汽车发动机性能测试系统课件

汽车发动机性能测试系统发动机测试特点测量参数多，如扭矩、转速、压力、温度、流量、排放、噪声、位移等，涉及的测试技术、测试设备和测试方法也多种多样。试验项目多，包括动力性、经济性、排放试验、可靠性、耐久性、热冲击试验、热平衡试验等。一、发动机功率测试1、发动机功率测试概述发动机的动力性指标是指额定功率和转矩。发动机功率分为额定功率有效功率。额定功率是指发动机在额定转速下发出的总功率，是由制造厂标定，亦称标定功率；有效功率是发动机曲轴实际输出的功率，这是在发动机台架上用测功机测得的功率。2、测试的分类和设备发动机功率测试方法有稳态测功和动态测功。稳态测功必须在专门台架上进行，常用的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器常用于发动机的研究开发和质量检测中。而动态测功可以在汽车不解体条件下进行就能测定发动机功率。2023/2/7发动机测功试验台架稳态测功外界提供稳定的制动负载来平衡发动机的输出转矩，此时发动机转速维持不变。稳态测功又称为有负荷测功。动态测功

动态测功是在发动机节气门开度和转速均匀变动的状态下测定发动机功率的一种方法。基本方法为：当发动机在怠速或空载某一转速时，突然全开节气门，使发动机克服惯性和内部阻力而加速运转，其加速性能好坏直接反映最大功率的大小。因此动态测功又称为无负荷测功。2023/2/7便携式无负荷测功仪面板

无负荷测功仪的组成及使用方法2023/2/7无负荷平均功率测功仪方框图1-断电器触点（或点火触发信号）；2-转速信号传感器；3-转速脉冲整形装置；4-起始转速触发器；5-终止转速触发器；6-时标；7-计算与控制装置；8-显示装置2023/2/7二、发动机扭矩测试扭矩仪分为:相位差式,应变式,磁致伸缩式应用：测量实际运行中发动机输出轴的扭矩发动机与齿轮箱,发电机,水泵等机械一起工作需要测定各自的工作效率测量顺态扭矩2023/2/7光电式扭矩仪测量原理:

a.无转矩作用时，A、B光栅相互遮挡，光电管输出为零；

b.转矩T作用时，轴的A、B端扭转一个角度φ，A、B光栅也错开φ角度，透过部分光线。T越大，φ也越大，光电管的输出越大。

c.转速对转矩的测量无影响2023/2/7磁电式转矩仪测量原理：弹性轴转动受扭后，相距L的2只外齿轮扭转一个角度，发出的两列磁电脉冲信号产生相位差。实际所得两列脉冲波形间的相位差，是由两列脉冲的初始相位差与轴扭转角产生的相位差之和。所以扭矩仪应设有补偿初始相位差的调零装置或者标定相应于初始相位差的计时脉冲数予以消除。2023/2/7应变式转矩仪测量原理:

转轴承受转矩时要产生切应力（变），最大切应力（变）发生于圆周，方向为45度和135度。它与转矩成正比。应变式转矩仪在转轴这两个方向粘贴应变片，用电桥测出其最大应变，从而测得转矩。为了提高测量灵敏度，可用4个应变片，按承受的拉、压应力平均分配按照上述原理的位置粘贴。这样可组成全桥回路，以保证测量值为纯扭矩。电桥信号的输出方式基本上有滑环接触式和旋转变压器无接触感应式两种，由应变仪测出平均应变值，也可采用遥测应变仪来测量扭矩。后者的测量精度高，而采用滑环接触式的精度较低。2023/2/7致伸缩式转矩仪测量原理:

当轴受转矩作用时，轴上有应力分布，使轴表面的磁导率发生变化。拉应力+σ使磁阻R1,R4减小，磁导率增加；压应力-σ使R2,R3增加，磁导率减小，结果产生一个不平衡磁通，在感应线圈C,D中产生与轴上所受转矩T1有关的电动势，根据标定得出的此电动势信号与转矩T1的关系可测出转矩T1。原理图如下:2023/2/7三、发动机转速测试

光电式转速传感器

转速传感器磁电式转速传感器2023/2/7分类:

照射式、反射式

结构:

光源，遮光盘（反光盘），光电管，测频电路。特点:

高速时，光信号减弱原理：齿轮随转轴旋转，每转过一齿，就切割一次磁力线，在线圈中产生一个感应电动势的脉冲信号。每转将产生z个电脉冲信号:

特点：结构简单，工作可靠，转速越高，输出信号越强。四、气缸密封性测试一、影响气缸密封性的因素直接影响气缸密封性的因素有：气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环和进排气门等包围发动机工作介质部零件的工作状况。二、气缸密封性测试项目

评价气缸密封性的主要参数有：气缸压缩力、气缸漏气率、曲轴箱窜气量、进气管真空度等。2023/2/7气缸压缩力测试（1）气缸压力表2023/2/7气缸压力表测量气缸压缩力（2）电子气缸压缩压力测量仪典型的检测原理是利用电流传感器测出启动机启动过程中启动电流变化波形来测定发动机的各缸压缩压力。2023/2/7启动机启动电流与曲轴转角关系曲线这张图表明启动电流值是变化的，其变化是因气缸内压缩压力的波动而引起的，其电流波形各段的峰值与各缸的最大压缩压力成正比。（3）常见车型发动机的气缸压缩压力标准2023/2/7气缸漏气量的检测诊断测量气缸压缩行程压力只是了解气缸、活塞组件、气门、汽缸垫的综合性密封状况。而测量气缸漏气量能判明故障发生在气缸、活塞组件、气门、汽缸垫的哪一部位。2023/2/7气缸漏气量检测仪工作原理图检测气缸漏气率时，测量表读数越大，表示漏气量越多。通常，漏气率在0～10%，表示气缸密封性良好；漏气率在10％～20％，表示气缸密封性一般；漏气率在20％～30％，表示气缸密封性较差。一般来说，当漏气率达30％～40％时，若能确认进排气门、气缸衬垫、气缸盖和气缸套等是密封的，则说明气缸活塞摩擦副的磨损临近极限值，已到了需换活塞环或镗磨气缸的程度。进气管真空度检测2023/2/7

进气管真空度是指进气歧管内的进气压力与外界大气压力之差。其真空度数值随气缸活塞组的磨损而变化，并与配气机构零件状况以及点火系和供油系的调整有关。

因此，检测进气歧管真空度不仅可以评价发动机气缸的密封性，而且还能诊断相关系统的故障。示波器检测真空度通过示波器不解体检测发动机进气歧管真空度波形，可以分析、判断气缸密封性和诊断相关机件的故障。五、发动机点火系统性能测试点火波形的检测2023/2/7汽车专用示波器及其连接1-显示器；2-波形控制旋钮；3-电源开关；4-波形选择按钮；5-外接线；6、12-探头（感应夹）；7-火花蹇；8-分电器；9-中央高压线；10-点火线圈；11-蓄电池；13-选缸测量按钮；14-断火按钮汽车专用示波器是指主要用于汽车有关波形、参数检测的仪器，它能检测点火波形、供油压力波形、真空度波形、异响波形、汽车电控元件信号波形等。标准点火波形2023/2/7单缸电压标准波形a）初级电压标准波形；b）次级电压标准波形点火波形故障反应区2023/2/7

图中A区为断电器触点故障反映区，B区为电容器、点火线圈故障反映区，C区为电容器、断电器触点故障反映区，D区为配电器、火花塞故障反映区。六、燃油供给系统性能测试喷油控制信号波形测试电子燃油喷射（ElectronicFuelInjection）系统是用计算机控制燃油喷射代替传统化油器的系统，简称EFI系统，也称电控汽油喷射系统。2023/2/7电子控制燃油喷射系统原理图2023/2/7燃油压力测试多点喷射系统燃油压力检测示意图1-燃油压力调节器；2、10、13-软管；3-回油管；4-进油管；5-燃油泵；6-燃油泵滤网；7-油压表；8-燃油滤清器；9-喷油器；11-三通管接头；12-管接头七、燃料消耗量测试

重量法测定装置：实质为测定消耗一定重量

料消耗的时间

燃料消耗量测试

容积法测定装置：2023/2/7参考文献[1]金振华，汽车发动机测试技术——台架[EB/OL]/view/546d01f24693daef5ef73dcc.html[2]柳爱云，汽车发动机检测诊断技术探析[J]装备制造技术，2011,9