 N O / NOX 等成分同样具有灵敏度高、反应速度快、线性好等特点。其它类似氢火焰离子化法。因此，用氢火焰离子化法分析 HC，用不分光原理分析 CO、CO 2，用磁压法或氧化锆法分析发动机排放的氧，用化学发光法分析 NO/NOX ，这些方法被各国权威机
13、构广泛推荐为发动机排气分析的标准方法。但由于他们结构较复杂、配套费用较高（数百万至数千万人民币）、操作不够简便，目前只应用于发动机或摩托车/ 摩托车整车排气分析。目前国内摩托车/ 摩托车生产下线检测、摩托车维修检测、在用摩托车污染检测、摩托车污染检测与治理等领域使用的仪器，主要应用不分光原理和电化学原理的小型仪器，费用较低。3.2.2 机动车污染检测标准测试方法怠速法，即机动车空挡静止在怠速下测试其排放尾气的各种成分，各成分的分析结果均是浓度；双怠速法，即机动车空挡静止经过高怠速、低怠速测试其排放尾气的各种成分，各成分的分析结果也是浓度；简易工况法，即机动车在测功机上按特定低速/ 高速工况规范
14、模拟在道路上运行，测试其排放尾气的各种成分，各成分的分析结果是浓度或质量。3.2.3 小型摩托车尾气仪的数据显示主要方式电压、电流表指针指示：国内、外最早的分析仪器通常采用的方式，*指针指示，直观简便，多采用模拟技术，精度多为 10，在 1993 年前存在并流行，目前已是淘汰产品； LED 数码管显示：比指针方式更进一步的显示方式，这种方式简单可*、数字大而明亮、仪器功能增强，多是模拟或数字处理技术，精度多为 10，从1994 年开始到现在均有生产，但此类仅为从模拟技术到数字技术的过渡； L C D 液晶显示器：可显示汉字和较复杂的图形，控制系统复杂，功能强大，测试精度高，仪器档次高，菜单引导操作简便易行，采用现代计算机、单片机等数字处理技术，精度多为 35，是现在应用的主潮流。以上就是尾气测试常用的一些专业上的基本方法和理论知识。此次毕业论文中所涉及到尾气方面的实验是：通过各种实验设计在双待速下对建设 CG125 尾气成分的测试，并分析精确的测取其尾气中各个参数的含量。AVL Digas 4000 light 五组份排放分析仪是目前全球知名的测试仪器制造商AVL 公司制造由厦门海腾发动机测试设备有限公司生产的。符合OIMLR99/ISO3930 一级精度标准。他的五组份分析仪
