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1、第九章有效功率和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的測量主要內(nèi)容有效功率的計(jì)算測功器的原理與類型測功器的選用原則及測量誤差轉(zhuǎn)矩的測量（轉(zhuǎn)矩儀）轉(zhuǎn)速的測量9.1內(nèi)燃機(jī)的有效功率一、功率和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的關(guān)系功率和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩是表征發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的重要指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率，用Pe表示，單位為kW發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，用Te表示，單位為N·m內(nèi)燃機(jī)飛輪端帶負(fù)載達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。將飛輪受力簡化為邊緣受到負(fù)載的抵抗力F。此時(shí)轉(zhuǎn)速為n，相應(yīng)的曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度為ω。則輸出功率：而：將2帶入1，得到：123圖3.1飛輪受力示意圖將3的單位化
2、成kW則有：簡化上式則有：這個(gè)公式就是我們測量內(nèi)燃機(jī)有效功率的根本依據(jù)。Pe——內(nèi)燃機(jī)有效功率(kW)Te——內(nèi)燃機(jī)有效轉(zhuǎn)矩(N.m)N——內(nèi)燃機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min)有效功率的測量是間接測量，得到有效功率的前提是測量到轉(zhuǎn)矩Te和轉(zhuǎn)速n。轉(zhuǎn)速的測量常見的測量方法是使用各種轉(zhuǎn)速傳感器，如：磁電轉(zhuǎn)速傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器和霍爾轉(zhuǎn)速傳感器等等。Te的測量是如何實(shí)現(xiàn)的呢？在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中，通常是使用測功器來測量Te。9.2測功器的工作原理和類型一、測功器的目的根據(jù)有效功率的公式：測功器的目的就是要準(zhǔn)確測量到Te和n的值。二、測功器的基
3、本工作原理和類型1.基本工作原理內(nèi)燃機(jī)不帶負(fù)載情況下是沒有功率而言的（飛輪其實(shí)是內(nèi)燃機(jī)自身帶的負(fù)載）。對外做功輸出轉(zhuǎn)矩必須要帶載。因此測量轉(zhuǎn)矩Te就要人為的給內(nèi)燃機(jī)加上一個(gè)負(fù)載，而測功器就起到這個(gè)負(fù)載的作用。而通常情況下，測功器的負(fù)載量是可以調(diào)節(jié)的，這樣就可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)在不同工況下有效功率的測量?；驹恚焊鶕?jù)測功器作用力矩與測功器反作用力大小相等、方向相反的原理來測量轉(zhuǎn)矩的2.結(jié)構(gòu)組成測功器一般由制動(dòng)器、測力機(jī)構(gòu)和測速裝置等幾部分組成。通常測速裝置也可以獨(dú)立出去，而稱測速裝置以外的部分為測功器。制動(dòng)器——調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載，并把從內(nèi)燃機(jī)輸
4、出軸輸出的功率轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能或電能。測力機(jī)構(gòu)——用來測量Te測速機(jī)構(gòu)——用來測量n為了適應(yīng)測力機(jī)構(gòu)的讀數(shù)方便，公式通常被寫成：如果把L設(shè)計(jì)成為L=0.9550m，則K=10000，上式大大簡化。F–測力機(jī)構(gòu)的讀數(shù)NL–測力機(jī)構(gòu)的臂長mK–測功器常數(shù)3.測功器的分類測功器是按照制動(dòng)器的工作原理進(jìn)行分類的。機(jī)械測功器-輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為機(jī)械摩擦產(chǎn)生的制動(dòng)力矩氣力測功器-輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為螺旋槳或葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的制動(dòng)力矩水力測功器-輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為以水為工作介質(zhì)的制動(dòng)力矩電力測功器–輸出功轉(zhuǎn)化為電磁力制動(dòng)力矩不常用或淘汰常用4.測功器應(yīng)滿足
5、的要求(1)在內(nèi)燃機(jī)全部轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍內(nèi)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)(2)能平順而又精細(xì)的調(diào)節(jié)負(fù)載(3)能足夠準(zhǔn)確的測量負(fù)載(4)操作簡單，安全可靠三、機(jī)械測功器（了解）1.工作原理利用機(jī)械摩擦曲軸–制動(dòng)鼓/輪–閘片或皮帶–旋臂裝置–測力裝置2.固有特性和工作范圍固有特性：測功器在某一調(diào)節(jié)位置下，測功器轉(zhuǎn)速與其吸收轉(zhuǎn)矩或吸收功率之間的關(guān)系。Temax、Pemax、nmax由于工作范圍小，測量精度低，摩擦系數(shù)不能保持恒定，工作不穩(wěn)定。——很少使用四、水力測功器（應(yīng)該掌握）1.工作原理和結(jié)構(gòu)利用水為工作介質(zhì)水力測功器由主機(jī)部分、測力機(jī)構(gòu)、測速機(jī)構(gòu)、進(jìn)水管件、
6、水門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、校正裝置等部件組成曲軸–轉(zhuǎn)子–水–外殼–旋臂–測力裝置根據(jù)轉(zhuǎn)子–水–外殼的作用方式可分為：圓盤式、葉輪式、渦流式和銷釘式結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)區(qū)別）i.渦流式/凹坑式（例如啟動(dòng)測功器廠YP系列水力測功器）其主結(jié)構(gòu)是由一架于滾動(dòng)軸承上可擺動(dòng)的外殼和架于主軸上的轉(zhuǎn)子組成。（動(dòng)力機(jī)械的輸出功率轉(zhuǎn)變成熱量消耗掉）1.底座2.左右軸承座3.主軸部件4.聯(lián)軸節(jié)5.軸承壓板6.骨架油封7.軸套8、9.雙金屬軸套10.左右軸承外殼11.左右側(cè)殼12.螺塞13.轉(zhuǎn)子14.外殼15.封水圈16.測速齒輪17.轉(zhuǎn)速傳感器18.溢水管19.旋塞渦流式水力測功
7、器水力測功器工作時(shí)，水箱里的水進(jìn)入左右環(huán)形腔，流入渦流室，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)測功器主軸旋轉(zhuǎn)，水在渦流室內(nèi)作強(qiáng)烈的渦流運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生很大的動(dòng)能，作用于定子，而左右兩定子與外殼相聯(lián)。因此發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩通過水的作用，從轉(zhuǎn)子傳遞到擺動(dòng)的殼體上，在由力臂將力作用與拉壓力傳感器。水門執(zhí)行機(jī)構(gòu)由出水管組件、蝶形排水閥、電控執(zhí)行器及同步步形帶等見組成，可以由控制系統(tǒng)通過執(zhí)行器對蝶形閥開度大小進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以改變排水量測力機(jī)構(gòu)采用拉壓力傳感器，轉(zhuǎn)速測量采用非接觸型轉(zhuǎn)速傳感器，傳感器將受力和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，即可顯示出轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等測定值。主
8、要特點(diǎn)：轉(zhuǎn)子、定子均采用不銹鋼材料，凹坑式結(jié)構(gòu)。采用無接觸密封技術(shù)。通過控制排水蝶閥來改變內(nèi)腔工作壓力，從而改變吸收負(fù)載?？焖夙憫?yīng)。因?yàn)橥ㄟ^改變排水閥的開度，內(nèi)腔工作壓力瞬間變化，通過電子控制儀器的自動(dòng)閉環(huán)
