汽車試驗學發(fā)動機試驗課件

第十三章發(fā)動機試驗§13.1

概述

§13.2試驗臺的要求與組成§13.3

發(fā)動機一般性能試驗

§13.4發(fā)動機性能匹配調整試驗第三篇汽車總成與零部件試驗§13.1概述發(fā)動機性能試驗是發(fā)動機研究、設計及生產過程中重要的組成部分，它能測定發(fā)動機各項性能數(shù)據(jù)。在研究設計過程中，用試驗來檢驗設想的理論；對于發(fā)現(xiàn)的問題，通過測試找出存在問題的本質和規(guī)律性，提供改進的方向和依據(jù)；在生產過程中，通過測試檢驗產品的質量。發(fā)動機的性能包括：動力性、經濟性、可靠性、耐久性和排放性。

動力性和經濟性的主要指標是：轉速、功率、轉矩、燃油消耗等。發(fā)動機性能試驗的內容：分為一般性能試驗、性能匹配調整試驗和研究性試驗。

發(fā)動機性能試驗的主要內容有：功率試驗、部分負荷性能試驗、性能匹配試驗、使用特性試驗、各種專項試驗及出廠試驗等?！?3.2試驗臺的要求與組成13.2.1、試驗臺的基本要求1、安裝在試驗臺上的發(fā)動機能模擬實際的使用條件；2、全球安裝、調整、檢查和更換發(fā)動機零件；3、具有廣泛的適應能力，能完成不同機型、不同試驗目的的試驗項目；4、有發(fā)動機正常工作的監(jiān)測儀表和測定內燃機各項性能參數(shù)的精密測量儀表；5、操作簡便可靠，自動化水平高，減輕試驗人員勞動強度；6、有良好的通風、消音、消煙、隔振設施。發(fā)動機試驗臺簡圖13.3.1發(fā)動機功率試驗

發(fā)動機功率試驗確定發(fā)動機的主要性能指標，如最大功率及其相應的轉速、最大轉矩及最低燃油消耗率等，以及這些主要性能指標的變化特性。功率試驗分為總功率試驗和凈功率試驗。總功率試驗時，發(fā)動機僅帶有能保證其工作的附件，如化油器、潤滑油泵、點火組件等，沒有這些附件發(fā)動機就不能工作。它表示發(fā)動機運轉時能產生的最大性能指標。凈功率試驗時，發(fā)動機應安裝在整車上工作時所配備的各種附件，而且這些附件應該是原生產裝備件，安裝位置應盡可能地與實際安裝情況相同。它表示發(fā)動機裝在汽車上運轉時曲軸端能輸出的最大有效性能。隨著汽車排放法規(guī)日趨嚴格，為了達到最佳排放值，提高動力性和經濟性，匹配調整試驗必須在凈功率試驗狀態(tài)下進行，所以現(xiàn)代發(fā)機的性能指標常用凈功率指標來表示。§13.3發(fā)動機一般性能試驗功率試驗時，發(fā)動機節(jié)氣門全開或柴油機調速器處于最大位置，在發(fā)動機轉速范圍內均勻地選擇不少于8個點的穩(wěn)定工況點，其中必須包括最大轉矩點。測量各穩(wěn)定工況點的轉速、轉矩、油耗量，并計算功率和燃料消耗率等。繪制出如下圖所示的性能曲線圖。如果功率試驗時不能在標準狀態(tài)的試驗室內進行，則可用修正公式進行修正，換算到標準狀態(tài)的數(shù)值。

13.3.2部分負荷性能試驗及萬有特性試驗1、部分負荷性能試驗方法一般可分為三種：①在發(fā)動機轉速不變的條件下，測量不同功率時的燃油消耗率和燃油消耗量，其曲線圖如圖所示?？捎脕碓u價發(fā)動機的燃油經濟性。

13.3.3轉矩和轉速的測量

發(fā)動機的轉矩和轉速是直接測量得來的，而功率由計算得出。1、水力測功機水力測功機的結構如圖所示，外殼作成搖擺式，內腔流水，當發(fā)動機帶動轉軸5旋轉時，轉軸上的葉輪攪動水，水獲得動能，靠摩擦力再將力傳給外殼，外殼獲得的力由載荷單元來平衡。即可測知轉矩的大小。載荷單元現(xiàn)都用一個精密拉壓力傳感器，它將力的信號傳遞給二次儀表，再乘以力臂即能得出轉矩值。13.3.4燃油消耗量的測量燃油消耗量是發(fā)動機經濟性的主要指標。在評價燃油消耗多少時，則用燃油消耗率，它表示每千瓦小時消耗多少克燃油。測量的方法有：容積法、質量法1、容積法

容積法常用的儀器由測量裝置和顯示儀兩部分組成。其測量裝置如圖13-3-8所示。在測量時，先選定計量單元的容積，按下測量鍵，自動打開電磁閥MV4，同時關閉進油閥MV2，到測定開始時，記錄時間。測量結束后，即可知消耗計量單元容積的燃油和消耗的時間t，則可計算出燃油消耗量Gf。這種裝置多用于汽油發(fā)動機臺架試驗，由于是定容積測量時間，不能作瞬態(tài)油耗測量。還有一種是活塞型容積式油耗儀，燃油流過時推動活塞——曲軸組運轉，曲軸帶動轉速檢測器，取出對應流量的脈沖信號，計算出流量值。鄰接的活塞，起著三通閥的作用。對應流量的脈沖信號，計算出流量值。由于這種測量裝置是連續(xù)計量的，能定時測量容積流量，所以它可用于測瞬時流量。2、質量法質量法是直接測出燃油消耗質量。采用天平、秒表等怠速工況點火提前角調整試驗足在保持怠速工況穩(wěn)定運轉的條件下，測定最低排放值(CO、HC)的最佳點火角度和相應的油耗量。依據(jù)所測數(shù)據(jù)，繪制圖4—2．20所示的怠速點火調整特性曲線，對應每種怠速的位置均可繪制一組曲線。13.4.2電控噴射汽油機的匹配試驗及標定汽油機動力性能、經濟性能、排放性能相互之間的制約使電控汽油機的匹配試驗非常復雜，需要對安裝電子控制系統(tǒng)的汽油機進行噴油特性、點火提前特性、怠速穩(wěn)定性及瞬態(tài)過渡工況各參數(shù)的綜合試驗，令電子控制系統(tǒng)獲得最佳控制參數(shù)，使得在控制系統(tǒng)精確控制下的汽油機獲得滿意的性能。1、噴油特性MAP的制取2、點火特性MAP的制取系統(tǒng)的控制功能包括：噴油量控制——在發(fā)動機整個轉速范圍內都能精確地控制噴油量；怠速轉速等的控制——保證怠速運轉穩(wěn)定；起動噴油量的控制——保證低溫起動性能；噴油量各缸均勻性的控制——根據(jù)各缸轉速波動情況分別調整每一缸噴油量，使之噴油均勻；噴油定時的控制——依據(jù)柴油機的運行狀態(tài)及環(huán)境條件精確控制噴油定時；此外還可包括故障自動診斷及安全裝置等。電控柴油機優(yōu)化標定的分類①局部優(yōu)化：局部優(yōu)化只在特定的發(fā)動機運行狀態(tài)下進行，與其他運行狀態(tài)無關。這是一種比較簡單的情況，此時目標函數(shù)與約束的變化只與控制參數(shù)的變化有關。例如，為尋找某一特定轉速下發(fā)動機可能產生的最大轉矩時，選擇供油量為控制參數(shù)，其他控制參數(shù)如供油提前角不變，為保證發(fā)動機正常運轉需沒置一止匕約束條件如煙度限制、排溫限制、最大缸內壓力限制等。這些約束被稱為狀態(tài)約束，它們只作用于這一特定的運行狀態(tài)，其他運行狀態(tài)可以有不同的定義。②整體優(yōu)化：整體優(yōu)化