单缸柴油机功率油耗测试仪设计

单缸柴油机功率油耗测试仪 第卷第期延边大学农学学报年月 单缸柴油机功率油耗测试仪设计孙吉树延边大学工学院吉林延吉摘要研究开发适用于单缸柴油机的机械摩擦式功率油耗测试仪并阐述该仪器的工作原理和功能热计算和试验证明必须设计好可靠的冷却系统以保证连续的测试要求关键词功率油耗测试单缸柴油机机械摩擦中图分类号文献标识码文章编号—一一我国是单缸柴油机拥有大国近几年年销量一直徘徊在万台左右但拖拉机技术状态检测表明在用拖拉机的技术状态普遍较差据有关资料表明被测试的台拖拉机发动机柴油机的平均功率为比标定功率下降平均油耗为比标定油耗高出为恢复小型拖拉机的正常技术状态提高其动力性和经济性需定期对其技术状态进行检测并及时进行保养和维修以便节约能源减少大气污染提高工作效率几年来我国制定了多种内燃机性能试验及的国家或行业标准详细规定了试验设备的精度要求对研发和生产内燃机起到了积极的作用但这些设备价格昂贵且往往很难进行在用内燃机的测量因此有必要开发一种便于携带、在农村使用现场进行检测价廉而容易掌握操作的功率油耗检测仪器这种仪器对测量精度的要求可适当降低针对以上使用条件设计了机械摩擦式功率油耗测试仪机械摩擦式功率油耗仪的设计机械摩擦式功率油耗测试仪由摩擦式测功器和燃油流量计两部分组成功率测量机构的测试原理及设计基本构成和澳试原理功率测量机构测功器主要由拉压力表、转速表、力臂钩、摩擦轮、上、下摩擦箍和加载装置等组成图其中油壶及三脚架支架拉压力表力臂钩销轴上摩擦箍摩擦轮下摩擦箍弹簧螺栓螺母垫片限动装置柴油机加载装置机架收稿日期一一作者简介孙吉树一男朝鲜族吉林龙井人。延边大学机械工程系副教授 万方数据第期孙吉树单缸柴油机功率油耗测试仪设计图机械摩擦式功率油耗测试仪结构图 发动机有效功率通过曲轴对外输出的功率测出发动机有效功率的测量属于间接测量测算公式为一竺。式中一有效功率一通过曲轴输出的转矩一曲轴转速发动机转速用非接触式转速表容易测出转速表型号一为测定有效转矩本机构采用摩擦制动的测定方式得出—式中一拉压力表上读出的数据一力臂理论长度摩擦轮旋转中心到拉压力表拉钩之间的水平距离功率测量机构的结构设计摩擦轮和上、下摩擦箍的选用均选用型铸铁设计后计算压力为远低于许用压力最大温升许用值定为?拉压力表的选用力臂理论长度设计为允许测量的最大功率为此时发出的有效转矩为考虑波动因素测定最大转矩定为则拉力表测力范围不得小于挚选用拉压力表型号为一最大量程为油耗测量机构的测试原理及设计基本构成和测试原理油耗测量机构主要由油壶、三通阀、秒表图中未表、油管及接头等组成图油耗测量方法是功率测量时同时用秒表测量消耗燃油所用时间然后用以下公式换算竺坐 万方数据延边大学农学学报第卷式中一小时耗油量一燃油密度一消耗燃油所用时间。。 式中一燃油消耗率一发动机测量功率油耗测量机构的设计由于被测柴油机为单缸功率均不大于故选用油壶测量时为了便于安装采用三通阀油路连接方式热量计算及冷却系统设计测功时制动轮与制动箍相互摩擦机械功量全部转换为热量如不及时散热会影响功率、耗油率测量的准确性严重时会导致铸铁急剧磨损甚至咬合因此功率测试仪的热平衡是功率测试仪在设计时必须考虑的一个重要 方面必须进行热平衡计算功率油耗仪在测功过程中转换的热量一部分以热辐射和热对流传给外界空气另一部分经摩擦箍壁热传导后冷却水带走其热平衡方程为。一发动机功率转换来的热流量‘”个一辐射散热流量一×。××而一‘式中一表面发射率。一黑体辐射系数。一表面积。、摩擦轮、环境温度。一为对流换热流量葛拉晓夫数与雷诺数平方的比值是判断自然对流和旋转运动形成强制对流换热影响程度的依据一××一式中一换热系数一换热表面积。、。一同上。一冷却水蒸发需带走热流量根据热量计算选用了蒸发式水冷却方式基本满足使用要求测试仪的测量方法利用功率油耗仪可以测量发动机某时段的稳定转矩、转速和燃烧柴油所需时间测定时要求柴油机的工作温度正常步骤与方法如下先卸下皮带装上测试装置调整拉压力表挂接高度使力臂呈水平状态关闭发动机油箱开关把进油管连接到油箱出油管三通阀出油管与燃油过滤器的进油管连接打开油耗仪开关让燃油充满计量油壶向摩擦箍水套内腔灌冷却水直到刚溢出为止起动发动机测试人员以人为宜人调节负荷读出拉压力表数据测量发动机车速另外人记时控制油耗仪开关测定油耗兼作测试时可按两种规范进行第种是根据实际转速测定将油门固定在最高空转转速逐步增加负荷达满负荷测量发动机的拉力、转速和时间第种是将发动机运转在较高空转转速逐渐增大负荷使转速稳定在额定转速附近开始测量从发动机工作特性看采用第种规范测定比较合理稳定工况开始后稳住加载测量发动机转速转动三通阀手柄打开油壶油路关闭油 万方数据第期孙吉树单缸柴油机功率油耗测试仪设计箱油路记下试管内消耗柴油所需时间测试结束应立即放松加载手柄使发动机卸载恢复油箱供油关小油门熄火根据采集的数据再计算功率和油耗率为了提高测试精度可在满负荷附近测定次结束语本测试仪结构简单、造价低廉、重量轻、体积小、操作简便、易于携带特别是便于对拖拉机进行现场测量在乡镇农机站及农机修理站普及具有良好的前景其缺点是测量精度较低以及摩擦轮的同心安装费力有待于进一步改进参考文献石林吕钊钦小型柴油机的技术状态分析山东农业大学学报—王会明景淑红侯加林等便携式小型拖拉机功率油耗测试仪的研制农业工程学报—孙吉树影响柴油机烟度测量数据的因素延边大学农学学报—冯健璋发动机原理与汽车理论北京机械工业出版社蒋汉文热工学北京高等教育出版社 — 巧 — — 万方数据