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1、汽车发动机可靠性试验方法1 范围本标准规定了汽车发动机在台架上的一般可靠性试验方法,其中包括负荷试验规范（如交变负荷、混合负荷和全速全负荷）、冷热冲击试验规范及可靠性评定方法。本标准适用于乘用车、商用车的水冷发动机，不适用于摩托车及拖拉机发动机。该类发动机属往复式、转子式，不含自由活塞式。其中包括点燃机及压燃机；二冲程机及四冲程机；非增压机及增压机（机械增压及涡轮增压、水对空及空对空中冷）；适用于燃用汽油、柴油、天然气、液化石油气和醇类等燃料的发动机。新设计或重大改进的汽车发动机定型、转厂生产的发动机认证以及现生产的发动机质量检验均可按本标准规定的方法进行可靠性试验。本标准还可作为发动机制造厂
2、和汽车制造厂之间的技术依据。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 15089机动车辆及挂车分类GB/T 17754摩擦学术语GB/T 182972001汽车发动机性能试验方法3 术语和定义GB/T 17754和GB/T 18297确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1气门下沉量气门与气门座的接触锥面在工作中磨蚀，气门沿其轴线方向陷入气门座的距离。3
3、.2最大净功率转速不高于额定转速的情况下，发动机带全套车用附件（见GB/T 182972001第7章）所输出的最大有效功率时的转速，符号为np。3.3最大净扭矩转速发动机带全套车用附件（见GB/T 182972001第七章）所输出的最大有效扭矩的时候，符号为nm。3.4额定净功率发动机带全套车用附件（见GB/T 182972001第七章），在额定转速下、全负荷时所输出的校正有效功率。4 试验发动机试验发动机2台（A发动机及B发动机）应符合发动机制造厂的技术条件，所有紧固件应拧紧至规定值，气门间隙调整至规定值，采用制造厂规定的润滑脂及密封胶。5 试验一般要求试验所用仪表精度、测量部位及试验数据的
4、计算按GB/T 182972001第4章和第5章的规定。6 对试验一般条件的控制6.1燃料燃料牌号按发动机制造厂的规定。汽油温度控制在298K5K；柴油温度控制在311 K5K；其他燃油温度控制按照发动机制造厂的规定。6.2机油机油牌号按发动机制造厂的规定。机油温度控制在363K到398K之间或按发动机制造厂的规定。6.3冷却液采用软水（钙、镁含量均低于200mgkg）或采用发动机制造厂规定的冷却液。冷却液温度控制在361K到383K之间或按发动机制造厂规定的温度；冷热冲击试验时，水温控制按9.4表4的规定。6.4异常燃烧的避免点燃机在台架可靠性试验全过程中，不应发生爆震、早燃及过高燃烧室温度
5、，可按发动机制造厂的规定对火花塞热值、燃料辛烷值、点火提前角及混合气浓度进行适当调整，并在试验报告中注明。7 试验时发动机所带附件及各系统的调整7.1进气系统采用装车的标准进气系统。7.2排气系统采用装车的标准排气系统或具有相等阻力（在额定功率工况下，与标准排气系统的背压相差不大于2kPa）的试验室排气系统。7.3排放控制装置除特殊规定外，均应安装并处于工作状态。7.4冷却系统不装车用风扇，可用外加吹风机对发动机吹拂。节温器置定在全开的位置。冷却系统应密封，能建立起厂家规定的放气阀开启压力，压力超过时能自动放弃。在试验中（尤其是冷热冲击试验），冷却水在水套里的流量及流向应与装车状态一致。7.5
6、点火系统点燃式发动机的点火提前角按发动机制造厂的规定。7.6燃料供给系统采用试验室供给系统，即在装车的供给系统中增加燃料消耗量测量、燃料温控等装置，试验时供给系统需满足发动机制造厂的要求，如燃料压力、温度、流量、清洁度等。压燃式发动机的供油提前角按发动机制造厂的规定。7.7发电系统应安装装车的发电机、调压器及蓄电池（在充满电状态）等，并处于工作状态。8 工作程序本程序在2台发动机（A发动机、B发动机）上进行。8.1试前精密测量a） A发动机测量曲轴轴颈轴瓦、缸筒活塞组、凸轮挺杆摇臂和气门导管摩擦副的尺寸和间隙（确定磨损用）；测量曲轴、凸轮轴止推间隙及齿隙；测量气门气门座接触带宽和气门下沉量（试
7、前为基准点）等；b） B发动机测量缸垫自由状态厚度及尺寸、缸体上平面及缸盖下平面的平面度、排气歧管密封面的平面度和尺寸（确定变形用）等。8.2磨合按发动机制造厂的规范磨合。发动机安装到台架后，第一次起动前，检查并清除整个进气系统内的尘埃及异物。在磨合初期及末期按10.4.1取机油油样和未使用过的机油油样一起进行分析。8.3性能初试净功率、负荷特性、机械损失功率、活塞漏气量及机油消耗量试验按GB/T 182972001的8.3、8.4、8.7、8.10及8.9.3的规定进行。机油消耗量测量仅在额定转速全负荷下运行24h。8.4可靠性试验按第9章的规定进行。8.5性能复试重复8.3。8.6拆检拆检
8、A发动机和B发动机：a) 检测紧固件（如螺栓、螺母等）拧紧力矩松动量。即拧松紧固件，再准确地拧回到原来的位置（事先应作好记号），此拧回力矩与试验前的拧紧力矩之差为松动量；b) 对主要摩擦副的表面拍摄局部清晰照片。主要摩擦副有轴颈轴瓦、缸筒（头环换向处）活塞（裙部）环、凸轮挺杆摇臂、气门气门座等；c) 拍摄端口的断面及裂纹的放大照片；d) 拍摄活塞顶上、下表面、火花塞瓷体与电极、油嘴的照片；e) 拍摄在油底壳、罩盖、缸盖上表面、活塞和凸轮等表面上的沉积物、油泥及漆膜的照片；f) 拍摄密封件，如缸垫、进排气管垫、排气管及油封等窜漏的印迹。其中d)、e)及f)所指零部件，拍照前不应清洗。每张照片下方
9、均应附有说明。8.7试后精密测量重复8.1精测后要妥善保管所有零部件，以备进一步检查和分析。9可靠性试验按发动机装车类别进行可靠性试验，试验规范及运行持续时间见表1。表1不同最大总质量汽车用发动机可靠性试验规范及运行持续时间 单位为小时装汽车类别 a（按GB/T15089）负荷试验规范冷热冲击试验规范(在B发动机上进行)交变负荷混合负荷全速全负荷汽车最大总质量3500kg4002003500kg汽车最大总质量12000kg1000500 a 装乘用车及商用车的发动机均按本表分类9.1 交变负荷试验规范交变负荷试验规范见图1。油门全开。从最大净扭矩的转速（nm）均匀地升至最大净功率的转速（np）
10、，历时1.5min；在np稳定运行3.5min；随后均匀地将至nm，历时1.5min；在nm稳定运行3.5min。重复上述交变工况，运行到25min。油门关闭，转速下降至怠速（ni）运行到29.5min；油门开大，无负荷，使转速均匀上升到105额定转速（105nt）或上升到发动机制造厂规定的最高转速，历时0.25min0.1min；随即均匀地关小油门，使转速将至nm，历时0.25min0.1min。至此完成了一个循环，历时30min。运行800个循环，运行持续时间400h。Min105% nr105% nr发nP动机转速3.5nMn3.51.51.50.250.25ni0 5 1015 20
11、25 30 min9.2混合负荷试验规范混合负荷试验规范见图2及表2，不同工况间转换在1min内完成，均匀地改变转速及负荷。每循环历时60min，共1000个循环，运行持续时间1000h。表2混合负荷试验规范工况序号发动机转速负荷工况时间min1怠速 n052最大净扭矩的转速nM油门全开103最大净功率的转速nP油门全开404额定转速nr油门全开5nrr/minnP发动机转速nnMni 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 609.3全速全负荷试验规范全速全负荷试验规范见表2。表3全速全负荷试验规范转速负荷运行持续时间h额定转速nr油门全开10009.4冷热冲击试
12、验规范nhi冷热冲击试验规范见图3及表4，表中工况1到2，2到3的转换在5s以内完成；工况3到4，4到1的转换在15s以内完成，均匀地改变转速及负荷。每循环用时6min。不同最大总质量汽车用发动机运行持续时间（h）见表1。r/minnPnPnP发动机转速n1515tPnin=0360时间t/s表4冷热冲击试验规范工况序号转速负荷冷却水出口温度K工况时间s1(热)最大净功率的转速nP油门全开升至3782a或3852btPc2怠速 n0自然上升15300自然上升154(冷)最大净功率的转速nP或高怠速nhi0将至311 0-4360- tPc-15-15a散热器盖在绝对压力150kPa放气时，冷却
13、水温升至378K2 K，或按发动机制造厂的规定。b散热器盖在绝对压力190kPa放气时，冷却水温升至385K2 K，或按发动机制造厂的规定。ctP系发动机自行加热至规定出水温度所需的时间。10检查及维护检查及维护按下列要求进行。随机型的差异，其内容及周期可作适当增减。检查的结果及维护情况应详细记录。10.1随时的检查10.1.1 采用故障诊断器、仪表和计算机等随时检查运行数据，若超过限值范围，根据故障严重程度，发出警报或紧急停车，进行处理和维护。若属于发动机故障，则计为故障停车。记录停车的运行时间、原因及处理情况。10.1.2 判断有无异常燃烧，如爆震及早燃等，若有应立即消除。10.1.3 监
14、听发动机运动件（如曲柄连杆机构和配气机构等）的运行异响，必要时采取措施。10.2每1h的检查在1h内适时地记录校正最大净扭矩、校正最大净功率、额定净功率、点火提前角、燃油消耗量、机油压力及温度、进气管内压力及温度、排气温度、燃料温度、运行工况下全负荷活塞最大漏气量及运行持续时间（h），并画在以运行持续时间为横坐标的监督曲线上。还须适时记录发动机相应转速及进气状态等。10.3每24h的检查及维护10.3.1停机静置16min后，用量杯加机油准确地至油标尺上限，羧甲基有的重量用来计算该24h平均机油燃油消耗比，并画在监督曲线上。机油消耗量的测定还可用其他方法。10.3.2 检查发动机向内向外漏油、漏水和漏气情况。如排气管开裂、法兰连接处漏气、气缸垫密封失效引起的机油乳化、缸筒内进水和气体窜入冷却系统
