汽車動力性和燃油經(jīng)濟性檢測

1、汽車動力性和燃油經(jīng)濟性檢測第1頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第一節(jié) 發(fā)動機動力性檢測第2頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五教學目的及要求： 1，掌握穩(wěn)態(tài)測功方法及穩(wěn)態(tài)測功測功原理。2，掌握無負荷測功方法及無負荷測功原理。3、掌握用無負荷測功儀進行的單缸功率檢測方法及作用。4，掌握用發(fā)動機轉(zhuǎn)速降進行的單缸功率檢測方法及作用。5，認知發(fā)動機綜合檢測儀的，掌握其作用及使用方法第3頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五教學重點和難點分析：重點：無負荷測功原理及無負荷測功方法；轉(zhuǎn)速信號的檢測原理根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速降進行的單缸功率檢測；發(fā)動機綜

2、合檢測儀的認知，作用及使用難點：無負荷測功方法及無負荷測功原理發(fā)動機綜合檢測儀的認知，作用及使用課時：2第4頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五知識的引入一 術語與概念第5頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五1，發(fā)動機的動力性名詞用有效功率即軸功率來評價，是綜合性指標1）發(fā)動機的動力性2）發(fā)動機額定功率：一般來說，就是指發(fā)動機運動部件正常運轉(zhuǎn)時的最大功率，一般對新機器而言第6頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五 3），發(fā)動機最大輸出功率Pmax發(fā)動機最大輸出功率是指發(fā)動機在全負荷狀態(tài)下用來帶動維持運轉(zhuǎn)所必須的附件時所輸出的功率，又稱總

3、功率。此時被測發(fā)動機一般不帶空氣濾清器、冷卻風扇等附件。新出廠發(fā)動機的最大輸出功率一般指發(fā)動機的額定功率。額定功率是制造廠根據(jù)發(fā)動機具體用途，發(fā)動機在全負荷狀態(tài)和規(guī)定的額定轉(zhuǎn)速下所規(guī)定的功率。在國外有些廠家所謂的額定功率是指發(fā)動機在額定轉(zhuǎn)速下輸出的凈功率。常在額定功率后注有“凈”字，以示區(qū)別。凈功率是直在全負荷狀態(tài)下，發(fā)動機帶有全套附件時所輸出的功率。第7頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五汽車發(fā)動機最大輸出功率是汽車動力性的基本參數(shù)。汽車在使用一定時期后，技術狀況發(fā)生變化，發(fā)動機的最大輸出功率變小，所以用其變小的差值評價發(fā)動機技術狀況下降的程度。但應注意，在汽車綜合性能檢

4、測站用無外載測功法或底盤測功機所測定的發(fā)動機功率，必須換算為總功率后才能與額定規(guī)律比較。第8頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五2，汽車動力性定義：指標：汽車動力性是指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度，是汽車各性能中最基本重要的性能 最高車速，加速時間，最大爬坡度第9頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五1）汽車的最高車速指汽車在良好的水平路面上汽車能達到的最高行駛速度。 2）汽車的加速時間常用汽車原地起步加速時間和超車加速時間來評價。汽車加速時間指汽車原地起步后以最大加速度到某一預定距離或車速所需要的時間。超車

5、加速時間指汽車從某一較低車速全力加速至某一較高車速需要的時間。3）汽車所能爬的最大坡度是指汽車在良好路面上滿載時的最大爬坡度，表示汽車的上坡能力。 第10頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3，燃油經(jīng)濟性定義：在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量來完成經(jīng)濟行駛的能力，稱為汽車的燃油經(jīng)濟性指標：等速百公里油耗（L/100KM），循環(huán)工況百公里油耗第11頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五二，汽車經(jīng)濟性和動力性檢測框圖發(fā)動機動力性，汽車動力性和燃油經(jīng)濟性檢測發(fā)動機功率驅(qū)動輪的輸出功率和 加速能力燃油經(jīng)濟性無負荷測功儀底盤測功機油耗儀底盤測功機瞬時功

6、率測量：角加速度平均功率測量：測定加速時間第12頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五三，發(fā)動機功率測量方法第13頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五1，發(fā)動機特性曲線負荷特性：轉(zhuǎn)速不變，發(fā)動機性能參數(shù)數(shù)值隨節(jié)氣門開度變化規(guī)律。速度特性：節(jié)氣門開度一定，發(fā)動機性能參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關系。第14頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五如：在不換檔情況下，汽車上坡時加大油門，下坡時關小油門，而維持發(fā)動機轉(zhuǎn)速n不變，這時發(fā)動機以負荷特性工作。第15頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五如：汽車爬坡或阻力變化時，節(jié)氣門（或油門）開度

7、不變，轉(zhuǎn)速n隨外界負荷的變化而變化。外界負荷大，n，外界負荷小，n，這時發(fā)動機沿速度特性工作。第16頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五發(fā)動機有效功率（軸功率、額定功率、標準功率）和發(fā)動機有效扭矩、最大扭矩、標定轉(zhuǎn)速都是動力性的評價指標。 2，發(fā)動機動力性的評價指標測功試驗：測量功率的試驗叫測功試驗第17頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五發(fā)動機的動力性主要通過發(fā)動機的功率即軸功率評價發(fā)動機功率是診斷發(fā)動機技術狀況的綜合性指標發(fā)動機功率檢測分為穩(wěn)態(tài)測功和動態(tài)測功兩種類型第18頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3，發(fā)動機功率標準極限植

8、：在用車，發(fā)動機功率不得低于額定功率的75%大修竣工后，發(fā)動機功率不得低于額定功率的90%第19頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五發(fā)動機臺架試驗時測功機給發(fā)動機加載，能測動力性、經(jīng)濟性、排放，稱為穩(wěn)態(tài)測功。而檢測中常用無負荷測功。4，發(fā)動機功率的測試方法穩(wěn)態(tài)測功（無負荷測功）無負荷測功發(fā)動機功率的測試方法第20頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五四，穩(wěn)態(tài)測功：第21頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五 1），定義：亦稱有負荷測功，是指節(jié)氣門開度一定、轉(zhuǎn)速一定和其他參數(shù)不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，通過給發(fā)動機加一定的模擬負載，來測量發(fā)動機的轉(zhuǎn)速

9、、轉(zhuǎn)矩和功率的方法2），優(yōu)點：結果準確3），缺點：專門臺架，費時費力4），適用部門：汽車制造廠，科研部門實際為一負荷特性第22頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五5），穩(wěn)態(tài)測功公式依據(jù)：第23頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五6），穩(wěn)態(tài)測功所用設備水力測功機Water Power Dynamoter電力測功機Electric Power Dynamoter電渦流測功機（Eddy Current Dynamater）第24頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五水力測功器第25頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第26

10、頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第27頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五電渦流測功機第28頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第29頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第30頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五7），穩(wěn)態(tài)測功的方法在臺架試驗中，發(fā)動機裝在專用試驗臺架上，在節(jié)氣門全開時，由試驗臺的測功器給發(fā)動機施加負荷使其在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，根據(jù)測功器施加的轉(zhuǎn)矩值和轉(zhuǎn)速，利用上述公式變可得到發(fā)動機的有效輸出功率值第31頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五穩(wěn)態(tài)測功的結果準

11、確可靠，通常多為汽車制造廠、高等院校和科研部門進行性能試驗所采用。但測功一次需要吊裝發(fā)動機，費時費力成本高，且需要在專門的試驗臺中進行，需安裝固定的水力測功器、電力測功器或電渦流測功器，建主測功試驗臺。因此，汽車維修企業(yè)和道路運政管理機構不采用該方法。第32頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五8），穩(wěn)態(tài)測功機工作原理參閱下單元“底盤測功機”第33頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五五，無負荷測功（動態(tài)測功）第34頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五 亦稱無負荷測功或無外載測功，是指發(fā)動機在不帶負載的情況下，突然開大節(jié)氣門，使發(fā)動機克服

12、慣性和摩擦阻力而加速運轉(zhuǎn)，通過測量發(fā)動機的加速性能來測量所發(fā)出的瞬時功率。優(yōu)點：簡單，不用拆機，輕便缺點：結果不準確適用部門：一般檢測站常用1，動態(tài)測功（無負荷測功）：第35頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五2，無負荷測功的基本思路如果把發(fā)動機的所有運動部件都看成使一個繞曲軸中心線運動的回轉(zhuǎn)體，當發(fā)動機與傳動系統(tǒng)脫開，將沒有任何外界負荷的發(fā)動機在怠速下突然將節(jié)氣門打開至最大開度時，發(fā)動機產(chǎn)生的動力克服機械阻力矩和壓縮汽缸內(nèi)混合氣阻力矩之后所剩余的有效轉(zhuǎn)矩 ME 將全部用來使發(fā)動機運動部件加速，此時，發(fā)動機克服本身慣性力矩迅速加速到空載最大轉(zhuǎn)速。對同一發(fā)動機而言，有效功率愈

13、大，運動部件的加速度也愈大第36頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3，無負荷測功原理無測功機加載，但發(fā)動機速度變化時會產(chǎn)生加速度，即力使某一慣量的旋轉(zhuǎn)物體產(chǎn)生加速度，慣量一定，加速度大，功率大。或功的變化： 第37頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五4，結論由以上分析，可知： 通過測定發(fā)動機某一轉(zhuǎn)速下的瞬時加速度或指定范圍內(nèi)的平均加速度、加速時間來確定發(fā)動機有效輸出功率的大小第38頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五5，無負荷測功的兩種分類分類1：用測定瞬時角加速度的方法測定的瞬時功率分類2：用測定加速時間的方法測定的平均功率第39

14、頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五發(fā)動機無外載測功儀的基本原理是：在測量發(fā)動機功率時不加外負荷，而以發(fā)動機自身內(nèi)部運動部件加速時的慣性為負荷。即在發(fā)動機節(jié)氣門全開時，發(fā)動機產(chǎn)生的全部有效功率來克服加速時的慣性力矩。 6，瞬時功率測量原理第40頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五）、瞬時測功：當發(fā)動機結構確定J為常數(shù)。則引入k作為與穩(wěn)態(tài)測功的修正系數(shù)。C1k=C結論：功率與瞬時加速度成正比。dtd nnCPe*=第41頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五在變工況條件下測試發(fā)動機功率時，混合氣形成、發(fā)動機熱狀況等與穩(wěn)態(tài)測試時不同，其有效

15、功率值比穩(wěn)態(tài)測試時的功率值小，因此引入修正系數(shù)K對上式進行修正。即第42頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五上式表明，加速過程中，發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速下的功率與該轉(zhuǎn)速下的瞬時加速度成正比。這樣，發(fā)動機無負荷測瞬時功率的問題，實質(zhì)上成為測定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和在該轉(zhuǎn)速下的角加速度或曲軸轉(zhuǎn)速變化率的問題。第43頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五7，用測定加速時間的方法測定的平均功率平均功率測量原理：根據(jù)動能原理,發(fā)動機無負荷加速過程中,其動能增量等于發(fā)動機所作的功。即:A=1/2J22-1/2J12A=1/2J（n2/30)2-1/2J(n1/30)2 =C(n22-

16、n12)Pem=A/T=C(n22-n12)/ T功率與加速時間成反比。第44頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五結論：在加速過程中，發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速范圍n1n2內(nèi)的平均功率與加速度T成反比.測定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的平均功率,實質(zhì)上成為測定該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間的問題第45頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五六，轉(zhuǎn)速、角加速度、加速時間的測試方案 由無負荷測功原理可知，無論瞬時功率測量還是平均功率測量，都離部開轉(zhuǎn)速n，角加速度或加速時間T，下面講解轉(zhuǎn)速、角加速度、加速時間的測試方案第46頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五）、轉(zhuǎn)速：a 漏磁感

17、應傳感器：點火線圈內(nèi)磁場變化在線圈中感應出信號，四缸四信號表示兩轉(zhuǎn)b 電磁感應傳感器：高壓線電流變化磁場變化，線圈出信號，一信號二轉(zhuǎn)c 磁阻式：磁場變化切割磁力線。第47頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第48頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五磁感應式(無點火信號用，如柴油機)這類儀器通過非接觸式的電磁感應傳感器，在檢測時與飛輪保持一定距離，當曲軸轉(zhuǎn)動時，飛輪的每一個齒越過傳感器時就產(chǎn)生一個脈沖信號，所以，每分鐘的脈沖信號頻率除以飛輪齒圈齒數(shù)，就是發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。第49頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五2）、角加速度： 基本思路：

18、轉(zhuǎn)速傳感器的脈沖信號輸入加速度計算器，計算一定時間內(nèi)輸入的脈沖數(shù)差值，正比角加速度。 時間間隔越小，所測出的有效功率愈接近瞬時有效功率第50頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五測瞬時加速度儀的電路原理 這是一種通過測量加速過程中某一轉(zhuǎn)速下的瞬時加速度（dn/dt），從而獲得瞬時功率的方法 傳感器轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入到信號放大處理裝置放大，然后輸入計算機。只有當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值n1時，計算機開始記時并工作，記錄傳感器輸入的脈沖數(shù)，并把這些脈沖數(shù)累加起來。時間間隔由計算機內(nèi)的時間信號發(fā)生器控制，每一時間間隔內(nèi)的脈沖數(shù)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，而后一時間間隔與前一時間間隔的脈沖數(shù)差值與

19、發(fā)動機的角加速度成正比，角加速度又與發(fā)動機的有效功率成正比。計算機將這些脈沖信號自動分析計算，通過顯示器或打印機顯示出發(fā)動機的功率。第51頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第52頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3），測加速時間儀器的測量原理該方法通過測量加速過程中某加速范圍內(nèi)的加速時間t ，從而獲得平均加速功率。該儀器能把來自點火系初級電路中初級電流的感 應信號轉(zhuǎn)為脈沖信號，經(jīng)整形后變成矩形觸發(fā)波，然后再把矩形的轉(zhuǎn)速脈沖變?yōu)槠骄妷盒盘?。當發(fā)動機節(jié)氣門突然全開，加速到起始轉(zhuǎn)速n1時，此時與起始轉(zhuǎn)速對應的電壓信號去觸發(fā)計算與控制電路，使時標信號進入計

20、算機并寄存。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到n2時，此時轉(zhuǎn)速對應的電壓信號又去觸發(fā)計算與控制電路，使時標信號停止進入計算機，并把寄存中的時標脈沖數(shù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成電流，通過顯示器顯示出來。第53頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第54頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五七，無負荷測功的檢測儀器無負荷測功的檢測儀器有：測角加速度的瞬時功率的無負荷測功的檢測儀器天津YT416型發(fā)動機檢測儀測試加速時間的平均功率的測試濟南WFJ-1發(fā)動機綜合測試儀測試加速時間的平均功率的測試EA100/ACD2000第55頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五1，測試加速時間

21、的平均功率的測試濟南WFJ-1的使用第56頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第57頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五1），測試方法發(fā)動機處于完好技術狀況，預熱至發(fā)動機正常溫度儀器調(diào)零設置n1，n2置入轉(zhuǎn)動慣量J可以進行測試第58頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五2），n1，n2和轉(zhuǎn)動慣量J的確定n1，一般取1000r/min，n2比額定轉(zhuǎn)速低200-600r/minN1-r/min額定-r/minN2-r/minEQ1091 CA1091120030002400BJ2020120038002400廣州標志桑塔納140056005

22、200第59頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五轉(zhuǎn)動慣量J的確定發(fā)動機運動部件對曲軸轉(zhuǎn)動中心線的當量轉(zhuǎn)動慣量J，需要從原廠或?qū)嶒灧椒y得原廠獲得：查資料實驗方法測得方法：已知最大功率pemax,假設當量轉(zhuǎn)動慣量為J1，實驗后測得的最大功率為P測，擇被測發(fā)動機的轉(zhuǎn)動慣量J為 J= J1/ P測* pemax第60頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3）僅能顯示加速時間的無負荷測功儀的發(fā)動機功率計算測得加速時間后，應到制造廠推薦得曲線圖或表格上查處對應值，以便愈標準功率值對照加速時間0.310.360.46穩(wěn)態(tài)外特性功率/KW99.388.366.2第61頁

23、，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五八，無負荷測功的測試方法（1）怠速加速法 發(fā)動機在怠速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，然后突然將節(jié)氣門開到最大位置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速突然上升，當轉(zhuǎn)速達到所確定的測試轉(zhuǎn)速（測瞬時功率）或過終止轉(zhuǎn)速n2時，儀表顯示出所測功率值。此后應立即松開加速踏板，以避免發(fā)動機長時間高速運轉(zhuǎn)。記下或打印出讀數(shù)后，按”復零“鍵。使指示裝置復零。為保證測試結果可靠，一般重復測量3次取其平均值。改測試方法既適用于汽油機，又適用于柴油機。第62頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五（2）啟動法 首先將節(jié)流閥開至最大位置，再啟動發(fā)動機加速運轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速達到確定值或超過終止轉(zhuǎn)速后

24、，儀表顯示出測試值。啟動法可用于化油器式汽油機，由于排除了化油器加速泵的附加供油作用，因此可檢查化油器的調(diào)整狀況。第63頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五局限性因為瞬時功率和平均功率都含有包括轉(zhuǎn)動慣量J在內(nèi)的修正系數(shù),因此需要予知發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量并輸入到儀器內(nèi).第64頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五2，發(fā)動機綜合測試儀測試加速時間的平均功率的測試EA100/ACD2000第65頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第66頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第67頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五第68頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五3、k值的確定：測定各轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)態(tài)功率，在測加速到該轉(zhuǎn)速下的瞬態(tài)功率（加速時間）。 第69頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五八，單缸功率檢測（又稱功率平衡測試、也叫各缸功率均勻性測試）單缸斷火檢測轉(zhuǎn)速下降值，下降幅度應相等，誤差t。第70頁，共77頁，2022年，5月20日，0點25分，星期五單缸功率檢測檢查各個汽缸的功率和各缸動力性能是否一致是動力檢測的重要內(nèi)容各個汽缸的功率和各缸動力性能一致,發(fā)動機