1、3.1 发动机性能试验汽车工程学院汽车试验技术教研室 陈子谋第三章 汽车总成与零部件试验 2 2心脏检查：心脏检查：脉搏（流速）血压（力量）CT造影（供能状况）发动机呢发动机呢？第三章 汽车总成与零部件试验 3 33.1 发动机性能试验 作用作用:测定发动机的各种性能数据 o 验证验证：验证理论的正确性。o 找出规律、改进的方向和依据找出规律、改进的方向和依据：找出设计存在问题的本质和规律性，提供改进的方向和依据。 o 检验检验：在生产过程中，检验产品质量。 第三章 汽车总成与零部件试验 4 43.1.1 发动机主要性能参数测量 1. 转矩测量 （1）平衡力法根据作用力与反作用力相等的原理o与
2、外壳相连的力臂摆动。 o载荷单元（拉压力传感器）受力。 Te = FcTe = Fc* *D D Fc：作用在载荷单元上的力。D：力臂长度。 第三章 汽车总成与零部件试验 5 53.1.1 发动机主要性能参数测量 第三章 汽车总成与零部件试验 6 6 （2）传递法一根弹性轴的两端分别放置一个信号齿轮，线圈内放有永久磁铁，相对扭转角度被测量出来。3.1.1 发动机主要性能参数测量 第三章 汽车总成与零部件试验 7 7 2. 转速测量 o磁电式转速传感器。 o直流发电机。 脉冲信号频率： n = 60f/z z:齿数 3.1.1 发动机主要性能参数测量 第三章 汽车总成与零部件试验 8 8 3.
3、燃油消耗率测量 燃油消耗率是发动机经济性的主要指标。 g ge e = 1000 = 1000 * * （ （Q QT T/ /PePe） ） ge: 燃油消耗率，g/(kW*h)QT:单位时间内的耗油量，kg/hPe:发动机有效功率，kW3.1.1 发动机主要性能参数测量 第三章 汽车总成与零部件试验 9 9第三章 汽车总成与零部件试验 10103.1.2 发动机主要性能试验 汽车发动机性能试验方法（GB/T 18297-2001) 汽车用发动机净功率测试方法（GB/T 17692-1999)汽车发动机可靠性试验方法（GB/T 19055-2003)1. 发动机速度特性试验发动机速度特性试验
4、 定义评价动力性、经济性和排放等评价动力性、经济性和排放等（操作人员能调什么？）外特性：顺序调节测功机负荷改变转速。不少于8个点（含最大扭矩、最大转速点）。 参数：油耗、进气状态、空气消耗量、油耗、进气状态、空气消耗量、烟度。烟度。部分速度特性：25%，50%，75% 第三章 汽车总成与零部件试验 1111发动机功率试验发动机功率试验 用来确定发动机的主要性能指标最主要性能指标最大功率、最大扭矩大功率、最大扭矩等参数。（1）总功率试验仅带维持运行的必要部件。水泵；油泵；发电机（2）净功率试验3.1.2 发动机主要性能试验 整车上带的全部附件。功率试验时，由于大气的状态对性能参数会产生较大影响，
5、这样数据就会没有可比性，所以要规定试验条件和标准大气状态，都在向ISO靠拢。如果不能在标准状态下进行， 要用修正公式。第三章 汽车总成与零部件试验 12123.1.2 发动机主要性能试验 2. 发动机负荷特性试验 定义评价经济性和排放等保持转速恒定，逐渐增加油门开度同时调整测功机负荷，得到不同负荷。参数：油耗、进气状态、空气消耗量、烟度。第三章 汽车总成与零部件试验 13133.1.2 发动机主要性能试验 3. 发动机万有特性试验 将转速、功率和燃油消耗率画在一幅曲线上，表示发动机整个区域内各主要参数之间的关系。评价经济性和排放等可以用多条负荷特性或速度特性绘制而成。不少于10条第三章 汽车总
6、成与零部件试验 1414第三章 汽车总成与零部件试验 15154. 发动机机械损失功率试验 发动机的摩擦副在运动过程中会产生摩擦，形成机械损失。（1）单缸熄火法假定机械损失不变。各缸指示功率之和即为总指示功率。（2）油耗线法做负荷特性时，将燃油消耗量曲线反向延长。适合于评价空载的机械损失。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 1616（3）倒拖法电力测功机，发动机在给定工况运转时，达到规定条件，熄火，倒拖。误差小，简便，还可以通过分解发动机，单独测量每一对摩擦副的摩擦损失。法规规定使用。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 17171目的 评定发
7、动机的机械损失功率和点燃机节气门全开和全关的泵气损失的差异。2试验条件 发动机所带附件按表2-1的规定。本试验应和总功率试验一起进行，以便准确地计算发动机的机械效率。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 18183试验方法 油门全开，在额定转速下运行，按功率试验控制条件保持冷却液及机油温度，然后切断油路，使管路中的剩余燃料烧尽，点燃机还需切断点火电源，用电力测功机拖动发动机。从额定转速起，逐步降低转速，直至最低工作转速，均匀地选定8个以上的测量点。 点燃机在选定的转速下完成油门全开工况测量后，还需立即进行油门全关工况的测量。 试验应在发动机熄火后3min以内完成。3.1
8、.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 19194试验中需测量的参数 进气状态、转速、机械损失扭矩、点燃机进气管真空度或绝对压力、机油温度、机油牌号和黏度。5试验数据整理 绘制机械损失功率曲线（图2-8）。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 2020机机械械损损失失功功率率曲曲线线3.1.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 21213.1.2 发动机主要性能试验 （4）示功图法利用示功器（燃烧分析仪）测得示功图，计算出指示功率。减去有效功率。精确性取决于示功图的精确性。第三章 汽车总成与零部件试验 222
9、2第三章 汽车总成与零部件试验 23235起动试验1.试验目的 评定发动机的低温（汽油机环境温度255 K、柴油机263 K）、中温及热机起动性。起动性的优劣取决于启动发动机所需要的拖动时间。2.试验条件 （1）发动机所带附件按表2-1规定。低温起动试验时，发动机不装特殊起动附件。不与测功机相连。用仪器测量瞬态参数如转速、起动电流、进气管绝对压力等。3.1.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 2424（2）低温起动试验，汽油机在255 K、柴油机在263 K的环境温度下进行，一起置入规定的低温环境，待蓄电池电解液、防冻液及润滑油温达到规定的环境温
10、度1 K时，即可开始低温起动试验。（3）暖机起动试验前，在4080额定转速下运转，待冷却液温度达到361 K5K后，怠速10 s，停机120 min，环境温度不限，即可开始中温起动。（4）热机起动试验前，在4080额定转速下运转，待冷却液温度达到361 K5K后，怠速10s，停车10 min，环境温度不限，即可开始热车起动。第三章 汽车总成与零部件试验 25253试验方法（1）变速器状态 自动变速器，置于“停车”档状态（A-P）；手动变速器，置于“空”档。（2）离合器状态 离合器先后处于接合状态（M-O-）及分离状态（M-O-），在相应试验条件下，各状态分别进行低温、暖机及热机起动试验。3.1
11、.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 2626（3）试验程序 起动机通电拖动发动机，气缸内着火工作，转速升高，尽早断电，通电时间（亦称拖动、起动时间）不得超过15 s，发动机能自行运转10 s以上不熄火，则认为起动成功，该种试验完成。在拖动及自行运转期间不得操纵发动机。 若起动失败，按制造厂使用说明书的规定程序再次进行设置和操作，在3min内继续进行下一次起动；低温起动时需待冷却液、润滑油及电解液达到规定的环境温度，方可进行下一次起动。若3次起动失败，则终止该种试验。第三章 汽车总成与零部件试验 27274试验中需测量的参数起动失败次数、起动成功
12、的拖动时间、环境温度和进气状态。起动机和蓄电池的最低工作（即拖动时的）电压、拖动及自行运转的发动机转速、起动电流、进气管绝对压力等与时间的关系曲线。起动前冷却液，各种润滑油及电解液的温度；汽油牌号及馏程、柴油牌号。 5试验结果分析 发动机起动性结果为评分与评语。 （1）评语与分数（表2-2）。第三章 汽车总成与零部件试验 2828分分 数数评评 语语分分 数数评评 语语9 98 87 76 65 5优秀优秀很好很好好好尚可尚可及格及格4 43 32 21 1不及格不及格不大可靠不大可靠不可靠不可靠很不可靠很不可靠评语与分数评语与分数3.1.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验
13、第三章 汽车总成与零部件试验 2929（2）评分标准 按起动成功的拖动时间评分（见表2-3），拖动时间为起动机通电时间。 起动失败扣分，一次失败扣2分，两次失败扣5分，三次失败评定为1分。 （3）发动机的起动性总分计算 总分等于起动成功的评分减去起动失败的扣分数。若差值小于1时，总分为1。 3.1.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 3030序序号号拖动时拖动时间间 s s低温起动评分低温起动评分环境温度：汽油机环境温度：汽油机255 K255 K、柴油机柴油机263 K263 K暖机热机起动评暖机热机起动评分分环境温度不限环境温度不限1 10
14、01 19 99 92 22 29 97 73 33 38 85 54 44 47 73 35 55 56 62 26 66 65 52 27 77 74 42 28 88 89 93 32 29 9101015152 22 210101515以上以上1 11 13.1.2 3.1.2 发动机主要性能试验发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 31315. 发动机可靠性试验 分为零部件可靠性试验（如活塞可靠性试验）和整机可靠性试验。整机可靠性试验包括交变负荷试验、混合负荷试验、全速全负荷试验、冷热冲击试验。需要A、B两台发动机。可靠性试验之前，要进行磨合试验（36小时）、维护和调整。
15、试验中，对发动机日常维护、故障排除及记录。绘制运行持续时间与相关参数的运行曲线。如活塞漏气量、动力性下降等。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 3232（1）发动机交变负荷试验规范一个循环，30min，共800个循环，400h最大净转矩转速和最大净功率转速。最后5分钟。3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 3333（2）发动机混合负荷试验规范1个循环，60min，共1000个循环，共1000h，nr即105%np（3）发动机全速全负荷试验规范1000h3.1.2 发动机主要性能试验 第三章 汽车总成与零部件试验 3434（4）发动机冷热冲击试验
16、规范1个循环，6min第三章 汽车总成与零部件试验 353535 离合器的具体功用有如下三个方面：保证汽车平稳起步保证变速器换挡平顺防止传动系统过载 1.离合器的功用3.1.2 3.1.2 离合器离合器第三章 汽车总成与零部件试验 363636飞轮飞轮铆铆钉钉从动盘从动盘压压盘盘传动片传动片支撑环支撑环离合器盖离合器盖螺丝钉螺丝钉分 离 轴分 离 轴承 和 套承 和 套筒筒支撑铆钉支撑铆钉膜片弹簧膜片弹簧膜片弹簧离合器的构造膜片弹簧离合器的构造3.1.2 3.1.2 离合器离合器第三章 汽车总成与零部件试验 373737 离合器由四部分组成：主动部分、从动部分、压紧装置和操纵机构。 1.主动部
17、分： 飞轮、离合器盖和压盘。曲轴旋转，发动机动力经飞轮、离合器盖传给压盘，带动压盘一起旋转。压盘能做一定量的轴向移动。第三章 汽车总成与零部件试验 3838382.从动部分： 从动盘，通过内花键与变速器的第一轴相连，从动盘两面带有摩擦片。第三章 汽车总成与零部件试验 3939393.压紧装置： 压紧弹簧，将从动盘夹紧在压盘和飞轮之间。3.1.2 3.1.2 离合器离合器第三章 汽车总成与零部件试验 4040404.操纵机构： 离合器踏板、分离拉杆、调节叉、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆、回位弹簧。第三章 汽车总成与零部件试验 41413.2 离合器试验 o 车用离合器多为干摩擦式离合器（
18、膜片弹簧）。 o 台架试验参见中华人民共和国汽车行业标准（QC/T27-2004)，提供改进的方向和依据。 o 项目： 盖总成试验、从动盘总成试验、离合器总成试验 第三章 汽车总成与零部件试验 42423.2.1 盖总成试验 1. 盖总成分离特性试验 o盖总成固定在代用飞轮上 o中间装有相当于从动盘总成夹紧厚度的垫块。 （1）操纵加载装置使代用分离轴承达到最大分离行程，10次。 （2）分离指预加规定载荷，百分表调零 。（位移传感器）（3）以适当的行程增量使离合器分离，直到最大分离行程。 记录分离和结合的时候载荷和行程，绘制分离特性曲线。（4）再以相同的行程使离合器接合，直到恢复零位第三章 汽车
19、总成与零部件试验 43433.2.1 盖总成试验 2. 盖总成负荷特性试验 o安装百分表或位移传感器，使其与压盘接触，调零 o对压盘施加载荷。使压盘移动1mm ,取出垫块。第三章 汽车总成与零部件试验 4444第三章 汽车总成与零部件试验 45453.2.2 从动盘试验 2. 扭转特性测定试验扭转减振器的扭转刚度和阻尼转矩，用于判断其减振性能对车辆振动噪声的影响。 （1）将从动盘安装在配套花键轴上，夹紧。（2）安装角位移传感器，调零。（3）旋转，一直到限位销接触；卸载，反向旋转，一直到限位销。（4）重复两次。记录转角和转矩。绘制扭转特性曲线。确定极限转角下的的力矩。扭转刚度Cd的计算：Cd=(
20、Me-Mh)/Mh:规定转角处的摩擦力矩：规定转角至发动机最大扭矩的转角第三章 汽车总成与零部件试验 46463.2.3 离合器总成试验 1. 离合器耐高速试验 o规定转速下离合器工作的可靠性o测定破坏转速o破坏舱o盖总成安装在代用飞轮上，压紧，经动平衡。不小于最大功率转速1.8倍o从动盘总成安装在试验用心轴上，破坏舱温度达到规定值，保持5分钟。不小于最大功率转速1.6倍。第三章 汽车总成与零部件试验 47473.2.3 离合器总成试验 2. 离合器热负荷测定试验测定汽车起步时，离合器结合一次的滑磨功和发热情况。滑磨功越大，摩擦副的发热和磨损越严重。惯性飞轮-模拟发动机，惯性盘-模拟汽车第三章
21、 汽车总成与零部件试验 48483.2.3 离合器总成试验 3. 离合器摩擦力矩测定试验 影响抗滑性能o静摩擦力矩结合，施加扭转载荷，直到打滑o动摩擦力矩从动盘总成不动，盖总成旋转（打滑）测量50、100、150 等温度下的摩擦力矩。第三章 汽车总成与零部件试验 49493.2.3 离合器总成试验 4. 离合器防黏着试验 用于测定离合器总成在放置一段时间之后，压紧元件不工作情况下，离合器主、从动部分之间的分离力。评价防黏着、防锈蚀能力。o离合器总成装成实车状态，垂直放入恒温、恒湿箱12小时，置于大气12小时重复两次o试件平放，固定飞轮，旋松盖总成，消除压紧力（螺栓仍然在飞轮上）o对从动盘施加转
22、矩，测量开始相对旋转的力矩。（从动盘和压盘、飞轮之间）第三章 汽车总成与零部件试验 50503.3 变速器试验 3.3.1 机械变速器试验 汽车机械式变速器总成台架试验方法（QC/T 568.1-2010） 1. 传动效率试验 （1）试验方法 发动机转速1000转/分到最高转速均匀选5个转速（含最大扭矩点转速）； 输入转矩为最大转矩的50%，100%； 油温40、60 、80 、100 ； 按照挡位由低到高的顺序，结合转速、扭矩、和油温依次进行。 改善传动效率不仅可以降低油耗，而且在抑制汽车高速行驶带来的传动系统过热越来越重要。第三章 汽车总成与零部件试验 51513.3.1 机械变速器试验
23、2. 噪声试验 变速器运转时，由于齿轮、轴等零件之间的摩擦、撞击产生噪声，取决于材料、设计、加工精度、润滑油品质等； （1）试验方法 在本底噪声和反射声很小的实验室进行； 发动机，在测量之前先测量本底噪声（按照表3-3，挡位、距离、转矩和转速），在变速器的上下左右四个位置测量。第三章 汽车总成与零部件试验 52523.3.1 机械变速器试验3. 动态密封试验 检查变速箱运转时是否漏油。（1）试验方法置于最高档或倒档；输入转速为发动机最高转速，变速器的旋转方向与车上相同，按照表格完成5个步骤。（2）试验数据处理记录油封是否渗油；第三章 汽车总成与零部件试验 53533.3.2 自动变速器试验1.
24、台架性能试验用于评价各档位的动力传递性能。（1）传动状态下各档位的一般性能试验（2）节气门全开状态下转矩性能试验。（3）定速行驶时的道路负载特性试验（4）逆驱动时的惯性行驶性能试验（5）输出轴无负载时各挡位损失转矩的无负载损失试验。 通过输入轴和输出轴的转速、转矩变化，来测定输入轴和输出轴的状态，评价动力传递性能。第三章 汽车总成与零部件试验 54543.3.2 自动变速器试验2.变速性能试验 用于评价变速时或锁止离合器结合分离时的过渡特性（冲击和迟滞）。包括根据发动机和整车的惯性质量和行驶阻力设定的测功机试验和整车行驶试验。 过渡特性通过车辆加速用输出转矩及发动机的转速来判断，同时也采用控制
25、油压和各种电子控制信号，这些参数也对改善特性起作用。 第三章 汽车总成与零部件试验 55553.3.2 自动变速器试验 3.摩擦元件试验 将摩擦元件放在专用试验机上实验，试验机和试验方法由厂家自行决定。 SAE 2摩擦试验机： 通过供试验摩擦元件（离合器盘）制动回转质量（飞轮） ，检测摩擦元件的动态性能、时效变化、耐久性和摩擦元件微速滑移，检测摩擦元件的静止摩擦系数。第三章 汽车总成与零部件试验 56563.3.2 自动变速器试验 4.油压制动系统试验 取出阀体总成，使用可控制压力和流量的油压装置，评价阀的静特性、动特性和油压控制回路的稳定性。电磁阀。 （针对阀体） 5.油泵性能试验 取出油泵
26、，通过可控制转矩和转速的转矩仪评价喷油性能，脉动和噪声大小。 6.变速杆操纵感觉试验 通过变速杆的操纵力评价操纵性。 7.停车试验 用于评价停车装置输出轴的固定和松开功能，一般采用整车行驶方式。第三章 汽车总成与零部件试验 57573.4 车轮试验乘用车车轮性能要求和试验方法（QC/T 5334-2005）;商用车车轮性能要求和试验方法（QC/T 5909-2009）;道路车辆轻合金车轮冲击试验方法（QC/T 5334-2005）3.4.1 动态弯曲疲劳试验1.试验方法使车轮承受旋转的弯矩，模拟车轮行驶；安装夹紧；规定处施加平行于车轮安装面的力；2.失效判定完成最低循环次数之后，出现下列情况之
27、一，则为失效（1）车轮不能继续承受载荷（2) 原始裂纹扩展或出现应力，导致侵入车轮断面的可见裂纹(3)规定次数之前，加载点的偏移量超过初始全加载偏移量的规定值。20%，乘用车轻合金车轮第三章 汽车总成与零部件试验 5858车轮试验装置车轮综合试验机车轮综合试验机 轮胎及车轮高速轮胎及车轮高速耐久转鼓试验台耐久转鼓试验台 第三章 汽车总成与零部件试验 59593.4.2 动态径向疲劳试验 1.试验方法使车轮承受径向压力，进行车轮旋转疲劳试验，模拟行驶中承受车辆垂直负荷；试验机在车轮转动时，向其传递径向负荷；图3-22标准转鼓带动车轮旋转，施加规定载荷至最低循环次数，图3-23；2.失效判定完成最
28、低循环次数之后，出现下列情况之一，则为失效（1）车轮不能继续承受载荷（2) 原始裂纹扩展或出现应力，导致侵入车轮断面的可见裂纹（3）对于商用车辐板式车轮或可拆卸式轮辋车轮，自动传感装置偏移量超过15%第三章 汽车总成与零部件试验 60603.4.3 车轮冲击试验 对车轮施加冲击力，模拟车轮在行驶中承受 石块等物体的冲击力，道路车辆轻合金车轮冲击试验方法（GB/T 15704-2012）规定了车轮冲击试验方法。 1.试验方法 胎压规定值，环境温度为10 -30 ； 车轮安装到冲击试验机上；冲击载荷加到轮缘，车轮轴线与铅直方向成13，车轮最高点正对冲锤； 车轮在试验机上的固定位置，与车上相同，试验时，冲锤在轮胎上方，并与轮缘重叠25mm； 提升冲锤，到轮缘最高点上方（230mm）处，然后释放冲锤 2.失效判定 完成车轮冲击试验之后之后，出现下列情况之一，则为失效 （1）可见裂纹穿透车轮中心部分的截面。 （2）车轮中心部分与轮辋分离。 （3）1分钟内，轮胎气压泄露。第三章 汽车总成与零部件试验 6161第三章 汽车总成与零部件试验 6262End !第一章 汽车试验概述
