现代汽车发动机原理课件：发动机性能试验-

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,发动机性能试验,7.1,试验条件与方法,带附件不同，测试发动机动力性、经济性等就会不同。因此，标准中对发动机在进行各项试验时所带的附件进行了规定，,发动机性能试验,7.1.1,发动机功率试验,速度特性是发动机油门开度不变时，发动机性能指标和特性参数随转速的变化规律。功率试验就是指全负荷,(,即油门置于全开位置,),时，与动力、经济有关的速度特性试验。也称外特性试验。,发动机性能试验,7.1.1,发动机功率试验,1,试验内容及测试项目,试验时，油门全开，等于及低于额定转速范围内，依次地改变转速进行测量，适当地分布,8,个以上的稳定工况点做为测量点。测试各测量点的转速、转矩、油耗量，并计算功率和燃料消耗率等。,测量主要项目有：,转速、转矩、燃料消耗率、排放污染物、排气温度、点火或喷油提前角、水温、润滑油温、油压以及燃油温度和燃油牌号等，进气状态、大气校正。,发动机性能试验,7.1.1,发动机功率试验,2,功率特性试验的应用,发动机性能试验,7.1.2,负荷特性试验,1,负荷特性及作用,负荷特性是在发动机

2、转速不变条件下，发动机主要性能参数随发动机负荷（功率、平均有效压力或油门开度）改变而变化。,试验目的是在规定转速、不同负荷下评定发动机的经济性和排放性能。,发动机性能试验,7.1.2,负荷特性试验,2,试验方法及步骤,发动机转速不变，试验从小负荷开始，逐步开大油门进行测量，直至油门全开，但转速始终保持不变。适当分布,8,个以上的测量点，测量点应包括转速为,2000r/min,，平均有效压力为,200kPa,的工况点。如图表示的是某汽油机在,2800rpm/min,时负荷特性曲线。,测定每一工况下各参数时，必须使柴油机在此工况下稳定运行，以防测录数据不稳定。测油耗时间测录至少两次以上，并取平均值。,发动机性能试验,7.1.2,负荷特性试验,3,测量项目及数据整理,测量参数数量和方法与功率试验时测量参数基本相同，即在每一个工况下，测量发动机进气状态、转速、转矩、燃料消耗量、点火或喷油提前角、点燃机进气管真空度或绝对压力、空燃比和燃料牌号。按需要测量,CO,、,HC,、,NOx,排放量等。,绘制负荷特性曲线。,发动机性能试验,7.1.3,万有特性试验,试验的目的：在不同转速、不同负荷下，评定

3、发动机在车用状态下经济性和排放特性。,万有特性曲线可分析发动机使用经济型，最内层等油耗线的范围是经济型最好的区域。,万有特性曲线是由许多条负荷特性曲线或多条速度特性曲线的数据绘制而成的，一般称为负荷特性法或速度特性法。,从发动机万有特性曲线上，可看出全工况范围内，即各种负荷和各转速时平均有效压力、功率、耗油率、排放量等参数的变化规律，从而能够全面确定发动机最合理的调整和最有利的使用范围。,发动机性能试验,7.1.4,机械损失功率,发动机的机械损失功率是发动机运转过程中的机械摩擦功率、附件功率和泵气损失功率之和。机械效率在大功率输出时可以超过,80%,，中低负荷时较低，怠速时为零。,机械损失功率试验的目的就是评定发动机的机械损失功率和点燃机节气门全开和全关的泵气损失的差异。,发动机性能试验,7.1.4,机械损失功率,1,示功图法,运用燃烧分析仪测录气缸的示功图，通过示功图测算出发动机的工作过程功，算出指示功率值，从测功器和转速计读数中测出发动机有效功率值，从而可以算出机械损失功及机械效率值。这种直接测定方法是在发动机真实的工作情况下进行的，从理论上讲也完全符合机械损失的定义。,发动机性能

4、试验,7.1.4,机械损失功率,2,倒拖法,试验时，电力测功机拖动发动机运转，测功机测出的倒拖功率为发动机机械损失功率。,测量方法是将发动机与电力测功机相连，当发动机以给定工况稳定运行，冷却水、机油温度到达正常数值时，切断对发动机的供油，将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且尽量维持冷却水和机油温度不变，这样就能测出倒拖功率。,发动机性能试验,7.1.4,机械损失功率,2,倒拖法,该测试方法误差来源主要有：,1,）缸内不燃烧，缸内压力显著下降，作用在活塞、连杆、曲轴以及转动齿轮之间的摩擦损失也随之下降。,2,）不着火条件下，排气温度下降，工质密度上升，使排气泵损失功比实际的大。,3,）缸壁温度比不着火时显著下降，黏性阻力的上升会有一定的补偿。,发动机性能试验,7.1.4,机械损失功率,3,灭缸法,先测出其有效功率，之后在发动机供油状况不变化情况下，关断某一气缸，测功机立刻调整以恢复发动机转速到原来的数值，并重新测定有效功率。这样，如果灭缸后其他各缸的工作情况和发动机械损失没有变化，则被熄灭的气缸原来所发出的指示功率为所测得两个功率差值,发动机性能试验,7.1.4,机械损失

5、功率,4,油耗线法,油耗线法仅适用无节气门的压燃式发动机。,发动机性能试验,7.1.5,起动试验,试验的目：评定发动机低温,(,汽油机环境温度,255K,、柴油机,263K),、中温及热机起动性。起动性的优劣取决于起动发动机所需要的拖动时间。,发动机性能试验,7.1.5,起动试验,试验条件,低温起动试验,汽油机在,255K,、柴油机在,263K,的环境温度下进行，加足防冻液及润滑油的发动机、充足电的蓄电池和燃油一起置入规定的低温环境，待蓄电池电解液、防冻液及润滑油温达到规定的环境温度,1 K,时，即可开始低温起动试验。,发动机性能试验,7.1.5,起动试验,试验条件,中温热起动试验,在,40%,80%,额定转速下运转，待冷却液温度达到,3615 K,后，怠速,10 s,停机,120 min,，环境温度不限，即可开始中温起动。,热机起动试验,在,40%,80%,额定转速下运转，待冷却液温度达到,3615 K,后，怠速,10s,停车,10 min,，环境温度不限，即可开始热车起动。,发动机性能试验,7.1.5,起动试验,按规定程序进行设置和操作。起动机通电拖动发动机，气缸内着火工作，转速升

6、高，尽早断电，通电时间不得超过,15 s,，发动机能自行运转,10 s,以上不熄火，则认为起动成功，该种试验完成。,若起动失败，按规定程序再次进行设置和操作，在,3min,内继续进行下一次起动；低温起动时需待冷却液、润滑油及电解液达到规定的环境温度，方可进行下一次起动。若,3,次起动失败，则终止该种试验。,7.1.5,起动试验,起动试验测量项目：起动失败次数、起动成功的拖动时间、环境温度和进气状态。起动机和蓄电池的最低工作电压、拖动及自行运转的发动机转速、起动电流、进气管绝对压力等与时间的关系曲线；起动前冷却液，各种润滑油及电解液的温度。汽油牌号及馏程、柴油牌号。,起动试验评定方法：,起动失败一次扣,2,分，失败两次扣,5,分，失败三次评定为,1,分。,发动机的起动性总分等于起动成功的评分减去起动失败的扣分数。若差值小于,1,时，令总分为,1,。,7.1.6,怠速试验,怠速试验的目的：评定发动机的怠速质量,即发动机处在低温冷机及热机状态下，无负荷时，评定发动机怠速运转的平顺性（如转速波动量）及运转持续性（不熄火）。,怠速工况是发动机无负荷运转状态，即离合器处于结合位置，变速器处于空挡位

7、置，采用化油器供油系统的车，其阻风门处于全开位置，油门踏板处于完全松开位置时的稳定运转工况。,7.1.6,怠速试验,低温冷机怠速试验,在规定的低温下，起动机停止拖动后，发动机能自行运转，即开始低温冷机怠速试验。手动变速器在空挡（,MO,），离合器接合,运行,20s,，终了时记录数据；随后仍在空挡（,MO,），离合器分开，运转,20s,，终了时记录。若系自动变速器，在“停车挡”（,AP,），运转,20s,终了时记录所需测量项目数据。,7.1.6,怠速试验,热机怠速试验,发动机在,40%,80%,的额定转速下运行，待冷却液出口温度达到,3615 K,时，油门回到怠速工况的位置，环境温度不限，即开始热机怠速试验。手动变速器置于空挡（,M-0,）,离合器接合，运行,20 s,，终了时进行数据测量。若系自动变速器，置于“停车挡”（,AP,），运转,20 s,终了时均进行数据测量。,7.1.6,怠速试验,试验中遇发动机熄火，立即起动，进入试验工况再运转,20s,，只记录熄火次数，不记录拖动时间。一旦试验开始，人不再操纵发动机如油门等，任其自行运转或熄火。用仪器记录发动机转速与时间的关系曲线。,试验

8、测量项目包括：测进气管绝对压力或真空度、怠速（或高怠速）转速、燃料消耗量、点火提前角,/,喷油（或供油）提前角，瞬时的怠速的最高、最低及平均转速。熄火次数、怠速质量的分数。,发动机其他性能试验项目还有,:,压燃机调速特性试验：目的是用稳定调速率来评定压燃机的调速性能。,各缸工作均匀性试验。,机油消耗量试验：目的就是评定发动机在规定工况下的机油消耗量。,7.2,试验装置,7.2.1,发动机试验测试系统,台架系统组成：,1,）测功系统,2,）发动机冷却水系统,3,）发动机润滑油系统,4,）发动机燃油系统,5,）发动机进气系统,6,）发动机排气系统,7,）循环水系统,8,）数据采集系统,9,）操纵控制柜,1,测功机种类及结构原理,发动机将其输出的机械能传送给测功机，测功机根据吸收的能量所转换的形式，可分为水力型、电力型和电涡流型三大类。,1,测功机种类及结构原理,1,）水力测功机,1,测功机种类及结构原理,2,）电力测功机,1,测功机种类及结构原理,3,）电涡流测功机,2,测功机的选配,测功机的选配要求：,保证使发动机外特性曲线全部落在所选测功机工作范围之内。,测功机应能快捷、方便地调整其内

9、部控制参数，改变测功机内部的特性，从而能进一步扩展测功机的应用范围，提高试验质量。,测功机特性与发动机特性要良好配合，以保证发动机正常运行。,2,测功机的选配,要使发动机与测功机形成的系统正常稳定工作，必须同时满足两个条件：发动机输出特性曲线与测功机制动特性曲线应在测试的工况点上相交。,若运行工况偏离交点时，系统应能产生回复力矩，使其快速自动收敛到工作点，而不是发散到其他位置或者不正常地往复摆动。,选用测功机类型和型号时，再满足稳定运行前提下，应遵循的原则：,被试发动机的工况面应在测功机被允许运行的工作范围内并处于性能较佳的位置；,测功机的响应速度和动态特性应满足被试发动机的要求；,在满足性能要求的前提下，应具有良好的性价比。,3,测功机、发动机机组安装,1,）台架基础设计时，应考虑：,（,1,）试验台应靠近有水源的一边，基础与墙壁距离不少于,1.5,米。整个实验室要求通风好，光线足，照明符合规定要求。,（,2,）台架基础应有足够的质量，以使发动机试验时的振动降至最低限度。,（,3,）应采取有效的隔振措施，减少试验台振动能量向外界传递。,（,4,）地下埋设线管时应在混凝土浇注前完成，排

10、气管若也埋在地下时，应与线管相距,0.5,米以上。,3,测功机、发动机机组安装,2,）测功机与发动机的安装,紧固测功机地脚螺栓，需用水平仪校正测功机在两个互相垂直方向的水平度，其安装精度为,1/1000,；发动机的支架固定在底座上，支架一般需要,3,个。固定发动机的支架与发动机之间有弹性减振块。被测试发动机经常变换时，发动机最好安装在,3,个自由度均可变位的附件支架上，使安装和调整更方便。发动机安装油门执行器时，要确保发动机调速手柄行程在油门执行器之内。,3,测功机、发动机机组安装,3,）测功机与发动机的连接,发动机与测功机的连接件一般采用万向联轴器或弹性联轴器。发动机与测功机连接后，要进行找正工作，以保证旋转轴的同轴度，一般要求在,0.05mm,之内。要尽可能减少作用于测功机上的附加力矩和轴向力，以免引起发热或发生设备人生事故，无法正常测试。为保证安全通常在靠近测功机端加装一辅助支座。在发动机与测功机的联轴器处加装安全罩，以防机件飞出伤人。,4,数据采集与处理系统,非电量测量系统主要包括：,（,1,）传感器,（,2,）信号调节器,（,3,）显示和记录器,（,4,）数据处理系统,除此之

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