1、汽车及发动机测试系统清华大学汽车工程系金振华q 发动机台架试验q 整车转鼓试验q 整车道路试验试验方法性能指标q 动力性q 经济性q 排放q 振动与噪声l经过多年的积累，汽车发动机行业已建立了比较完整的试验准体系，包括性能试验、可靠性试验、排放试验等专项试验标准。随着技术引进和技术交流的开展，我国大部分的试验标准已采用了国际标准。l发动机台架试验 稳态试验 相关标准简介 台架测试系统 动态试验 动态测试系统 GB/T 18297-2019 汽车发动机性能试验方法q规定了汽车用发动机性能台架试验方法，包括各种负荷下的动力性及经济性试验方法，无负荷下的起动、怠速、机械损失功率试验方法以及有关气缸密
2、封性的活塞漏气量及机油消耗量试验方法。q对主要测试仪表的精度要求 扭矩：误差不大于所测发动机最大扭矩的1%转速：误差不大于所测值的0.5%燃油消耗量：误差不大于所测值的1%主要测量参数扭矩转速燃油消耗量温度冷却水温、机油温、排气温、燃油温压力进气管真空度、进气连接管压力、增压器压气机进出口压力、排气背压、机油压力、气缸压缩压力、曲轴箱压力点火及喷油提前角发动机进气状态进气温度、进气压力、进气湿度发动机空气消耗量活塞漏气量 主要计算参数实测有效功率校正有效扭矩校正有效功率燃油消耗率实测平均有效压力充气系数机械效率 十项性能试验方法 起动试验 怠速试验 功率试验 负荷特性试验 万有特性试验 柴油机
3、调速特性试验 机械损失功率试验 各缸工作均匀性试验 机油消耗量试验 活塞漏气量试验q标准对试验条件、试验方法、测量项目及数据整理进行了详细的规定。GB/T 19055-2019 汽车发动机可靠性试验方法 qGB/T19055-2019 GB/T19055-2019 标准是汽车发动机在台架上整机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。q本标准适用于乘用车、商用车的水冷发动机，其中包括点燃机和压燃机；二冲程机及四冲程机；非增压机及增压机；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。q新设计或重大改进的汽车发
4、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试验。可靠性试验台架的基本要求q满足被试发动机的功率：所选测功机应留有30的功率、扭矩余量（发动机额定功率转速，最大扭矩转速时）。q具有自动控制能力：测功机控制、油门控制，发动机出水温度控制等装置，能按试验要求的设定值自动变化，能够按试验程序连续可靠的工作。q具有自动测量、数据采集，以及安全保护功能：选用可靠的数据采集系统，合理的设置安全保护。q合理选用和设计条件配套装置：包括冷却水温控、机油温控、燃油温控、中冷模拟、起动点火电源，紧急停机、发电机加载，空压机加载，冷热冲击、活塞漏气量监测等条件配套装置。q留有一
5、定的扩展空间：根据国外厂家近几年可靠性试验实际情况看，把排放测量也作为可靠性试验的测量参数，进行考核，如：不透光烟度、气体排放、颗粒排放等，这些参数要求与试验台架进行数据通讯；电喷、电控、共轨发动机在试验中要提供的电源和控制信号。交变负荷试验,混合负荷试验冷热冲击试验测量参数测量参数如下：a功率b扭矩c温度d压力e油耗可靠性试验条件要求燃油温度：汽油温度在298K5K(255)柴油温度在311K5K(385）机油温度：363398K(90125)冷却液温度：361383K(88110)冷热冲击时水温控制的规定散热器盖在绝对压力150kPa 放气时，冷却水温升至378K2K(1052)散热器盖在
6、绝对压力190kPa 放气时，冷却水温升至385K2K(1122)冷工况时冷却水温降至311K4K(384)l发动机台架试验 稳态试验 相关标准简介 台架测试系统 动态试验 动态测试系统主控计算机测功机控制器测功器-发动机数据采集系统测试设备系统集成q测功机q油耗仪q排放分析仪q颗粒分析仪q烟度计数据采集q德国WAGOq美国NIq台湾研华通讯接口qRS232qRS485qGPIBqCANqLAN测控软件系统维护q 测试设备定义q 测量通道标定q 试验模板定义试验模块q 性能试验q 排放试验q 可靠性试验q ECU匹配标定试验数据处理q 数据检索q 打印表格q 打印曲线q 三维图q 数据输出l发
7、动机台架试验 稳态试验 相关标准简介 台架测试系统 动态试验 动态测试系统lInertia Simulation and Control 在高动态台架上进行驾驶员模拟和整车工况模拟。lISAC是集成于PUMA系统中的一个软件包l动态试验台的应用q模拟整车道路试验。可以模拟法规中的满载和空载滑行试验、直接档加速试验、换档加速试验、最高车速试验、等速燃油消耗量试验、多工况燃料消耗量试验等汽车动力性和经济性试验。q模拟整车底盘测功机试验。可以模拟各国排放法规中规定的各种标准测试循环，如欧洲的ECEEUDC，美国的FTP-75等。q在发动机动态试验台上可以进行汽车动力传动系统的匹配优化。通过对发动机动
8、态试验台上车辆模型和道路阻力模型中参数的改变，研究整车各部件参数对汽车动力性、经济性和排放特性的影响规律，为汽车动力传动系统的匹配优化提供参考依据。q发动机动态试验台可以使用在新型汽车动力系统，如电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的开发过程中。l动态试验台的优点q由于不需要整车，所以可以在汽车动力系统的开发早期对汽车动力系统除了发动机以外的部分进行模拟，从而研究内燃机的动态性能，便于新型发动机的开发。q发动机动态试验台为汽车动力传动系统的优化匹配提供了一种很方便的试验手段。q发动机动态试验台上的试验重复性好。q发动机动态试验台可以使用多种测量方法，而且可以使用道路试验和转鼓试验不适用的精度更
9、高的、采样频率更快的测试设备，使测试技术水平得到明显提高。l道路阻力模型：l惯量模拟l车速控制器l控制方式RG/AlfaRG/Vl排放测试法规l工况法：将若干个汽车常用工况组合成一个或若干个测试循环，试验时测取汽车在整个测试循环中的排放水平。工况法可以比较全面的反映汽车排放水平。l排放限值：工况法检测排放限值分为两类，型式认证和产品一致性试验限值。型式认证是对新设计车型的认证试验；产品一致性试验是对批量生产车的试验，要求从批量生产车中任意抽取若干量进行试验。l轻型车与重型车 工况法根据轻型车与重型车采取不同的试验方法。一般将总质量在4003500kg范围内，成员912人以下的车辆作为轻型车。轻
10、型车排放检测要求在底盘测功机上进行，被检车辆按规定的测试循环运转，试验结果用单位里程排放质量表示（g/km）。重型车排放检测要求在发动机台架上进行，结果用发动机比排放量表示（g/kWh）。l美国排放法规FTP-75工况 0505s冷启动 5061372s稳定段 10min停车 0505s热启动l欧洲排放法规法规生效日期汽油车COHCNOx欧洲11992272097欧洲22019102205欧洲320002302015欧洲420191001008l欧洲排放法规 ECE+EUDCl日本排放法规 10.15工况欧和欧的主要区别q 加严了排放测试方法。常温排放试验(I型试验)的测试方法中删除了冷启动后
11、的40s怠速时间；汽油车的蒸发排放试验(1V型试验)的昼间呼吸试验时间从原来的1 h变为24 h，更真实地模拟汽车经过一昼夜的温度变化而产生的油气蒸发。q 加严了汽车排放限值。CO、HC的排放数值降低，且将HC和N0 x分开规定q 增加VI型试验，即低温试验，用于检测车辆在冷起动之后低温情况下的CO和HC平均排放水平，试验在低温（-7）环境下进行，只进行城市循环工况的测试，排放限值为CO15g/km，HC1.8g/km。q 增加OBD试验，要求车辆装备了OBD系统。l汽油机9工况（GB17691-2019)l柴油机13工况(GB14762-2019)l欧洲III ESC测试循环 2000年实施
12、的欧洲3法规对13工况做了若干修正，称为欧洲稳态标准测试循环lESC还包含一个动态烟度测试（ELR），在ABC三个转速下由10油门突然加到最大，用透光式烟度计测量这个过程的烟度最大值。l欧洲3(ETC)对于使用排气后处理技术的重型车用柴油机和气体燃料发动机，欧洲3标准中还要加试一个欧洲瞬态循环以检验排气后处理系统的性能。RBRBDilutionAirMicro Tunnel systemFull Tunnel systemExhaustGAS P PRBRB常规的颗粒测量一般使用全流稀释系统常规的颗粒测量一般使用全流稀释系统.部分流测量颗粒：指通过稀释一部分发动机尾气部分流测量颗粒：指通过稀释一部分发动机尾气.即：从发动机的总排气中按固定比例采集一部分的排气，用于分析即：从发动机的总排气中按固定比例采集一部分的排气，用于分析颗粒取样lTHANKS55谢谢！谢谢！
