汽车检测与诊断(上册)第2章汽车动力性和燃油经济性检测

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1、第一节 发动机功率检测 第二节 底盘输出功率检测 第三节 汽车燃油经济性检测,第二章 汽车动力性和燃油经济性检测,第一节 发动机功率检测,一、发动机功率检测方法 二、发动机功率检测标准 三、发动机无负荷测功原理 四、转速、角加速度和加速时间测试原理 五、无负荷测功的误差分析 六、无负荷测功仪的使用方法 七、单缸功率检测,一、发动机功率测试方法 发动机有效功率 Pe（kW）、有效转矩Me （Nm）和转 速n（r/min ）之间有如下关系： 两种基本形式。 1 台架稳态试验：是指发动机在节气门开度一定、转速 一定和其他参数都保持不变的稳定状态下，在专用发动机测 功机上测定发动机功率的一种方法。 2

2、动态测功：指发动机在节气门开度和转速等参数均处 于变化的状态下，测定发动机功率的一种方法。,第一节 发动机功率检测,二、发动机功率检测标准 根据GB7258-2012机动车运行安全技术条件，车用发 动机功率不得低于原额定功率的75%； 根据GB/3799.1-2005商用汽车发动机大修竣工出厂技 术条件 第1部分：汽油发动机和GB/3799.2-2005商用汽 车发动机大修竣工出厂技术条件 第2部分：柴油发动机， 商用汽车发动机大修竣工出厂时，在标准状态下，发动机额 定功率和最大转矩不得低于原设计标定值的90%。,第一节 发动机功率检测,第一节 发动机功率检测,三、发动机无负荷测功原理 如果把

3、发动机的所有运动部件看成一个绕曲轴中心线转动 的回转体，当发动机与传动系统脱开，将没有任何外界负荷 的发动机在怠速下突然将节气门打开至最大开度时，发动机 产生的动力克服机械阻力矩和压缩气缸内混合气阻力矩后所 剩余的有效转矩 ，将全部用来使发动机运动部件加速。发动 机的有效功率愈大，其运动部件的加速度也愈大。这样，可 以通过测定发动机在某一转速下的瞬时加速度或指定转速范 围内的平均加速度、加速时间来确定发动机有效输出功率的 大小。,第一节 发动机功率检测,1瞬时功率测试原理 绕曲轴中心线旋转的回转体，当突然将节气门打开，使发 动机克服其惯性力矩加速旋转时，测得发动机的瞬时角加速 度，进而求出发动

4、机的瞬时输出功率。 发动机有效转矩与角加速度间的关系为： 将 代入式（2-1）得：,第一节 发动机功率检测,引入修正系数 修正。即： 记： 则： 只要测出发动机在加速过程中的转速 和对应的瞬时转速变 化率 ，便可求出该转速下的瞬时有效功率。,第一节 发动机功率检测,2平均功率测试原理 平均功率测试指在无负荷工况下根据发动机从某一指定转 速急加速到另一指定转速所经过的时间，求得在加速过程中 发动机的平均有效功率Pem 。 加速过程中，其动能增量等于发动机所作的功A（J）。,第一节 发动机功率检测,若曲轴旋转角速度从1上升到2的时间为T（s），则发动 机在这段时间内的平均功率Pem（W）为： 显然

5、： ，如果以千瓦（kW）作为平均功率的单位， 则有： 引入修正系数K2 进行修正，并令 某一转速范围内的平均功率与加速时间成反比。,第一节 发动机功率检测,四、转速、角加速度和加速时间测试原理 无论瞬时功率测试还是平均功率测试，都离不开对转速、 角加速度或加速时间的测试。 1转速 对汽油发动机而言，其转速信号 可取自点火线圈的漏磁或点火线圈 低压、高压脉动电流。 发动机转速n（r/min）与高压连 接线中感生电压脉动频率f （s-1） 的关系为：,第一节 发动机功率检测,2角加速度 每一时间间隔的脉冲数与发动机转速成正比，后一时间间 隔和前一时间间隔脉冲数的差值则与发动机的角加速度成正 比，而

6、发动机的有效功率又与 角加速度成正比。转换分析器 可把计算器输出的脉冲信号， 即与功率成正比的角加速度脉 冲信号转变为直流电压信号， 然后输入到指示电表。该指示 电表可按功率单位标定，因而 可直接测得功率值。,第一节 发动机功率检测,五、无负荷测功的误差分析 1发动机运转部件的当量转动惯量J的误差。 2无负荷测功的阻力负载。 加速过程中的阻力负荷还包括： 运动部件的摩擦阻力。 驱动发动机附件的阻力。 进、排气过程的泵吸损失等。 3变工况修正系数的精确度 4操作方法等人为因素的影响,第一节 发动机功率检测,六、无负荷测功仪的使用方法 1. 测试前的准备 （1）发动机的准备 调整发动机配气机构、供

7、油系统和点火系统； 预热发动机至正常工作温度（8090C）； 调整发动机怠速，使之在规定范围内稳定运转。 （2）测功仪的准备 接通电源，预热仪器并调零。 对测加速时间-平均功率的仪器，把n1、n2调好。 把被测发动机的转动惯量J置入仪器内。若被测发动机的 转动惯量未知时，则应先测定其转动惯量J。,第一节 发动机功率检测,2测试方法 把传感器按要求连接在发动机规定部位，采用带拔节天线 的袖珍式无负荷测功仪时则应拔出天线。 按下“复零键”，使指示装置复零。 按下其他必要的键位，如机型（汽油机，柴油机）选择键 、缸数选择健和“测试”键等。需要输入操作码的仪器，则应 按要求输入相应的操作码。 无负荷测

8、功时，常用的测试方法为怠速加速法。 为保证测试结果可靠，一般重复测量3次取其平均值。,第一节 发动机功率检测,七、单缸功率检测 检查各个气缸的功率级各缸动力性能是否一致是动力性检 测的重要内容。单缸功率检测有以下两种方法： 1) 用无负荷测功仪测定。 2) 利用断火试验时的发动机转速下降值判断单缸动力性。 检测时应注意的事项：进行断火试验时，其时间不能太长。,第一节 发动机功率检测,1用无负荷测功仪测试单缸功率 测出各缸都工作时的功率，然后在所测气缸断火情况下测 出发动机功率，两测试值之差即为断火气缸的单缸功率。 2利用断火试验时的发动机转速下降值判断单缸动力性 某一转速稳定运转时，交替使各缸

9、点火短路，导致转速下 降。若各气缸工作状况良好，则每次转速下降的幅度应大致 相等；而转速下降的幅度差别很大，则说明各缸动力性均衡 性差，有些缸工作不正常；若某缸断火后，下降幅度不大， 则可以断定该缸工作状况不良。,第一节 发动机功率检测,第二节 底盘输出功率检测,一、汽车底盘测功机的功能 二、汽车底盘测功机的构造 三、汽车驱动轮输出功率检测 四、汽车加速能力测试 五、车速表及其他项目的检测 六、底盘测功机的使用方法,第二节 底盘输出功率检测,汽车动力性，除了可以通过整车道路试验测定外，还可以用驱动车轮输出功率或驱动力作为诊断参数，在检测站的室内条件下用汽车底盘测功试验台检测。 一、汽车底盘测功

10、机的功能 二、汽车底盘测功机的构造 三、汽车驱动轮输出功率检测 四、汽车加速能力测试 五、车速表及其他项目的检测 六、底盘测功机的使用方法,第二节 底盘输出功率检测,一、汽车底盘测功机的功能 测试汽车驱动轮的输出功率。 测试汽车的加速能力。 测试汽车的滑行能力。 测试汽车传动系的传动效率。 检测及校正车速-里程表。 间接测试汽车发动机的功率。 辅以油耗计、废气分析仪、异响检测仪等设备，还可以对燃油经济性、排放性能和异响进行检测。,第二节 底盘输出功率检测,二、汽车底盘测功机的构造 由滚筒装置、测功装置、飞轮机构、测速装置、控制与指示装置等构成。 1滚筒装置 连续移动的路面，用于支撑车轮并传递功

11、率、转矩、速度。 单滚筒和双滚筒两种类型。 按表面状况不同，分为光滚筒、滚花滚筒、带槽滚筒和喷涂滚筒等类型 双滚筒中心距应依据滚筒直径合理选取，应保证汽车试验时不会发生向前（或向后）越出滚筒的现象。,第二节 底盘输出功率检测,第二节 底盘输出功率检测,2测功装置 测功装置用于吸收和测量汽车 驱动轮的输出功率，称为测功器。 测功装置也是一个加载装置。 测功器主要由定子和转子构成。 其中：测功器转子与底盘测功 机滚筒相连，而测功器定子可绕 其主轴线摆动。 水力测功器 电力测功器 电涡流测功器,第二节 底盘输出功率检测,3飞轮机构 用于模拟汽车在道路上行驶时的平移动能，通过模拟汽车在运行速度变化时的

12、平移动能的变化，来反映汽车在非稳定工况下运行时的阻力，进行非稳定工况的性能试验 相同车速下，底盘测功机滚筒和飞轮机构在测试时的旋转动能与汽车在道路上行驶的平移动能等效 。 按车型配备具有不同转动惯量的飞轮，并通过不同转动惯量飞轮的组合形成若干个转动惯量级的飞轮组,第二节 底盘输出功率检测,4测量装置 由测力、测速和测距装置组成。 （1）测力装置 由电涡流测功器外壳、测力臂、测 力传感器及信号处理电路等组成。 （2）测速、测距装置 由测速传感器、中间处理装置和指示装置构成。 测速传感器安装在从动滚筒的一端， 把滚筒转速转变为电信号。 磁电式测速传感器由信号盘齿轮和 磁头等组成。,第二节 底盘输出

13、功率检测,5反拖装置 有些底盘测功机配置有反拖装置，提供原动力以驱动汽车驱动轮和传动系运转，用以检测滚筒系统的机械损失、传动系的机械损失及车轮在滚筒上的滚动阻力。 反拖装置由反拖电动机、离合器及测力装置组成。,第二节 底盘输出功率检测,6控制系统 采用全自动控制方式，能够自动连续测试汽车在任一运行车速下的功率，整个测试过程由计算机控制。可以自动模拟汽车的运行工况。 全自动控制系统的原理框图如图。 控制系统一般由控制柜、计算机 及控制软件等组成。 实现数据采集与处理、结果输出、 电涡流或电力测功器的载荷控制和 其他附件的控制等。 7其它附属装置 举升、锁定、引导、安全、冷却风机等。,第二节 底盘

14、输出功率检测,三、汽车驱动轮输出功率检测 1检测原理 测功实验时，汽车驱动轮置于滚筒装置上驱动滚筒旋转，并经滚筒带动测功器的转子旋转。 涡电流产生的磁场与励磁磁场相互作用，产生了与转子旋转方向相反的转矩，从而对滚筒起到了加载作用。 对转子施加制动力矩的同时，定子受到与制动力矩大小相同但方向相反的力矩作用，力图使可绕主轴摆动的定子顺着转子旋转方向摆动。 压力传感器便会受压力作用而产生与其成正比的电信号。显然，该压力与杠杆长度之积便是定子所受力矩的数值。 必须配备测速装置和测距装置。,第二节 底盘输出功率检测,由压力传感器和测速传感器传来的电信号输入到控制装置，在指示装置上显示出驱动轮输出功率Pk

15、（kW）、驱动轮驱动力F（N）或滚筒驱动力矩Mb（Nm）和车速v（km/h）或滚筒转速n（n/min）的数值。 2环境条件和检测工况 （1）环境条件 环境温度：040； 环境湿度：85%； 大气压力：80100 。 （2）检测工况 发动机额定扭矩和额定功率时的工况。,第二节 底盘输出功率检测,3检测结果分析 在底盘测功机上测得的驱动轮输出功率取决于发动机输出功率、传动系传动效率、滚动阻力损失功率和底盘测功机传动效率等因素。 在用汽车的动力性是根据汽车在规定检测工况下，校正驱动轮输出功率与相应的发动机输出总功率的百分比与标准值进行比较来评价的。 （1）实测驱动轮输出功率 实测驱动轮输出功率指在实

16、际环境状态下，利用底盘测功机测得的汽车驱动轮的输出功率。,第二节 底盘输出功率检测,（2）驱动轮输出功率的校正 发动机额定功率和发动机额定转矩均为在标准环境状态和在规定的额定转速下输出的功率。其校正公式为： 式中：P0 标准环境状态下的功率（kW）； 校正系数，汽油机a、柴油机d； P 实测功率(KW)。,第二节 底盘输出功率检测,1）汽油车驱动轮输出功率校正系数 Ps 试验时的干空气压， ； T 试验时的环境温度，K。 P测试环境下的大气压，kPa； 测试环境下的大气湿度，%； Psw测试环境下的饱和蒸气压。 图表法为：根据测试时的环境温 度值及环境干空气压值由图查得。,第二节 底盘输出功率检测,2）柴油车驱动轮输出功率校正系数 fa大气因子； fm发动机因子； qc校正的比排量循环供油量； r 增压比。 非增压及机械增压柴油机驱动轮 输出功率的校正系数可