發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試方案及各性能參數(shù)分析【含CAD圖紙、說明書】

目錄 目 錄 摘 要 III Abstract IV 1緒 論 1 1.1課題研究目的及意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.1國(guó)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.2國(guó)內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 1.3 論文的主要內(nèi)容 5 2 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng) 6 2.1測(cè)試系統(tǒng) 6 2.1.1加載與測(cè)量裝置 7 2.1.2數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng) 8 2.1.3冷卻系統(tǒng) 10 2.2實(shí)驗(yàn)室環(huán)境系統(tǒng) 11 2.2.1通風(fēng)系統(tǒng) 11 2.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 11 2.2.3消聲與隔聲系統(tǒng) 12 3發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn) 13 3.1試驗(yàn)概述 13 3.2發(fā)動(dòng)機(jī)功率試驗(yàn) 13 3.2.1試驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)試項(xiàng)目 13 3.2.2大氣校正 15 3.3負(fù)荷特性試驗(yàn) 16 3.4萬(wàn)有特性試驗(yàn) 16 3.5機(jī)械損失功率試驗(yàn) 17 3.6起動(dòng)試驗(yàn) 18 3.7怠速試驗(yàn) 19 4發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù) 22 4.1試驗(yàn)內(nèi)容 22 4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析 22 5論文總結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致謝 29 附錄 30 II 摘要 發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試方案及各性能參數(shù)分析 摘 要 發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，其性能的優(yōu)劣、運(yùn)行的狀態(tài)，都將影響機(jī)器的運(yùn)行。本文針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，選取合適的測(cè)試系統(tǒng)。其次對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制室與試驗(yàn)室空間進(jìn)行設(shè)計(jì)布局，將各系統(tǒng)布置于最佳合理位置。 在完成的測(cè)試平臺(tái)上，分別對(duì)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行外特性與負(fù)荷特性試驗(yàn)，獲取多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制成特性曲線圖，比較各參數(shù)之間的關(guān)系，最后對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。 關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；測(cè)試方案；發(fā)動(dòng)機(jī)特性；特性曲線圖 III Abstract Engine performance test scheme and analysis of performance parameters Abstract Engine as the heart of mechanical devices, its performance, operating status will affect the operation of the machine.In this paper, engine test program design, select the appropriate test systems.Secondly, the engine control room and laboratory space design layout, each system is arranged in the best feasible position. On completion of the test platform, respectively, both engines were external characteristics and load characteristics test, get multiple sets of test data.The test data were analyzed, plotted Characteristic curve comparing the relationship among the parameters, the final test summary. Key words:Engine;Test program;Engine Performance;Characteristic curve IV 第1章 緒論 1緒 論 1.1課題研究目的及意義 隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，使得汽車對(duì)于人們來(lái)說越發(fā)的普及。從而使人們對(duì)汽車的性能方面要求也在不斷的提高。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，其工作性能的好壞，直接影響到整個(gè)汽車的各個(gè)方面，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試是判斷其性能的好壞方法之一。在汽車的動(dòng)力源，其性能、使用壽命、質(zhì)量和保證等各個(gè)方面都有著較高的要求，并且發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造復(fù)雜、零件多、物理化學(xué)轉(zhuǎn)變過程極其復(fù)雜，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)與研發(fā)都離不開對(duì)其不斷地測(cè)試。 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試目的是為了檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)其性能指標(biāo)是否合格，其測(cè)試方法多種多樣。評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，從它轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、燃油消耗量等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。除此之外還有速度特性試驗(yàn)、負(fù)荷特性試驗(yàn)、廢氣排放試驗(yàn)、振動(dòng)和噪聲等試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)其性能。試驗(yàn)過程中，不僅對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且還要隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，在相應(yīng)的時(shí)刻記錄下每個(gè)參數(shù)的數(shù)值并繪制相應(yīng)的曲線圖，作為下一步的分析和改進(jìn)的依據(jù)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)存在著試驗(yàn)因素多變、過程較為復(fù)雜，參雜范圍較廣，采集周期太短、準(zhǔn)確度要求高。所以對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)有著較高的的要求。 為了保證汽車在行駛時(shí)有著可靠地動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排出尾氣安全性等，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架性能試驗(yàn)是必不可少的一種測(cè)試方法。為了保證試驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該在規(guī)范的指導(dǎo)下嚴(yán)格進(jìn)行試驗(yàn)。 本課題以校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室中的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，在已完成的測(cè)試臺(tái)上分別進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)外特性與負(fù)荷特性試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)繪制成曲線圖進(jìn)行研究和分析。 1.2 國(guó)內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1國(guó)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)動(dòng)機(jī)作為為汽車提供動(dòng)力的裝置，保證機(jī)器有足夠的動(dòng)力進(jìn)行工作，通常汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃油的熱能通過做功的形式轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。其工作狀態(tài)是將燃油噴置于一個(gè)密封汽缸內(nèi)，使其燃燒膨脹推動(dòng)活塞做功。通常節(jié)油發(fā)動(dòng)機(jī)與普通發(fā)動(dòng)機(jī)相比其輸出功率和扭矩相同，但是燃料消耗更低。發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油的好壞取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的整體設(shè)計(jì)。目前提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性的方法可以從提高它的機(jī)械效率和熱效率，如采用配氣系統(tǒng)可變裝置等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。即便是性能高的內(nèi)燃機(jī)，其工作時(shí)也會(huì)因產(chǎn)生一部分熱量而浪費(fèi)一些燃料油。所以減小燃油消耗率成為節(jié)能的一種必然趨勢(shì)。發(fā)動(dòng)機(jī)從發(fā)明以來(lái)隨汽車已經(jīng)走過了一百多年的歷史，不管從它哪個(gè)方面上來(lái)說，都在大幅度的進(jìn)步提高，而發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)者們不僅將最為先進(jìn)的科技將其結(jié)合在一起，還在不斷的大膽探索著新型發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能的設(shè)想。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱效率和經(jīng)濟(jì)性都比較好。柴油機(jī)使用壓縮空氣來(lái)使空氣摩擦獲取一定的溫度的方法，使其超過柴油的自燃點(diǎn)，再將柴油通過噴油嘴噴入，柴油和空氣充分結(jié)合的同時(shí)使其自燃。這種供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。所以柴油機(jī)所獲得的可靠性也要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)更好。在其功率一致的情況下，柴油機(jī)產(chǎn)生的扭矩較大，最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速低。隨著科技發(fā)展的越來(lái)越快，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展也更為迅速，柴油機(jī)原先的一些問題也得到較好的完善。而且柴油機(jī)在節(jié)能效果以及一氧化碳的排放所具有明顯優(yōu)勢(shì)。在歐美一些小型高速柴油機(jī)則被稱為綠色節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)成為歐美一些新型汽車的動(dòng)力裝置。根據(jù)資料表明:柴油機(jī)的熱效率提高的余地還有7％。具體措施有對(duì)其增壓、燃燒控制、可變氣門定時(shí)和升程、采用HCCI燃燒方式、電控高壓噴射等技術(shù)。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)在近幾年也有了不小的提升。汽油機(jī)的指示熱效率在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上能再提高8％。除了改善其燃燒方式之外。發(fā)動(dòng)機(jī)做功時(shí)的摩擦磨損還能降低25％。具體措施有:采用可變氣門定時(shí)和升程、提高其壓縮比、直噴式汽油機(jī)。隨科技的發(fā)展與進(jìn)步，新型材料的運(yùn)用和新型能源的開發(fā)應(yīng)用也可用來(lái)進(jìn)行節(jié)能。第二代直噴技術(shù)的運(yùn)用，使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠擁有的良好工作方式，以解決高耗能的缺點(diǎn)。增加燃燒時(shí)的氧氣調(diào)整量，可以調(diào)整較為合理的空燃比，這將更好的使燃油充分燃燒。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗率相對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)要低很多，因此柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗要比汽油機(jī)低的多。在用于家用轎車上，柴油機(jī)甚至能比汽油機(jī)節(jié)省18％左右的油量；在用于載貨的汽車時(shí)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)要比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省30％的油量。因此世界上許多國(guó)家正在積極的推行柴油轎車和輕型柴油貨車。在質(zhì)量為2至5噸的載貨汽車中，日本大約有91％采用柴油機(jī)，德國(guó)約有96％。 隨著科技的進(jìn)步與新型材料的應(yīng)用將是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一個(gè)新的特點(diǎn)。其性能和價(jià)格方面都有較為明顯的提升。 發(fā)動(dòng)機(jī)的排放在目前發(fā)展趨勢(shì)看來(lái)較為重要。國(guó)家規(guī)定汽車國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)后，廠商都不在從發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)等方面采取一些措施，而是直接改造排氣管降低排放，這樣做可以節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)成本。 控制汽油機(jī)尾氣達(dá)標(biāo)是比較容易，而柴油機(jī)還得進(jìn)行電控高壓噴射、排氣后處理、增壓中冷的技術(shù)措施，才能達(dá)到預(yù)期的排放標(biāo)準(zhǔn)。 除了對(duì)柴油機(jī)的改進(jìn)之外，油品質(zhì)量也是一個(gè)嚴(yán)重的問題，如果柴油中含硫量過高，則會(huì)加快對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的腐蝕，對(duì)排氣系統(tǒng)有一定的危害；另一方面，如果油泵或者油嘴已磨損，柴油的顆粒多，則會(huì)導(dǎo)致噴油量不準(zhǔn)確，影響其燃燒程度，有害氣體排放會(huì)增大。有可能還會(huì)出現(xiàn)冒黑煙的情況。所以對(duì)柴油質(zhì)量的提高，也能較為改善柴油機(jī)的污染排放問題。 隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，高效率低排放是完全可以做到的，在先進(jìn)技術(shù)的引領(lǐng)下，使得少量汽車現(xiàn)在即使不加裝尾氣進(jìn)化器，也能達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 1.2.2國(guó)內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 在中國(guó)，由于汽車機(jī)比柴油機(jī)有著升功率、體積、振動(dòng)、噪聲等方面先天優(yōu)勢(shì)。加上國(guó)內(nèi)消費(fèi)者固有習(xí)慣和燃油品質(zhì)的限制要求，使得我國(guó)大部分汽車都采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為主。 早期我國(guó)還不能進(jìn)行自主研發(fā)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，通常采用引進(jìn)和測(cè)繪仿制的方法來(lái)生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然大多數(shù)技術(shù)都不具有先進(jìn)性，但都是國(guó)外相對(duì)比較成熟的產(chǎn)品技術(shù)，其生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性高、性能穩(wěn)定，所以在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上產(chǎn)品銷售周期很長(zhǎng)。其中很大一部分產(chǎn)品經(jīng)過不斷的改進(jìn)，在技術(shù)方面得到一定的改進(jìn)提高?，F(xiàn)在一些改進(jìn)產(chǎn)品仍在在批量生產(chǎn)，并且在市場(chǎng)上占有想當(dāng)多的保有量。隨著我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，及國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，有些技術(shù)水平已經(jīng)和國(guó)外達(dá)到一致。比如廣州本田的凱美瑞、雅閣、飛度，東風(fēng)的日產(chǎn)、悅達(dá)起亞等，在國(guó)內(nèi)都比較暢銷，覆蓋面廣。 隨著近幾年國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展的迅速，以及汽車市場(chǎng)的國(guó)際化，陸陸續(xù)續(xù)有些廠商專門為中國(guó)市場(chǎng)而設(shè)計(jì)車型，所以一些配有國(guó)際先進(jìn)水平的發(fā)動(dòng)機(jī)也早已引入中國(guó)，如大眾的邁騰和斯柯達(dá)的明銳，其性能各項(xiàng)指標(biāo)均已和國(guó)外水平同步。 不僅如此，國(guó)內(nèi)企業(yè)還自主開發(fā)一些發(fā)動(dòng)機(jī)，早期的吉利發(fā)動(dòng)機(jī)可以說是完全仿制的，因?yàn)榉轮频陌l(fā)動(dòng)機(jī)水平也就一般，所以仿制后的發(fā)動(dòng)機(jī)也只能配在較為低端的轎車上。而現(xiàn)在逐步與國(guó)外一些企業(yè)合作開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)，已有一部分是自己的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，其性能也較為先進(jìn)，在一些中高端車上也能見其身影。 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的另一部分，是由發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)商單獨(dú)與國(guó)內(nèi)的科研院一起合作，開發(fā)的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，比如江淮汽車、長(zhǎng)城、吉利遠(yuǎn)景。這些發(fā)動(dòng)機(jī)都代表著國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)水平，且具有較高的水準(zhǔn)，雖說與國(guó)外仍有一段差距，但是現(xiàn)在足以適應(yīng)國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)。 現(xiàn)在我國(guó)目前發(fā)動(dòng)機(jī)基本都是以合資和引進(jìn)為主。大多數(shù)都是整車引進(jìn)，引進(jìn)的汽車大部分都采用國(guó)外的一些先進(jìn)技術(shù)，不具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。雖說在國(guó)內(nèi)一些自主開發(fā)的產(chǎn)品取得不小的進(jìn)步，但是要與國(guó)外高水準(zhǔn)技術(shù)相比，仍不具備挑戰(zhàn)能力，想要達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，仍需要一段時(shí)間。 我國(guó)的汽車發(fā)展還必須要走可持續(xù)發(fā)展道路，因此研發(fā)時(shí)要具有科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)境污染低、資源消耗少等方面技術(shù)。汽車必須朝著節(jié)能、安全、環(huán)保等方向發(fā)展。在北京于08年提前實(shí)行國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)已于2016年4月正式全國(guó)實(shí)施，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展在我國(guó)一方面受到法律的推動(dòng)，另一方面又受到制造成本的約束，因此為了取得產(chǎn)品品質(zhì)的與制造成本的平衡，我國(guó)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)必須取一個(gè)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)路線和技術(shù)措施。 大致看來(lái)，我國(guó)汽車行業(yè)必須走自主開發(fā)的道路。我們必須自主研發(fā)，增加自主產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的占有率。并且現(xiàn)在國(guó)家的政策更傾向于自主品牌的研發(fā)與發(fā)展。 在國(guó)內(nèi)為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，許多企業(yè)在這方面都進(jìn)行了積極的探索，目的為了拓寬，加深自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保有量。其方式都有以下幾種：購(gòu)買全部進(jìn)口產(chǎn)品獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)；購(gòu)買其生產(chǎn)許可證；與國(guó)外設(shè)計(jì)公司進(jìn)行合作；購(gòu)買其技術(shù)；國(guó)內(nèi)自主研發(fā)。 從購(gòu)買國(guó)外的產(chǎn)品和生產(chǎn)許可證以及技術(shù)，都不能算是真正的掌握其知識(shí)，僅僅是獲得其核心技術(shù)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而且還有可能原本固有技術(shù)存在著缺陷限制，可能產(chǎn)生掌握了產(chǎn)權(quán)卻不能全面掌握其技術(shù)知識(shí)的情況。國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)當(dāng)將其全部核心數(shù)據(jù)掌握并且完全消化，這樣才能走的更遠(yuǎn)。當(dāng)然如果能做到自主研發(fā)，自主生產(chǎn)，可作為可持續(xù)發(fā)展的一條捷徑。 從當(dāng)前的技術(shù)方面，考慮到國(guó)內(nèi)的技術(shù)現(xiàn)狀以及市場(chǎng)上的需求。比較適合市場(chǎng)行情發(fā)展的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)主要技術(shù)有：輕量化、集成化、渦輪增壓、可變氣門正時(shí)技術(shù)、可變進(jìn)氣技術(shù)等方面。 綜上所述的發(fā)動(dòng)機(jī)比較適合國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的技術(shù)的運(yùn)用，這將會(huì)從根本上提高汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平。而現(xiàn)在有越來(lái)越多的合資企業(yè)共同生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，即使這樣我們也必須了解到國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)與合資發(fā)動(dòng)機(jī)存在著較大的差距，在其關(guān)鍵技術(shù)上的掌握還不具備，關(guān)鍵零件的開發(fā)、生產(chǎn)、配套，都受控于國(guó)外企業(yè)當(dāng)中，因此需要不斷借鑒和學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)，縮短兩者之間的差距，實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)和生產(chǎn)，力爭(zhēng)在市場(chǎng)占據(jù)更大的份額。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前有著非常良好的前景，其減耗、高效率的動(dòng)力系統(tǒng)都有著突出表現(xiàn)。而且在近幾年當(dāng)中，其有效效率在不斷的提高，二氧化碳的排放量也在日益減少。如果說將生物燃料用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一樣工作性質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，并且擁有杰出的動(dòng)力性，柴油機(jī)新技術(shù)技術(shù)將會(huì)被不斷的研發(fā)。 由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有著良好的性能特征，且在國(guó)內(nèi)有著良好的市場(chǎng)前景，所以對(duì)其設(shè)計(jì)生產(chǎn)發(fā)展也十分迅速。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展，已有研發(fā)中的柴油機(jī)排放即使不使用過濾技術(shù)也能達(dá)到限制的排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步的優(yōu)化，也可以達(dá)到目前限制的排放標(biāo)準(zhǔn)。而成本也只有小幅度的提升，并且不需要加裝尾氣處理系統(tǒng)。 1.3 論文的主要內(nèi)容 （1）根據(jù)已有的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備，制定對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)特性的測(cè)試方案，對(duì)指定的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試。 （2）根據(jù)制定的方案進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，通過試驗(yàn)測(cè)試得出各項(xiàng)性能參數(shù)。 （3）結(jié)合已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論。 5 第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng) 2 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng) 2.1測(cè)試系統(tǒng) 在發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)過程中，影響的因素非常之多，僅模擬計(jì)算很難獲得精確的結(jié)果。所以發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)就表現(xiàn)的格外重要。而發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)和研究是以先進(jìn)的臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。隨著科技的發(fā)展，信息時(shí)代腳步的加快，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)變得更加的完善、簡(jiǎn)約。不僅操作簡(jiǎn)單，而且在功能、精度和可靠性上都有著較大的提升。 通常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)都是在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行操作的，實(shí)驗(yàn)室通常分為試驗(yàn)室和控制室。而試驗(yàn)系統(tǒng)主要由試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境兩大部分構(gòu)成。而測(cè)試系統(tǒng)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行加載和測(cè)量的裝置，也就是測(cè)功機(jī)。測(cè)試系統(tǒng)是由具有保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行所需的燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等功能組成；實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境系統(tǒng)主要是由通風(fēng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)和消聲與隔聲系統(tǒng)，目的是為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)在有良好的條件下工作，確保試驗(yàn)室內(nèi)沒有嚴(yán)重噪聲和排放物的污染。而控制部分和操作界面也是放在控制室內(nèi)的。因此為了確保試驗(yàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)也是格外的重要。如圖2.1與2.2分別為發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)控制室與發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)： 圖2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)控制室 圖2.2發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 2.1.1加載與測(cè)量裝置 發(fā)動(dòng)機(jī)在研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)時(shí)以及后面保養(yǎng)維護(hù)時(shí)，都需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。檢測(cè)的條件是發(fā)動(dòng)機(jī)在所需工況的情況下正常運(yùn)行，因此在我們要在被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)上掛上一個(gè)模擬負(fù)載。而它將要吸收發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的能量，通過扭矩及轉(zhuǎn)速的測(cè)量計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，它被稱為測(cè)功機(jī)。測(cè)功機(jī)通常分為三個(gè)部分:第一種是用來(lái)吸收被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)功率的裝置；第二種是將測(cè)功機(jī)的制動(dòng)負(fù)載特性調(diào)成與被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)輸出特性相搭配；第三種是將其轉(zhuǎn)換為扭矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，以便從其中獲得功率值。 根據(jù)其吸收能量轉(zhuǎn)換方式的不同，測(cè)功機(jī)可分為水力測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)和電渦流測(cè)功機(jī)。 水力測(cè)功機(jī)是將水作為工作介質(zhì)，利用運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)的相對(duì)摩擦力，將發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為水的能量的裝置。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小。成本低和無(wú)污染浪費(fèi)。從而一度在發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)中廣泛使用。但是由于其在水中低速時(shí)制動(dòng)力不足，低負(fù)荷工作不穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)太慢和自動(dòng)化程度不高的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在已經(jīng)被電渦流測(cè)功機(jī)所取代。 電力測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)換方式是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，其原理與普通發(fā)電機(jī)并無(wú)差異。使用時(shí)可以根據(jù)工作時(shí)電流形式的不同可分為直流電力測(cè)功機(jī)和交流電力測(cè)功機(jī)。直流電力測(cè)功機(jī)的調(diào)節(jié)范圍廣、工作穩(wěn)定、測(cè)量和控制精度相對(duì)來(lái)說都比較高，而且能量可以儲(chǔ)存再利用，比較節(jié)能環(huán)保。但是它維護(hù)費(fèi)用高，體積大，單機(jī)容量、最高電壓和最高轉(zhuǎn)速等要求較高。因此在大容量和高速測(cè)量的系統(tǒng)中很難廣泛運(yùn)用。而交流電動(dòng)測(cè)功機(jī)可以精準(zhǔn)控制其轉(zhuǎn)速和扭矩。和直流電機(jī)相比不存在換向器的問題，所以它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且受到電網(wǎng)電壓的影響更小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小且高效節(jié)能，具有較高的可靠性。所以交流電動(dòng)測(cè)功機(jī)更適合復(fù)雜的測(cè)試。 電渦流測(cè)功機(jī)是電機(jī)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)磁路中磁通產(chǎn)生變化，從而產(chǎn)生電渦流以用來(lái)吸收被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，轉(zhuǎn)化為熱能，再利用水冷進(jìn)行散熱。其優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，慣量小，體積小卻能吸收大功率，成本相對(duì)直流電機(jī)還要小一點(diǎn)，技術(shù)比較成熟，是目前各大廠商以及研發(fā)機(jī)構(gòu)主要使用的測(cè)功機(jī)之一。其缺點(diǎn)與水力測(cè)功機(jī)一致，僅能吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，將其轉(zhuǎn)化為熱能并且不能被吸收，運(yùn)行時(shí)也不能倒拖發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且易受到水的腐蝕以及不利的冷卻沖擊。 為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)能穩(wěn)定的運(yùn)行，測(cè)功機(jī)必須要與發(fā)動(dòng)機(jī)有著良好的特性配合。根據(jù)測(cè)功機(jī)的方便快捷，功能性多、測(cè)功范圍等，我們要合理的選配測(cè)功機(jī)。確保運(yùn)行時(shí)機(jī)組安全，誤差較小。 在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)組與測(cè)功機(jī)安裝時(shí)要考慮到機(jī)組與墻壁的距離，臺(tái)架基礎(chǔ)要有足夠的質(zhì)量，其底板要有足夠的剛度，避免在測(cè)試時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)使其產(chǎn)生變形，要注意部分構(gòu)件的諧振頻率避開發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率。使用有效扼隔振措施，避免工作時(shí)試驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)能量直接向外界傳輸。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管應(yīng)與線管相距0.5米以上。為保證測(cè)功機(jī)的靈敏度和準(zhǔn)確性，其安裝精度要高。被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)與測(cè)功機(jī)安裝時(shí)應(yīng)保證其旋轉(zhuǎn)的同軸度在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，盡量減少作用于測(cè)功機(jī)上的附加力矩和軸向力，避免引發(fā)事故造成無(wú)法測(cè)試以及人身傷害。通常都需要在聯(lián)軸器處加裝個(gè)安全罩。以防發(fā)生事故。 2.1.2數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng) 當(dāng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)，采集試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且記錄、處理和輸出功能，這就是采集系統(tǒng)的基本任務(wù)，以便反應(yīng)其發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)特性。在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中所需測(cè)量的項(xiàng)目有很多，比如功率、扭矩、轉(zhuǎn)矩、燃料消耗量和燃料消耗率、燃油溫度、機(jī)油壓力和溫度、進(jìn)（排）氣溫度和壓力、冷卻水的進(jìn)（排）溫度等。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示。 大部分試驗(yàn)參數(shù)是直接可以通過各種類型的傳感器直接得出的，但是有些參數(shù)是要根據(jù)試驗(yàn)的參數(shù)和公式進(jìn)行換算得出。 試驗(yàn)時(shí)所采用的是FC2000發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。它在設(shè)計(jì)時(shí)采用了國(guó)際最流行的單片機(jī)技術(shù)、現(xiàn)在總線技術(shù)和模塊化技術(shù)，并將在國(guó)際上已取得的成功經(jīng)驗(yàn)與國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況想結(jié)合而設(shè)計(jì)出的大型測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)普遍適用于各種類型的柴油機(jī)、汽油機(jī)、天然氣、液化氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn)。平且能與國(guó)內(nèi)外不同的水力測(cè)功機(jī)、電渦流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)配套使用，可以方便的控制和測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、燃料消耗量、溫度、壓力、流量等不同性質(zhì)的參數(shù)。 首先FC2000發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)搭載了FC2010測(cè)控儀和FC2110驅(qū)動(dòng)儀。FC2010測(cè)控儀可以和各種類型的水力、電渦流測(cè)功機(jī)與油門執(zhí)行器搭配使用，由于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門和電渦流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁都進(jìn)行雙閉環(huán)的自動(dòng)控制，所以對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的性能試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)都可以滿足。該測(cè)控儀配備了六種預(yù)設(shè)的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制模式，預(yù)設(shè)的控制模式即是發(fā)動(dòng)機(jī)不停車的情況下，也能進(jìn)行無(wú)干擾動(dòng)切換。配備了手動(dòng)控制單元，縱使脫離計(jì)算機(jī)也能完全正常工作。并且FC2010測(cè)控儀的通訊方式是采用了國(guó)際較為成熟且具有先進(jìn)的CAN現(xiàn)在總線技術(shù)。使得其通訊率得到提高，而且還保證了控制的實(shí)時(shí)性與可靠性，最重要的使整套系統(tǒng)的測(cè)量精度也得到一定的提高。FC2110設(shè)計(jì)精巧方便，可以很直接的看到測(cè)功機(jī)的數(shù)據(jù)大小。因?yàn)槠溟_關(guān)有著自動(dòng)手動(dòng)之分，所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)功機(jī)的負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，兩者之間的配套使用能方便對(duì)電渦流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流和發(fā)動(dòng)機(jī)的的油門進(jìn)行控制。 搭載了FC2012電力測(cè)功控制儀，可以方便的與電力測(cè)功器、變頻器、油門執(zhí)行器等配套使用，以便測(cè)量和控制發(fā)動(dòng)的扭矩、功率、轉(zhuǎn)速、油耗等數(shù)據(jù)。該儀器配備數(shù)字增量式PID控制算法，精準(zhǔn)度高；采用光電式數(shù)字編碼器來(lái)設(shè)定扭矩、轉(zhuǎn)速，具有無(wú)接觸、零磨損、使用壽命長(zhǎng)；將其各個(gè)部件隔離，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。支持正反調(diào)零，操作便捷、運(yùn)行可靠。 數(shù)據(jù)采集是是使用FC2022數(shù)據(jù)采集模塊為一個(gè)獨(dú)立模塊，作為FC2000發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以用作于接受各種形式的傳感器。由于模塊可以同時(shí)使用多種不同的傳感器，并且具有多個(gè)固定的線性化表格和自定義的線性化表格，因此可以適用于任何非線性特征的傳感器。而模塊的調(diào)整都是在軟件上完成的，因此無(wú)電位器，也不用跳線，不要做任何調(diào)整。 同時(shí)該測(cè)控系統(tǒng)還配備了智能油耗儀、電噴油箱排氣裝置，主要用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗，而且油耗儀采用的是一體化設(shè)計(jì)，且與顯示儀集于一體。獨(dú)立的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗的測(cè)量。具有平均油耗測(cè)量和瞬時(shí)油耗測(cè)量的功能。兩個(gè)裝置結(jié)合在一起具有測(cè)量精度高，重復(fù)性好，工作安全，使用壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好和維護(hù)方便。 如下圖為FC2000發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的的基本配置組成圖： 2.1.3冷卻系統(tǒng) 在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的過程中，都具備有專門的冷卻系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)水箱、加溫器與溫度控制等部件。其主要用于調(diào)節(jié)試驗(yàn)臺(tái)架的溫度，測(cè)功機(jī)的溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)工況時(shí)的溫度，以及潤(rùn)滑燃油的溫度。如果是用作在水力測(cè)功機(jī)上，還具備一定的清洗作用。 通常冷卻系統(tǒng)有兩種形式，分為內(nèi)外兩種循環(huán)方式。內(nèi)循環(huán)式冷卻系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)車進(jìn)行設(shè)計(jì)的，水泵將熱水送到散熱器，模擬汽車行駛時(shí)前面有迎面吹來(lái)的風(fēng)，即裝個(gè)冷卻風(fēng)扇。這個(gè)的冷卻系統(tǒng)降溫速度較慢，因此適用于中、小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。還有一種就是外循環(huán)式冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于中高功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所采用的是FC2420T水溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)。用于調(diào)節(jié)試驗(yàn)臺(tái)上的發(fā)動(dòng)機(jī)問度的設(shè)備，取代了整車發(fā)動(dòng)機(jī)水箱使發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行是，冷卻液保持在一個(gè)恒定的溫度。結(jié)構(gòu)是鋁型骨架結(jié)構(gòu)，擁有金屬質(zhì)地的沖孔板隔離保護(hù)，其可靠性高，屬于易控制，控制精度高。FC2420T擁有兩個(gè)循環(huán)冷卻回路，分別為冷卻液循環(huán)回路和冷卻水循環(huán)回路，冷卻液回路設(shè)有三通調(diào)節(jié)閥，通過高溫與低溫的混合可調(diào)節(jié)所需要的溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油部分設(shè)有FC2430發(fā)動(dòng)機(jī)油溫調(diào)節(jié)裝置，以控制機(jī)油溫度。如圖2.3為水溫恒溫控制裝置原理圖： 圖2.3 水溫恒溫控制裝置原理圖 2.2實(shí)驗(yàn)室環(huán)境系統(tǒng) 2.2.1通風(fēng)系統(tǒng) 通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)定主要將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)所散發(fā)出的熱能與工作時(shí)所產(chǎn)生的廢氣排出室外，保持室內(nèi)溫度與空氣質(zhì)量在規(guī)定的范圍內(nèi)。常用的氣流組織有兩種:一種是上送下排式，這樣可以直接將室內(nèi)的廢氣直接排出室外，使室內(nèi)空氣達(dá)標(biāo)；另一種是下送上排式，這樣在排出廢氣的同時(shí)又能起到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的作用而且通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資較少。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所發(fā)出的熱量多，變化多變，無(wú)法做到精確的散熱，并且排出的氣體可能會(huì)對(duì)人體造成影響，對(duì)環(huán)境也可能造成一定的污染，所以對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的要求。如果在選用通風(fēng)量太大，可能會(huì)造成成本費(fèi)用的浪費(fèi)，如果排風(fēng)量太低，即排風(fēng)系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)，則會(huì)影響試驗(yàn)的進(jìn)行及結(jié)果。 2.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣可直接吸收臺(tái)架室內(nèi)的空氣，也可為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣提供一個(gè)專用的供氣系統(tǒng)。專用供氣系統(tǒng)可分為兩種：一種是利用管道通道屋外，以獲取空氣，但是這個(gè)方案要考慮到，發(fā)動(dòng)機(jī)自然吸氣量，空氣過濾和所發(fā)出噪聲的消除等因素。另一種是設(shè)有專用的進(jìn)氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行供氣。可以方便的控制進(jìn)氣的質(zhì)量，潔凈度和空氣壓力，減少其測(cè)試誤差。也可將模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行情況下的吸氣。 2.2.3消聲與隔聲系統(tǒng) 噪聲污染作為環(huán)境污染的重要來(lái)源之一，已經(jīng)嚴(yán)重危害了生態(tài)健康，其發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲也是其中的一部分。在一般實(shí)驗(yàn)室內(nèi)基本是用裝在墻壁上的吸聲材料來(lái)進(jìn)行消聲的，降低發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試時(shí)所發(fā)出的噪聲。也可以對(duì)觀察窗的玻璃進(jìn)行加厚，加層，雙層玻璃不僅可以對(duì)測(cè)試時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的噪聲進(jìn)行減小，也可對(duì)試驗(yàn)時(shí)安全性有一定的提高，防止測(cè)試時(shí)有碎片飛出對(duì)測(cè)試人員的安全造成威脅，并且雙層玻璃也不會(huì)像單片玻璃易擊碎。 13 第3章 發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn) 3發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn) 3.1試驗(yàn)概述 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)速度與負(fù)荷因其輸出的功率的變化而改變的。在載荷不變的情況下，因其路面條件與行駛狀況的不同和其行駛速度也會(huì)不同，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也是或高或低的；即使在同一速度下，因其載荷的不同，路面狀況的不同，也會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷有大有小。所以汽車在行駛時(shí)，根據(jù)其所需的動(dòng)力不同，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況也截然不同。 所謂發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，就是發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，正常工作時(shí)的狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中主要的兩個(gè)運(yùn)行參數(shù)為負(fù)荷和轉(zhuǎn)速。通常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與汽車的行駛速度成正比。負(fù)荷由輸出扭矩或者是平均有效壓力來(lái)表示，與汽車行駛時(shí)的總阻力成正比。因此想要得出發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下的性能與變化規(guī)律，必須先要了解發(fā)動(dòng)機(jī)的性能隨著工況的變化規(guī)律。 發(fā)動(dòng)機(jī)主要的性能有動(dòng)力性、排放性能、經(jīng)濟(jì)性、耐久性和可靠性。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的不同可分為穩(wěn)態(tài)性能與動(dòng)態(tài)性能。穩(wěn)態(tài)性能是指發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)平均的性能指標(biāo)和參數(shù)，并且不與時(shí)間有關(guān)系。動(dòng)態(tài)性能參數(shù)是指發(fā)動(dòng)機(jī)在不平穩(wěn)的工作過程的特性。我們?cè)跍y(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)的加速、減速、啟動(dòng)等工況時(shí)就是動(dòng)態(tài)性能研究的對(duì)象。 發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)一般包括:①功率試驗(yàn)；②負(fù)荷特性試驗(yàn)；③機(jī)械損失功率試驗(yàn)；④萬(wàn)有特性試驗(yàn)；⑤啟動(dòng)試驗(yàn)；⑥怠速試驗(yàn)；⑦壓燃機(jī)調(diào)速特性試驗(yàn)；⑧各缸工作均勻性試驗(yàn)；⑨活塞漏氣量試驗(yàn)；⑩機(jī)油消耗量試驗(yàn)。共十項(xiàng)性能試驗(yàn)。 3.2發(fā)動(dòng)機(jī)功率試驗(yàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率試驗(yàn)主要是為了測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)工況下的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和額定的功率、扭矩、燃油消耗量等；其次為了確定發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況的最大性能指標(biāo)。還可以了解其有害排放情況。 3.2.1試驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)試項(xiàng)目 進(jìn)行功率試驗(yàn)時(shí)，油門開度需設(shè)定到百分之百的位置，即油門開到最大位置，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或者低于額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均勻地選擇不少于8個(gè)點(diǎn)的穩(wěn)定工況點(diǎn)，其中一定得包括額定點(diǎn)與最大扭矩點(diǎn)。 試驗(yàn)中所需測(cè)量的參數(shù)有； （1）實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄的平均旋轉(zhuǎn)次數(shù)為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般以一分鐘所轉(zhuǎn)的圈數(shù)（r/min)為計(jì)量單位。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)做功的次數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)做功的大小，因此隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不同發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率也會(huì)不同。因此在說明發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率時(shí)必定要標(biāo)明其轉(zhuǎn)速。 （2）發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率；發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中可以直接測(cè)量出扭矩和轉(zhuǎn)速這兩個(gè)參數(shù)，通過公式計(jì)算得出功率 式中： 為有效功率，kW; 為實(shí)測(cè)有效扭矩，N·m; n 為實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)速，r/min。 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能取決于扭矩、轉(zhuǎn)速與功率，從而決定了汽車動(dòng)力性能的三要素：汽車行駛時(shí)的車速、汽車上坡時(shí)的爬坡速度和汽車行駛時(shí)的加速能力的重要參數(shù)。 （3）燃料消耗量：評(píng)價(jià)一個(gè)發(fā)動(dòng)性能不僅注重它的動(dòng)力性，而且還要看的經(jīng)濟(jì)性，即輸出一定的功所需的燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)每小時(shí)所需要消耗的油量，叫做小時(shí)油耗量 。其公式為 式中： 為燃料消耗量，Kg/h； 為燃料消耗容積，； 為燃油消耗密度，g/； 為燃油消耗時(shí)間，s； 為燃料消耗量，g。 小時(shí)耗油量是發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)小時(shí)消耗的的燃料量，并不能用作相對(duì)比較的評(píng)價(jià)指標(biāo)。所以采用燃油消耗量來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，以發(fā)動(dòng)機(jī)固定功率所消耗的燃油量來(lái)表示，單位是每千瓦小時(shí)所燃燒燃油是多少克，公式為 式中： 為燃油消耗率，g/（kW·h）； 為燃油消耗量，kg/h； 為發(fā)動(dòng)機(jī)功率，kW。 為了試驗(yàn)時(shí)確保發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作時(shí)的最佳工作狀態(tài)，試驗(yàn)前應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)提前發(fā)動(dòng)，處于怠速狀態(tài)。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的溫度、水溫、潤(rùn)滑油溫、以及燃油溫度是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下。 試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，為了便于有效功率的計(jì)算與校正和燃油消耗率的測(cè)量，試驗(yàn)提前要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度、濕度以及大氣壓力進(jìn)行測(cè)量。 3.2.2大氣校正 發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試時(shí)由于環(huán)境所產(chǎn)生的因素，使我們不能在同一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)的不同，都會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)上的差異，因此為了世界各國(guó)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有可相比性，各國(guó)都制定了相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并嚴(yán)格規(guī)定試驗(yàn)條件和標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)。大氣校正意義就是將非標(biāo)準(zhǔn)大氣下的試驗(yàn)的參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)如表 發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài) 進(jìn)氣參數(shù) 單位 標(biāo)準(zhǔn)值 進(jìn)氣溫度Ｔ Ｋ 298 進(jìn)氣干空氣氣壓 kPa 99 水蒸氣分壓 kPa 1 進(jìn)氣總壓 kPa 100 在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)是應(yīng)當(dāng)使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度處于288K到308K之間，進(jìn)氣氣壓應(yīng)處于80kPa到110kPa之間。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率修正計(jì)算公式為： 式中：為校正有效功率，kW； 為實(shí)測(cè)有效功率，kW； 為發(fā)動(dòng)機(jī)功率校正系數(shù)，取值應(yīng)在0.93至1.07之間，如果不在該范圍內(nèi)，應(yīng)注明，的計(jì)算公式： 式中：Ｔ為進(jìn)氣溫度，K； 為進(jìn)氣干空氣壓，kPa,其計(jì)算公式為 為進(jìn)氣總壓，kPa； 為水蒸氣分壓，kPa。 這一換算方法在目前，還未從根本上解決，公式尚未統(tǒng)一，因?yàn)闇y(cè)量時(shí)的各個(gè)要求都不相同，因此每個(gè)國(guó)家對(duì)于功率規(guī)劃也不是完全一樣。在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)中，都有具體的要求，每個(gè)校正方法都要以一定的依據(jù)為基礎(chǔ)，可用范圍有一定的限制。 所以，在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，為了方便將性能不同的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，一般將該試驗(yàn)的進(jìn)氣系統(tǒng)改為標(biāo)準(zhǔn)情況下的進(jìn)氣系統(tǒng)，或者將進(jìn)行試驗(yàn)的地點(diǎn)，時(shí)間段都盡量的統(tǒng)一，這樣可以縮小試驗(yàn)所帶來(lái)的誤差。 3.3負(fù)荷特性試驗(yàn) 負(fù)荷特性是使被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)跟著負(fù)荷的大小而改變的關(guān)系。 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)是為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的情況下，在面對(duì)不同負(fù)載時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和廢氣排出的情況。主要是證明轉(zhuǎn)速一致的情況下，搭載不同負(fù)載時(shí)的燃油消耗率與功率之間的關(guān)系。如果是額定轉(zhuǎn)速，可以從相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷曲線圖中找出在測(cè)試時(shí)所能達(dá)到的額定功率與相應(yīng)的額定耗油率，從數(shù)據(jù)中可以看出功率標(biāo)定的是否合理。如果轉(zhuǎn)速不在額定轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)負(fù)荷特性曲線可以清楚的看到其最低的耗油率，這一指標(biāo)是用來(lái)評(píng)定各種發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要參數(shù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，逐漸增加其負(fù)荷，使發(fā)動(dòng)機(jī)漸漸達(dá)到試驗(yàn)所需要的穩(wěn)定熱狀態(tài)，然后在進(jìn)行試驗(yàn)。通常在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)至其額定轉(zhuǎn)速的百分之五十至百分之八十之間進(jìn)行。如果需要擴(kuò)展發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍時(shí)，可由其上下擴(kuò)展。試驗(yàn)應(yīng)由較小的負(fù)荷開始，然后逐漸增大油門，直到油門開到最大，但必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度一致。選取適當(dāng)?shù)陌藗€(gè)以上的測(cè)量點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫、機(jī)油油溫應(yīng)盡量保持一致。 3.4萬(wàn)有特性試驗(yàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與速度特性能方便的從發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)角度去評(píng)價(jià)其被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，負(fù)荷特性中所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷與速度特性所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，可以表明其發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)隨之而改變的規(guī)律。汽車在實(shí)際生活中運(yùn)行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷都在不間斷的變化，如果單從負(fù)荷特性或者是速度特性來(lái)講，很難全面的評(píng)定其工作性能。 萬(wàn)有特性曲線其實(shí)就是將兩個(gè)特性曲線進(jìn)行合成，用來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)在其運(yùn)行時(shí)所屬的范圍內(nèi)的關(guān)系，用它可以表明發(fā)動(dòng)機(jī)性能最佳的工作范圍，也可以確定其某個(gè)范圍內(nèi)排放廢氣最低等?；蛴糜诎l(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)性能匹配時(shí)，可以使這些工作性能較好的區(qū)域，具有較高的使用頻率，這是作為發(fā)動(dòng)機(jī)功能匹配的重多因素之一。 進(jìn)行測(cè)試后，我們可以方便的從萬(wàn)有特性曲線圖上看出其正常工作時(shí)，負(fù)荷和轉(zhuǎn)速不同時(shí)的平均有效壓力、功率、耗油率和廢氣排放等多個(gè)參數(shù)的關(guān)系，因此能了解到發(fā)動(dòng)機(jī)性能最佳合理的工作范圍和最佳的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)整。通過對(duì)其分析，可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，以及其最佳用途。 3.5機(jī)械損失功率試驗(yàn) 機(jī)械損失功率是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械摩擦功率、附件功率與泵氣損失之和，它在發(fā)動(dòng)機(jī)研究與設(shè)計(jì)中處于一個(gè)很重要位置。機(jī)器處于大功率工作時(shí)，其功率可以超過百分之八十，負(fù)荷較小時(shí)或者處于怠速時(shí)則為零。由于乘用汽車在使用時(shí)，有三分之一到一半的消耗是在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失上的，因此提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提升上是很重要的。機(jī)械效率是用來(lái)評(píng)定其工作時(shí)損失的大小的一個(gè)重要依據(jù)。其公式如下： 式中：為機(jī)械效率； 為校正有效功率，kW； 為機(jī)械損失功率，kW。可以在測(cè)功機(jī)上進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，其計(jì)算公式為 式中：為測(cè)功機(jī)磅秤讀數(shù)，N； L為測(cè)功機(jī)臂長(zhǎng)，m； n為轉(zhuǎn)速，r/min； C為測(cè)功機(jī)常數(shù)。 通常對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失功率測(cè)試的方法有示功圖法、倒拖法、滅缸法和油耗線法。 示功圖法：是利用示功圖測(cè)量計(jì)算出其工作中所做的功，加上發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架所測(cè)試得出的有效率，該理論雖說是最合理的，但是在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)許多不確定的因素。 倒拖法：用倒拖法進(jìn)行測(cè)量須要測(cè)功機(jī)為電力測(cè)功機(jī)。用電動(dòng)測(cè)功機(jī)作為主動(dòng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，因此測(cè)功機(jī)工作時(shí)所測(cè)出的功率為機(jī)械損失功率。 測(cè)量步驟為，先發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行直到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的水溫以及油溫達(dá)到正常工作狀態(tài)時(shí)，立即切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火，將測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)變成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，反向拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行至正常工作狀態(tài)，這是測(cè)功機(jī)所測(cè)出的功率則為發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失功率。 倒拖法主要的誤差為發(fā)動(dòng)機(jī)未進(jìn)行點(diǎn)火工作時(shí)，機(jī)缸里的壓力明顯下降，各部件之間所產(chǎn)生的摩擦損失也隨之下降。發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)的情況下，排氣溫度降低，工質(zhì)密度逐漸提高，因而損失功更大。 倒拖法操作方便，在重多測(cè)試機(jī)械損失功率的方法當(dāng)中測(cè)量精度高，測(cè)試時(shí)對(duì)機(jī)油的溫度以及水溫的要求較高，避免損失功率過大。 滅缸法：是將發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)缸的點(diǎn)火系統(tǒng)或者噴射裝置進(jìn)行輪流關(guān)斷的情況下測(cè)試的，該測(cè)量方法僅使用于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果其中某個(gè)缸關(guān)斷時(shí)，需要測(cè)功機(jī)立即調(diào)整防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化恢復(fù)其轉(zhuǎn)速，測(cè)出功率的下降值。分別對(duì)各缸的功率下降量進(jìn)行測(cè)量，其下降值的總和即為發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率，通過發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率求出其機(jī)械效率。 油耗線法：油耗線法適用于沒有節(jié)氣門的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，即適用于柴油機(jī)的測(cè)量。 這四種測(cè)量方法均有一定的誤差，如果對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行多種方法的測(cè)量，可以降低其測(cè)量誤差，即使無(wú)法得出最精確的參數(shù)，但這些參數(shù)能有效的反應(yīng)出其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。 3.6起動(dòng)試驗(yàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)試驗(yàn)主要是為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)在不同溫度起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能以及在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的排放。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的優(yōu)劣決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)的拖動(dòng)時(shí)間。 發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫條件下進(jìn)行起動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)油粘度增高使其起動(dòng)阻力矩加大，而在低溫情況下蓄電池的工作能力也會(huì)降低，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)速度也會(huì)降低。低溫還會(huì)導(dǎo)致汽油機(jī)的燃油霧化性不夠好，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)困難。因此了發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫情況下能有良好的啟動(dòng)性，都采用一些輔助裝置。 起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)要注意其起動(dòng)時(shí)間的測(cè)量，即從按下發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按鈕的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，若測(cè)試過程中發(fā)動(dòng)機(jī)15秒內(nèi)能夠自行工作，且運(yùn)行時(shí)間不少于10秒，則發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功。若發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗，應(yīng)遵循廠商說明書的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行操作，在三分鐘之內(nèi)進(jìn)行下次起動(dòng)。在低溫情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液與機(jī)油，以及蓄電池中的電解液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境的溫度下進(jìn)行試驗(yàn)。如果起動(dòng)三次都失敗，應(yīng)立即停止試驗(yàn)。 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)測(cè)量的項(xiàng)目主要有：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)失敗的次數(shù)、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功時(shí)拖動(dòng)的時(shí)間、測(cè)試時(shí)的環(huán)境溫度以及其進(jìn)氣狀態(tài)、蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)的最低工作電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)和自行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速；起動(dòng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫以及機(jī)油和蓄電池內(nèi)電解液的溫度等。 3.7怠速試驗(yàn) 汽車在行駛過程中經(jīng)常用到發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速工作，在汽車起動(dòng)時(shí)以及停車的時(shí)候都需要發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工作，這里發(fā)動(dòng)機(jī)最小油門開度也將認(rèn)為低速怠速。對(duì)其要求則是怠速平穩(wěn)能夠非常平順的過度到車輛的起步、行駛中，如車輛的起步前的和臨時(shí)停車等。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速工況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、排放和駕車體驗(yàn)都顯得格外重要。 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)工作處于低溫冷機(jī)和正常工作狀態(tài)下，沒有附加載荷，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的平穩(wěn)性、發(fā)動(dòng)機(jī)工作的持續(xù)性和廢氣排放等。 怠速工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)沒有加載任何負(fù)荷，即車輛行駛時(shí)離合器處于接合狀態(tài)，檔位處于空擋位置。 通常怠速試驗(yàn)分為低溫冷機(jī)怠速試驗(yàn)和熱機(jī)怠速試驗(yàn)兩種。 低溫冷機(jī)怠速試驗(yàn)：在規(guī)定的低溫情況下，起動(dòng)機(jī)停止拖動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獨(dú)立工作，則可以開始進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)低溫冷機(jī)怠速試驗(yàn)。空擋離合器處于接合的位置，工作運(yùn)行20秒，終止數(shù)據(jù)記錄；隨后在空擋離合器分開，工作20秒，停止記錄數(shù)據(jù)。如果變速箱為自動(dòng)變速器，則在“停車”檔位置，工作20秒，停止所記錄數(shù)據(jù)。 熱機(jī)怠速試驗(yàn)：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速處于額定轉(zhuǎn)速的百分之三十至百分之八十之間，等到冷卻液的溫度達(dá)到要求，油門處于怠速工況的位置，不考慮環(huán)境溫度，則可以進(jìn)行怠速熱機(jī)試驗(yàn)。手動(dòng)變速器的空擋離合器處于接合位置，工作20秒，停止記錄數(shù)據(jù)。如果變速箱為自動(dòng)變速器，則處于“停車”檔位。工作20秒，停止數(shù)據(jù)記錄。 試驗(yàn)中所需測(cè)量的項(xiàng)目主要包括：進(jìn)氣管的真空度，發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)所需的燃料、點(diǎn)火提前角、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速和平均轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)熄火的次數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速質(zhì)量。 怠速轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)率計(jì)算公式為 式中：為怠速的最高轉(zhuǎn)速，r/min； 為怠速的最低轉(zhuǎn)速，r/min； 為怠速的平均轉(zhuǎn)速，r/min。 怠速質(zhì)量評(píng)定表 評(píng)語(yǔ) 分?jǐn)?shù) 怠速質(zhì)量 優(yōu)秀 9 輕微察覺發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速 很好 8 清晰地察覺到在運(yùn)轉(zhuǎn)，但運(yùn)轉(zhuǎn)平順 好 7 運(yùn)作有稍微振動(dòng)，但無(wú)反感 尚可 6 運(yùn)作略有振動(dòng)，但運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定 及格 5 運(yùn)轉(zhuǎn)中度晃動(dòng) 不及格 4 運(yùn)轉(zhuǎn)晃動(dòng)、但能維持運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有熄火 不太可靠 3 運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)重晃動(dòng)、維持運(yùn)行無(wú)把握，可能熄火 不可靠 2 熄火一次，處于怠速中難以工作持續(xù)20秒 很不可靠 1 熄火多次，不能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要人為操控 22 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù) 4發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù) 4.1試驗(yàn)內(nèi)容 進(jìn)行試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)儀器進(jìn)行檢查，以及試驗(yàn)中所需物品的準(zhǔn)備，燃料以及環(huán)境的準(zhǔn)備，檢查排風(fēng)和水泵性能是否良好，發(fā)動(dòng)機(jī)固定是否牢靠，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油量，電渦流測(cè)功機(jī)和FC2000測(cè)控系統(tǒng)儀器等多項(xiàng)儀器能否正常工作，足夠多的燃料，以及周圍溫度濕度的測(cè)量。試驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)預(yù)先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，直至其排出水溫為80℃左右，開始進(jìn)行試驗(yàn)，如果試驗(yàn)當(dāng)中有特定的要求，根據(jù)其說明要求運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。 試驗(yàn)過程當(dāng)中，每個(gè)待測(cè)點(diǎn)都應(yīng)需發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作之后才能進(jìn)行測(cè)量，正常運(yùn)轉(zhuǎn)之后，依次讀取各數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)應(yīng)注意數(shù)據(jù)時(shí)間間隔。 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，如有異常應(yīng)立即調(diào)整，情況比較突然，可以立即停止試驗(yàn)，查明異常原因，思考試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否重新進(jìn)行。 試驗(yàn)中所測(cè)試的是BF6M1013E系列柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)為單體泵發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過歐洲市場(chǎng)常年的驗(yàn)證，其性能連續(xù)性好，工作穩(wěn)定，通過德國(guó)認(rèn)證。該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，相對(duì)同類產(chǎn)品輕100kg左右。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便易于維修，振動(dòng)噪聲小。該發(fā)動(dòng)機(jī)零件通用性好，易于整車匹配。 4.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析 測(cè)試時(shí)分別對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行外特性試驗(yàn)與負(fù)荷特性試驗(yàn)。外特性數(shù)據(jù)如表4.2.1，其數(shù)據(jù)如下。 表4.2.1 外特性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 序號(hào) 轉(zhuǎn)速 r/min 轉(zhuǎn)矩 N·m 功率 kW 油耗率 g/kW·h 排氣溫度 ℃ 1 1399 718 105.2 228.3 613 2 1599 692 115.9 226 592 3 1799 690 130 224.9 578 4 1899 685 136.1 225.4 571 5 2000 672 140.7 227.5 562 6 2099 654 143.8 228.7 548 7 2200 631 145.3 232.4 526 8 2299 603 145.2 238.7 437 通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，將數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線匯總，得出各項(xiàng)參數(shù)與轉(zhuǎn)速的曲線圖，如圖4.2.1至圖4.2.4。 圖 4.2.1外特性轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩曲線圖 圖4.2.2 外特性轉(zhuǎn)速與功率曲線圖 圖4.2.3 外特性轉(zhuǎn)速與燃油消耗率曲線圖 圖4.2.4 外特性轉(zhuǎn)速與排氣溫度曲線圖 通過對(duì)圖4.2.1至圖4.2.4曲線圖的分析，可以得出發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線中，隨著速度減小，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩隨之增大，在其相同情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低。根據(jù)圖4.2.3中可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于1800r/min時(shí)，其燃油消耗率最低，約為224.9g/（kW·h），此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)最為省油。隨轉(zhuǎn)速的降低，其排氣溫度隨之增加。 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性試驗(yàn)過后，進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，轉(zhuǎn)速取2000r/min進(jìn)行，逐漸增大其轉(zhuǎn)矩的大小，進(jìn)行測(cè)量，轉(zhuǎn)矩增大值約為70N·m左右。其測(cè)的數(shù)據(jù)如表4.2.2。 表4.2.2負(fù)荷特性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 序號(hào) 轉(zhuǎn)速 r/min 功率 kW 油耗率 g/kW·h 油耗量 Kg/h 1 2000 28.1 315.5 8.85 2 2000 56.1 252.8 14.18 3 2000 84.4 234.5 19.78 4 2000 98.4 231.6 22.79 5 2000 112.4 229.9 25.84 6 2000 126.4 228.9 28.94 對(duì)其測(cè)得得數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，將數(shù)據(jù)繪成曲線圖： 圖4.2.5 負(fù)荷特性曲線圖 通過對(duì)圖4.2.5的分析，因?yàn)楣β逝c轉(zhuǎn)矩呈線性，因此未標(biāo)注，而油耗量隨功率的增大而增大。而燃油消耗率隨功率的增大而減小。因此當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)處于功率為120kW時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最為節(jié)能。 通過對(duì)以上曲線圖形分析，可以得出，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其負(fù)荷的大小與轉(zhuǎn)速的快慢都將影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)性能。因此發(fā)動(dòng)機(jī)要根據(jù)其需要的不同，調(diào)整其轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，才能發(fā)揮出發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能。 通過對(duì)BF6M1013E柴油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)之后，依次對(duì)RA425Q150E40柴油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，其試驗(yàn)參數(shù)數(shù)據(jù)見其目錄，參數(shù)曲線圖如下。 圖4.2.6 BF6M1013E外特性曲線 根據(jù)外特性曲線圖可知，RA425Q150E40發(fā)動(dòng)機(jī)隨轉(zhuǎn)速的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與功率均有最大值，功率上升較為緩慢，下降趨勢(shì)迅速，最大值為發(fā)動(dòng)機(jī)處于3700r/min時(shí)。而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩上升較為迅速，而下降較為緩慢，最大值為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于1800r/min時(shí)。而發(fā)動(dòng)機(jī)油耗率性能較好，發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試過程中變化幅度不大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在3900r/min時(shí)油耗率上升較為明顯。 每次試驗(yàn)全部測(cè)量完畢之后，應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢慢降低，直至污染物排放干凈，將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，關(guān)閉測(cè)功機(jī)等儀器，關(guān)閉排放和水泵裝置，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行清理。 27 論文總結(jié) 5論文總結(jié) 本文預(yù)先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以節(jié)約成本作為基本原則，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試方案的設(shè)計(jì)，利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行試驗(yàn)研究，首先本文充分介紹發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架各種測(cè)試部件及應(yīng)用，測(cè)試方案的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中可能存在的問題進(jìn)行了解。本文通過設(shè)計(jì)與試驗(yàn)融為一體，最終獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文在完成過程當(dāng)中所完成的工作有： 首先對(duì)測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架系統(tǒng)進(jìn)行分析，了解其工作步驟以及注意事項(xiàng)，明確方案設(shè)計(jì)內(nèi)容以及試驗(yàn)方法，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)所需的步驟以及相應(yīng)的功能。 其次選用FC2000發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的測(cè)控系統(tǒng)，分析其功能以及了解其操作步驟。并對(duì)測(cè)功機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)以及各類傳感器分析介紹。 然后對(duì)試驗(yàn)中所需的被測(cè)參數(shù)進(jìn)行原理及方法的研究，比如功率中扭矩與轉(zhuǎn)速的測(cè)量、燃料消耗量、及機(jī)械效率的計(jì)算。 最后通過試驗(yàn)的進(jìn)行，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)各類參數(shù)進(jìn)行分析介紹。 本試驗(yàn)所選用的設(shè)備為發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)中最為基本的設(shè)備，由于測(cè)控系統(tǒng)為FC2000，其具備操作簡(jiǎn)單、功能性強(qiáng)、數(shù)據(jù)可靠等優(yōu)點(diǎn)。使得試驗(yàn)過程中可以準(zhǔn)確方便的獲取各項(xiàng)參數(shù)。 但由于本人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目了解得不夠全面，其操作實(shí)踐能力有待提高，導(dǎo)致對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)參數(shù)的分析還不夠全面，更全面的測(cè)試沒有深入研究。 28 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 張建俊.汽車診斷與檢測(cè)技術(shù)［M］.北京：人民交通出版社，2009. 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