汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)_臺(tái)架ppt課件

1、汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試系統(tǒng)清華大學(xué)汽車工程系金振華 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn) 整車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn) 整車道路試驗(yàn)試驗(yàn)方法性能指標(biāo) 動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性 排放 振動(dòng)與噪聲l經(jīng)過(guò)多年的積累，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)已建立了比較完整的試驗(yàn)準(zhǔn)體系，包括性能試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、排放試驗(yàn)等專項(xiàng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)交流的開(kāi)展，我國(guó)大部分的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。l發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)l穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)l相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介l臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)l動(dòng)態(tài)試驗(yàn)l動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng) GB/T 18297-2019 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法 規(guī)定了汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)性能臺(tái)架試驗(yàn)方法，包括各種負(fù)荷下的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)方法，無(wú)負(fù)荷下的起動(dòng)、怠速、機(jī)械損失功率試驗(yàn)方法以及有關(guān)氣缸密封性的活塞漏氣

2、量及機(jī)油消耗量試驗(yàn)方法。 對(duì)主要測(cè)試儀表的精度要求 扭矩：誤差不大于所測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的1% 轉(zhuǎn)速：誤差不大于所測(cè)值的0.5% 燃油消耗量：誤差不大于所測(cè)值的1% 主要測(cè)量參數(shù)扭矩轉(zhuǎn)速燃油消耗量溫度冷卻水溫、機(jī)油溫、排氣溫、燃油溫壓力進(jìn)氣管真空度、進(jìn)氣連接管壓力、增壓器壓氣機(jī)進(jìn)出口壓力、排氣背壓、機(jī)油壓力、氣缸壓縮壓力、曲軸箱壓力點(diǎn)火及噴油提前角發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣濕度發(fā)動(dòng)機(jī)空氣消耗量活塞漏氣量 主要計(jì)算參數(shù)實(shí)測(cè)有效功率校正有效扭矩校正有效功率燃油消耗率實(shí)測(cè)平均有效壓力充氣系數(shù)機(jī)械效率 十項(xiàng)性能試驗(yàn)方法 起動(dòng)試驗(yàn) 怠速試驗(yàn) 功率試驗(yàn) 負(fù)荷特性試驗(yàn) 萬(wàn)有特性試驗(yàn) 柴油機(jī)調(diào)速特性

3、試驗(yàn) 機(jī)械損失功率試驗(yàn) 各缸工作均勻性試驗(yàn) 機(jī)油消耗量試驗(yàn) 活塞漏氣量試驗(yàn)q標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、測(cè)量項(xiàng)目及數(shù)據(jù)整理進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。 GB/T 19055-2019 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法 GB/T19055-2019 標(biāo)準(zhǔn)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架上整機(jī)的一般可靠性試驗(yàn)方法，其中包括負(fù)荷試驗(yàn)規(guī)范如交變負(fù)荷、混合負(fù)荷和全速全負(fù)荷）、冷熱沖擊試驗(yàn)規(guī)范及可靠性評(píng)定方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于乘用車、商用車的水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，其中包括點(diǎn)燃機(jī)和壓燃機(jī)；二沖程機(jī)及四沖程機(jī)；非增壓機(jī)及增壓機(jī)；適用于燃用汽油、柴油、天然氣、液化石油氣和醇類等燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。 新設(shè)計(jì)或重大改進(jìn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)定型、轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)認(rèn)證以及現(xiàn)生產(chǎn)

4、的發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)均可按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。 可靠性試驗(yàn)臺(tái)架的基本要求 滿足被試發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：所選測(cè)功機(jī)應(yīng)留有30的功率、扭矩余量發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率轉(zhuǎn)速，最大扭矩轉(zhuǎn)速時(shí)）。 具有自動(dòng)控制能力：測(cè)功機(jī)控制、油門(mén)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度控制等裝置，能按試驗(yàn)要求的設(shè)定值自動(dòng)變化，能夠按試驗(yàn)程序連續(xù)可靠的工作。 具有自動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)采集，以及安全保護(hù)功能：選用可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，合理的設(shè)置安全保護(hù)。q合理選用和設(shè)計(jì)條件配套裝置：包括冷卻水溫控、機(jī)油溫控、燃油溫控、中冷模擬、起動(dòng)點(diǎn)火電源，緊急停機(jī)、發(fā)電機(jī)加載，空壓機(jī)加載，冷熱沖擊、活塞漏氣量監(jiān)測(cè)等條件配套裝置。q留有一定的擴(kuò)展空間：根據(jù)國(guó)外廠家近幾年可靠性試

5、驗(yàn)實(shí)際情況看，把排放測(cè)量也作為可靠性試驗(yàn)的測(cè)量參數(shù)，進(jìn)行考核，如：不透光煙度、氣體排放、顆粒排放等，這些參數(shù)要求與試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；電噴、電控、共軌發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)中要提供的電源和控制信號(hào)。交變負(fù)荷試驗(yàn),混合負(fù)荷試驗(yàn)冷熱沖擊試驗(yàn)測(cè)量參數(shù)測(cè)量參數(shù)如下：a功率b扭矩c溫度d壓力e油耗可靠性試驗(yàn)條件要求燃油溫度： 汽油溫度在298K5K(255) 柴油溫度在311K5K(385）機(jī)油溫度： 363398K(90125)冷卻液溫度： 361383K(88110)冷熱沖擊時(shí)水溫控制的規(guī)定散熱器蓋在絕對(duì)壓力150kPa 放氣時(shí)，冷卻水溫升至378K2K(1052)散熱器蓋在絕對(duì)壓力190kPa 放氣時(shí)，冷

6、卻水溫升至385K2K(1122)冷工況時(shí)冷卻水溫降至311K4K(384)l發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)l穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)l相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介l臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)l動(dòng)態(tài)試驗(yàn)l動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)主控計(jì)算機(jī)測(cè)功機(jī)控制器測(cè)功器-發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)集成測(cè)功機(jī)油耗儀排放分析儀顆粒分析儀煙度計(jì)數(shù)據(jù)采集q德國(guó)WAGOq美國(guó)NIq臺(tái)灣研華通訊接口qRS232qRS485qGPIBqCANqLAN測(cè)控軟件系統(tǒng)維護(hù)測(cè)試設(shè)備定義測(cè)量通道標(biāo)定試驗(yàn)?zāi)０宥x試驗(yàn)?zāi)K性能試驗(yàn)排放試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)ECU匹配標(biāo)定試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)檢索打印表格打印曲線三維圖數(shù)據(jù)輸出l發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)l穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)l相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介l臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)l動(dòng)態(tài)試驗(yàn)l動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)lInertia

7、 Simulation and Controll在高動(dòng)態(tài)臺(tái)架上進(jìn)行駕駛員模擬和整車工況模擬。lISAC是集成于PUMA系統(tǒng)中的一個(gè)軟件包l動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用l模擬整車道路試驗(yàn)。可以模擬法規(guī)中的滿載和空載滑行試驗(yàn)、直接檔加速試驗(yàn)、換檔加速試驗(yàn)、最高車速試驗(yàn)、等速燃油消耗量試驗(yàn)、多工況燃料消耗量試驗(yàn)等汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)。 l模擬整車底盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)?？梢阅M各國(guó)排放法規(guī)中規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán)，如歐洲的ECEEUDC，美國(guó)的FTP-75等。l在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)上可以進(jìn)行汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配優(yōu)化。通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)上車輛模型和道路阻力模型中參數(shù)的改變，研究整車各部件參數(shù)對(duì)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排

8、放特性的影響規(guī)律，為汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配優(yōu)化提供參考依據(jù)。 l發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)可以使用在新型汽車動(dòng)力系統(tǒng)，如電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車的開(kāi)發(fā)過(guò)程中。 l動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)l由于不需要整車，所以可以在汽車動(dòng)力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)早期對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)除了發(fā)動(dòng)機(jī)以外的部分進(jìn)行模擬，從而研究?jī)?nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，便于新型發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)。l發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)為汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化匹配提供了一種很方便的試驗(yàn)手段。 l發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)重復(fù)性好。 l發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)可以使用多種測(cè)量方法，而且可以使用道路試驗(yàn)和轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)不適用的精度更高的、采樣頻率更快的測(cè)試設(shè)備，使測(cè)試技術(shù)水平得到明顯提高。 l道路阻力模型：l慣

9、量模擬l車速控制器l控制方式RG/AlfaRG/Vl排放測(cè)試法規(guī)l工況法：將若干個(gè)汽車常用工況組合成一個(gè)或若干個(gè)測(cè)試循環(huán)，試驗(yàn)時(shí)測(cè)取汽車在整個(gè)測(cè)試循環(huán)中的排放水平。工況法可以比較全面的反映汽車排放水平。l排放限值：工況法檢測(cè)排放限值分為兩類，型式認(rèn)證和產(chǎn)品一致性試驗(yàn)限值。型式認(rèn)證是對(duì)新設(shè)計(jì)車型的認(rèn)證試驗(yàn)；產(chǎn)品一致性試驗(yàn)是對(duì)批量生產(chǎn)車的試驗(yàn)，要求從批量生產(chǎn)車中任意抽取若干量進(jìn)行試驗(yàn)。l輕型車與重型車l工況法根據(jù)輕型車與重型車采取不同的試驗(yàn)方法。一般將總質(zhì)量在4003500kg范圍內(nèi)，成員912人以下的車輛作為輕型車。l輕型車排放檢測(cè)要求在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，被檢車輛按規(guī)定的測(cè)試循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗(yàn)結(jié)果用

10、單位里程排放質(zhì)量表示g/km）。l重型車排放檢測(cè)要求在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上進(jìn)行，結(jié)果用發(fā)動(dòng)機(jī)比排放量表示g/kWh）。l美國(guó)排放法規(guī)lFTP-75工況l0505s冷啟動(dòng)l5061372s穩(wěn)定段l10min停車l0505s熱啟動(dòng)l歐洲排放法規(guī)法規(guī)生效日期汽油車COHCNOx歐洲11992272097歐洲22019102205歐洲320002302015歐洲420191001008l歐洲排放法規(guī)lECE+EUDCl日本排放法規(guī)l10.15工況歐和歐的主要區(qū)別加嚴(yán)了排放測(cè)試方法。常溫排放試驗(yàn)(I型試驗(yàn))的測(cè)試方法中刪除了冷啟動(dòng)后的40s怠速時(shí)間；汽油車的蒸發(fā)排放試驗(yàn)(1V型試驗(yàn))的晝間呼吸試驗(yàn)時(shí)間從原來(lái)的1

11、 h變?yōu)?4 h，更真實(shí)地模擬汽車經(jīng)過(guò)一晝夜的溫度變化而產(chǎn)生的油氣蒸發(fā)。加嚴(yán)了汽車排放限值。CO、HC的排放數(shù)值降低，且將HC和N0 x分開(kāi)規(guī)定增加VI型試驗(yàn)，即低溫試驗(yàn)，用于檢測(cè)車輛在冷起動(dòng)之后低溫情況下的CO和HC平均排放水平，試驗(yàn)在低溫（-7）環(huán)境下進(jìn)行，只進(jìn)行城市循環(huán)工況的測(cè)試，排放限值為CO15g/km，HC1.8g/km。增加OBD試驗(yàn)，要求車輛裝備了OBD系統(tǒng)。l汽油機(jī)9工況GB17691-2019)l柴油機(jī)13工況(GB14762-2019)l歐洲III ESC測(cè)試循環(huán)l2000年實(shí)施的歐洲3法規(guī)對(duì)13工況做了若干修正，稱為歐洲穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán)lESC還包含一個(gè)動(dòng)態(tài)煙度測(cè)試ELR），在ABC三個(gè)轉(zhuǎn)速下由10油門(mén)突然加到最大，用透光式煙度計(jì)測(cè)量這個(gè)過(guò)程的煙度最大值。l歐洲3(ETC)l對(duì)于使用排氣后處理技術(shù)的重型車用柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，歐洲3標(biāo)準(zhǔn)中還要加試一個(gè)歐洲瞬態(tài)循環(huán)以檢驗(yàn)排氣后處理系統(tǒng)的性能。RBRBDilutionAirMicro Tunnel systemFull