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1、第二章 发动机性能试验 依据标准：GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法 总体试验内容： GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法规定了汽车用发动机性能台架试验方法，包括“各种负荷下的动力性、经济性试验方法”，“无负荷下的起动、怠速、机械损失功率试验方法以及活塞漏气量、机油消耗量试验方法等。,适用范围： 轿车、载货汽车及其他陆用车辆的内燃机，包括往复式、转子式；点燃、压燃机；二冲程、四冲程机；非增压机、增压机（机械增压、涡轮增压及中冷）；水冷、风冷机。 试验目的： 1新设计及有重大改进的发动机定型试验； 2转产生产的发动机验证试验以及现生产的发 动机质量检验试验；
2、 3评定发动机性能； 4作为发动机制造厂和汽车制造厂之间交往的 技术依据。,第一节 发动机性能试验项目和内容 一起动试验 1.试验目的 评定发动机的低温（汽油机环境温度255 K、柴油机263 K）、中温及热机起动性。起动性的优劣取决于启动发动机所需要的拖动时间。,2.试验条件 （1）发动机所带附件按表2-1规定。低温起动试验时，发动机不装特殊起动附件。不与测功机相连。用仪器测量瞬态参数如转速、起动电流、进气管绝对压力等。,（2）低温起动试验，汽油机在255 K、柴油机在263 K的环境温度下进行，加足防冻液及润滑油的发动机（含变速器）、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
3、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。 （3）暖机起动试验前，在4080额定转速下运转，待冷却液温度达到361 K5K后，怠速10 s，停机120 min，环境温度不限，即可开始中温起动。 （4）热机起动试验前，在4080额定转速下运转，待冷却液温度达到361 K5K后，怠速10s，停车10 min，环境温度不限，即可开始热车起动。,3试验方法 （1）变速器状态 自动变速器，置于“停车”档状态（A-P）；手动变速器，置于“空”档。 （2）离合器状态 离合器先后处于接合状态（M-O-）及分离状态（M-O-），在相应试验条件下，各状态分别进行低温、暖机及热机起动试验
4、。,（3）试验程序 按制造厂使用说明书的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，转速升高，尽早断电，通电时间（亦称拖动、起动时间）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。在拖动及自行运转期间不得操纵发动机。 若起动失败，按制造厂使用说明书的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。,4试验中需测量的参数 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（即拖动时的）电压、拖动
5、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。,5试验结果分析 发动机起动性结果为评分与评语。 （1）评语与分数（表2-2）。,评语与分数,（2）评分标准 按起动成功的拖动时间评分（见表2-3），拖动时间为起动机通电时间。 起动失败扣分，一次失败扣2分，两次失败扣5分，三次失败评定为1分。 （3）发动机的起动性总分计算 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，总分为1。,二怠速试验 1试验目的 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（
6、如转速波动量）及运转持续性（不熄火）。 2试验条件 发动机所带附件按表2-1规定。利用汽车标准悬架及垫块将发动机安装在台架上，使其悬置与汽车一样。发动机与测功机不相接。试前发动机的怠速系按制造厂说明书规定进行操作及设置，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。,3试验方法 本方法分低温冷机怠速试验及热机怠速试验方法两种。 （1）低温冷机怠速试验 试验条件同低温起动试验的规定。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。手动变速器在空档离合器接合（M-O-），运行20s，终了时记录数据；随后仍在空档离合器
7、分开（M-O-），运转20 s，终了时记录。若系自动变速器，在“停车”档（A-P），运转20s，终了时记录。,（2）热机怠速试验 发动机在4080的额定转速下运行，待冷却液出口温度达到361 K5K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。手动变速器置于空档离合器接合（M-O-），运行20 s，终了时进行数据测量。若系自动变速器，置于“停车”档（A-P），运转20 s，终了时均进行数据测量。 试验中若遇发动机熄火，立即起动，进入试验工况再运转20 s，只记录熄火次数，不记录拖动时间。,4试验中需测量的参数 试验终了时，测进气管绝对压力或真空度、怠速（或高怠速）转速、燃料消耗
8、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。 记录熄火次数、怠速质量的分数。 5数据整理 （1）怠速转速波动率2按下式计算：,式中：ni max怠速的最高转速，r/min； ni min怠速的最低转速，r/min； ni m 怠速的平均转速，r/min。,（2）按怠速质量（即运转的平顺性及怠速持续能力）给出的 评分及评语,三功率试验 1试验目的 评定发动机在全负荷工况下的动力性、经济性和排放性能。 2试验项目 （1）项目: 总功率试验、净功率试验。 （2）定义 实测有效功率 发动机在实际进气状态下所输出的功率。 校正有效功率 将实测有效功率校正到标准进气状态下的功率。
9、,标准进气状态,净功率 发动机带全套附件时所输出的校正有效功率，所带附件按表2-1的规定。 总功率 发动机仅带维持运转所必需的附件时所输出的校正有效功率，所带附件按表2-1的规定。 额定功率 制造厂根据发动机具体用途，在规定的额定转速下所输出的总功率。,3试验条件： 发动机所带附件按表2-1的规定，试验条件如下： （1）燃料及机油，采用制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。 （2）磨合：按制造厂规定的磨合规范进行。 （3）冷却系温度：水冷机的冷却液的出口温度控制在361K5K，必要时可减少温度允差；风冷机的指定点、散热片等温度按制造厂的规定。 （4）机油温度：按制造厂的规定或控制在368
10、K5K，必要时可减少温度允差。,（5） 燃料温度：柴油温度控制在311K5K；汽油温度控制在298K5K。必要时可减少温度允差。 （6）排气背压：按制造厂的规定或低于6.7kPa。 （7）发动机的吹拂：若发动机不带风扇，所有试验均可设置外加风扇或相应的装置向发动机吹拂。 （8）发动机的调整：在进行定型、验证及质量检查三种类型试验时，除本标准有关条款规定外，不应另行调整。 （9）测量数据的条件： 测量数据时的发动机运行转速与选定转速相差应不超过1或10r/min。 待转速、扭矩及排气温度稳定1min后，方可进行测量。转速、扭矩、燃料消耗量及进气温度尽量同时测量，测量燃料耗时间应不少于20s。 取
11、连续两次测量的平均值，前后两次的扭矩及燃料耗值相差应小于2。两次测量的时间间隔约lmin。,4试验方法 油门全开，在发动机工作转速范围内，依次地改变转速进行测量，适当地分布8个以上的测量点。 5试验中需要测量的参数 进气状态（温度、压力、湿度）转速、扭矩、燃料消耗量、压燃机的排气可见污染物（按GB 3847）、点燃机的空燃比或CO（按GB 14761）、排气温度、点火或喷油提前角、点燃机进气管真空度或绝对压力及燃油牌号。 GB 3847-1999 压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法 GB 14761-1999 汽车排放污染物限值及测试方法,6试验数据整理 按本标准
12、进气状态，校正点燃机及压燃机油门全开时的实测有效功率、扭矩和压燃机实测燃料消耗率等。绘制总、净功率特性曲线。（见图2-1）,总功率特性曲线,四.负荷特性试验 1试验目的 在规定的转速、不同的负荷下评定发动机的经济性和排放性能。 2试验条件 发动机所带附件按表2-1的规定。试验条件的控制与功率试验相同。 3试验方法 在若干个转速（其中应含常用转速和2000r/min）下进行试验。发动机转速不变，从小负荷开始，逐步开大油门进行测量，直至油门全开，适当地分布8个以上的测量点，应包括转速为2000r/min，平均有效压力为200kPa的工况点。,4试验中需测量的参数 进气状态、转速、扭矩、燃料消耗量、
13、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（点燃机按GB 14761，压燃机按GB 17691）。 GB 14761-1999 汽车排放污染物限值及测试方法 GB 17691-1999 压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法 5试验数据整理 绘制负荷特性曲线（图2-2）。,负荷特性曲线,五万有特性试验 1试验目的 在不同转速、不同负荷下，评定发动机在车用状态（即带全套附件）下的经济性和排放特性。 2试验条件 发动机所带附件按表2-1的规定。试验条件的控制与功率试验相同。 3试验方法 在发动机工作转速范围内适当选定
14、8个以上的转速进行该转速下的负荷特性试验。,4试验中需测量的参数 进气状态、转速、扭矩、燃料消耗量、点火或喷油提前角、空燃比、排气温度、点燃机的进气管真空度或绝对压力和燃料牌号。按需要测量CO、HC、NOx排放量等（点燃机按GB 14761，压燃机按GB 17691）。 5试验数据整理 绘制万有特性曲线和排放特性曲线（图2-3图2-6）。,万有特性曲线,NOX特 性 曲 线,HC特 性 曲 线,CO 特 性 曲 线,六压燃机调速特性试验 1试验目的 用稳定调速率评定压燃机的调速性能。 2试验条件 发动机所带附件按表2-1的规定。试验条件的控制与功率试验相同。 3试验方法 卸除全部负荷，油门置于
15、全开位置，使发动机转速达到最高稳定空转转速；然后逐步增加负荷，转速逐步下降，直至最大扭矩转速，适当地选取10个以上的测量点，包括额定转速点,并使较多的点分布在转折处。,4试验中需测量的参数 进气状态、转速、扭矩、燃料消耗量、调速器开始不起作用的转速n1（r/min）及最高稳定空转转速n0max（r/min）。 稳定调速率2按下式计算： 2=（n0max - n1）/ nr100% 式中：nr额定转速，r/min。 5试验数据整理 绘制压燃机调速特性曲线（图2-7）。,压 燃 机 调 速 特 性 曲 线,七机械损失功率试验 1目的 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
16、。 2试验条件 发动机所带附件按表2-1的规定。本试验应和总功率试验一起进行，以便准确地计算发动机的机械效率。,3试验方法 油门全开，在额定转速下运行，按功率试验控制条件保持冷却液及机油温度，然后切断油路，使管路中的剩余燃料烧尽，点燃机还需切断点火电源，用电力测功机拖动发动机。从额定转速起，逐步降低转速，直至最低工作转速，均匀地选定8个以上的测量点。 点燃机在选定的转速下完成油门全开工况测量后，还需立即进行油门全关工况的测量。 试验应在发动机熄火后3min以内完成。,4试验中需测量的参数 进气状态、转速、机械损失扭矩、点燃机进气管真空度或绝对压力、机油温度、机油牌号和黏度。 5试验数据整理 绘制机械损失功率曲线（图2-8）。,机械损失功率曲线,八各缸工作均匀性试验 （1）为了提高发动机的燃料经济性，减少爆震及排气污染，点燃机进行压缩压力试验及各缸排气中CO测量； （2）压燃机进行单缸熄
