第2章 汽车动力性和燃油经济性检测

2.1发动机动力性检测发动机（汽车动力来源）动力性经济性可靠性排放性需要随时了解其技术状态结构复杂工作条件差工况多变易出现故障特点根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》和GB/T15746.2-1995《汽车修理质量检查评定标准-发动机大修》的规定：在用车发动机功率不允许小于标牌（或产品使用说明书）标明功率的75%；大修竣工后，发动机功率不得低于原设计标定值的90%。一、发动机功率测试方法☆相关概念☆检测方法稳态测功（有负荷测功）动态测功（无负荷测功）

1、有效功率：

2、最大输出功率：

3、净功率：

4、额定功率：发动机曲轴对外输出的功率。

发动机在全负荷状态下，仅带维持运转所必需的附件时所输出的功率，又称总功率。（一般不带空滤、风扇等附件）在全负荷状态下，发动机带全套附件时所输出的功率。

在全负荷、额定转速下输出的功率（铭牌上标出）。随着使用时间增长，发动机功率会下降，检测发动机最大功率，可以判断发动机运行状态和维修效果。

1、稳态测功原理所谓稳态节气门开度一定（全开）转速一定冷却液与机油温度一定☆稳态测功：☆稳态测功原理：

发动机稳态下，在测功台架上测量发动机功率的一种方法。2、稳态测功设备：测功器测功台架（测功器）水力测功器电力测功器电涡流测功器（1）水力测功器：水力测功器原理：特点：优点是便宜、结构简单、操作简便、便于维修、体积小等；缺点是精度低，不能反拖试验，试验中能量不能回收。（2）电力测功器：电力测功器原理：特点：

结构复杂，价格昂贵，但可回收电能，反拖发动机，且工作灵活，精度高。

（3）电涡流测功器：电涡流测功器原理：特点：

操作简便，结构紧凑，运转平稳，精度较高，但不能反拖发动机，能量不能回收，价格较高。☆稳态测功特点：准确可靠费时、费力（需拆装发动机）成本高（需要测功器）主要用于科研院所、生产企业；一般维修检测企业较少采用。二、无负荷测功原理（动态测功）所谓动态发动机节气门开度变化（突然加大节气门）发动机转速变化发动机不带负荷☆动态测功：

是在发动机节气门开度和转速等均为变动的状态下，利用发动机综合分析仪或无负荷测功仪测定发动机功率的一种方法。

1、动态测功原理：☆动态测功方式：瞬时加速方案—测量瞬时加速功率加速时间方案—测量平均加速功率发动机综合分析仪（1）测量瞬时加速功率原理：式中：C是与发动机转动惯量有关的常数。（2）测量平均加速功率原理：通常n1、n2是系统设定的，只要测量ΔT即可。2.各缸功率均衡性检测：☆理论上：正常情况下各缸所发出的功率应相等。当各缸功率差别较大，尤其是某缸故障（如失火）时，发动机运转将变得不平稳。因此，可以通过对各缸功率均衡性进行检查，来判断各缸工作状况、是否发生故障等。

☆实际上：由于各缸进气、供油及点火上的差异，各缸所发出的功率会有所不同。☆单缸功率测量方法：测试功率的变化测试转速的变化单缸断火法（1）单缸功率检测：测量整体功率P0断1缸后测量功率P10则1缸功率P1=P0-P10重复上述操作，依次断各缸即可得到每缸的单缸功率。（2）单缸断火后的转速变化：测量某状态下发动机转速n断1缸后测量转速n1断1缸转速下降值Δn=n-n1重复上述操作，依次断各缸即可得到各缸断火后转速下降值（该值与缸数有关，缸数越多，转速下降就越小）。发动机气缸数转速下降平均值r/min发动机气缸数转速下降平均值r/min发动机气缸数转速下降平均值r/min4100675845注意：由于某缸断开后，进入该缸的混合气不参与燃烧，汽油会洗刷气缸壁，破坏油膜并稀释机油，加速磨损，故时间不宜太长。（多点喷射的应采取断油方式）3.无负荷测功检测设备：

（1）无负荷测功仪

1）仪器预热0.5h，进行自校。旋钮1拨向“检查”位置，左边时间（T）表头指针1s摆动一次。把旋钮1拨向“测试”，旋钮3拨向“自校”，缓慢旋转旋钮2，转速指针向右偏转（模拟增加转速）。当指针偏转至起始转速n1=1000r/min位置时，门控灯亮。继续增加模拟转速至n2=2800r/min时，“T”表即指示出加速时间。按下“复零”按钮，仪器表针回零，门控指示灯熄灭，表示仪器调整正常。否则，微调n1、n2电位器。

3.无负荷测功检测设备：

（1）无负荷测功仪

2）发动机预热(85℃～95℃)，并连接仪器转速传感器（接在分电器低压接线柱和搭铁）。

3）迅速把油门踩到底，发动机转速猛然上升，当T表指针显示出加速时间时，立即松开油门，切忌发动机长时间高速空转。

4）记下读数，仪器复零。重复操作三次，读数取平均值。3.无负荷测功检测设备：

（1）无负荷测功仪

5）发动机转动惯量I的确定：

I值可从原厂或实验获得或采取以下方法计算：选一台已知最大功率Pemax的同款发动机，设定转动惯量为I1,利用无负荷测功仪多次测量，得到功率测试值P1，按下式即可计算：（2）发动机综合分析仪深圳元征EA2000淄博科创FC-2000德国博世FSA740发动机综合分析仪的基本功能：1、无负荷测功2、点火系统检测（初、次级波形、点火提前角等）3、电控参数检测(波形、脉宽、喷油提前角等)4、进气歧管真空度波形测定与分析5、运转稳定性分析（各缸工作均匀性测定）6、起动过程参数(电压、电流、转速)测定7、数字万用表功能8、故障分析（故障码与数据流）9、温度分析10、压力分析11、排气分析12、传感器模拟分析13、执行器驱动分析前处理器传感器组键盘打印机显示器电脑车辆自诊断模块烟度分析尾气分析发动机综合分析仪基本组成：发动机综合分析仪操作使用：综合分析仪的连接

1）发动机预热(85℃～95℃)。

2）连接测试线（需要注意的是：有些测试线有方向要求）。

电流钳的安装方向发动机综合分析仪操作使用：

3）打开控制电脑，驱动测试程序，进入如下操作界面，选择机型和无外载测功选项：

综合分析仪的操作界面发动机综合分析仪操作使用：

4）设定测试初速n1和测试末速n2，并输入发动机转动惯量。

5）按测试键进行测试，测试结束后按“保存数据”键保存测试数据，重新测试3次，取平均值。参数设定测试结束（仪器操作视频，无外载测功视频）2.2底盘输出功率检测定义：

与路试相比，具有以下优点：

又称底盘测功，是在底盘测功机上，对汽车驱动轮输出功率的检测，不仅可以评价汽车动力性，还可将驱动轮输出功率与发动机输出功率对比，来判断传动系的技术状态。

1）不受外界试验条件与环境条件的影响；

2）测试周期短，节省人力；

3）精度高、效率高；

4）更适合测试危险性的实车临界特性。一、底盘测功机主要测试项目（综合型）

1、汽车动力性试验/底盘输出功率检测（各挡驱动力、最大爬坡度、最低稳定车速、最高车速、加速性、滑行能力及传动系效率等）。

2、汽车经济性（循环工况和等速油耗）。

3、汽车发动机冷却散热能力。

4、汽车噪音与振动（需专门的消声室）。

5、汽车空调性能。

6、汽车排放性能（循环工况）。

7、电磁兼容（需专门的电磁吸收试验室）。

8、ABS与自动变速器性能试验等。

9、车速表检测。

动力性检测：鼓风机出风口转鼓噪音测试：排放测试：电磁兼容测试：ABS测试：二、底盘测功机组成：

底盘测功机一般由滚筒装置、测功装置、飞轮装置、测速装置、控制与指示装置等组成。1、滚筒装置：

作用：（1）单转鼓试验台

特点：

转鼓越大，越接近平坦路面，测试精度越高，但制造、安装成本和难度增加，试验时车轮与转鼓对中困难。通常1.5-2.5m，主要用于生产厂家或科研院所。相当于连续移动的路面，支撑车轮、并传递功率、转矩、转速等。有单滚筒和双滚筒两种形式。（2）双转鼓试验台：

特点：

转鼓直径较小（135-400mm），制造使用方便，但测试精度不高。主要用于检测维修站。2、测功装置（测功器）：

作用：用于吸收和测量汽车驱动轮的输出功率，并可通过加载方式，模拟汽车道路行驶时的加速阻力、坡道阻力和空气阻力。主要有水力、电力和电涡流三种。风冷式水冷式3、飞轮组：

作用：用于模拟汽车在道路上行驶时惯性与动能，采用离合器实现与滚筒的自由接合。通常由多个飞轮组成。三、底盘测功机原理

1、驱动轮输出功率测试原理：

由测力装置和拉力表可

分别测出作用于转鼓的转矩T

和汽车挂钩拉力Fd：

由驱动轮力矩平衡可得

到驱动轮的驱动力矩：

GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》规定：在用车底盘测功机上检测汽车驱动轮输出功率时，检测工况采用汽车发动机额定转矩和额定功率时的工况。采用校正驱动轮输出功率与相应工况下发动机输出功率的百分比（ηVM和ηVP）作为驱动轮输出功率限值。轿车的动力性按转矩工况进行检测和评价，其他车辆应按以下合格条件中任选一种工况进行检测和评价。校正驱动轮输出功率：实测驱动轮输出功率校正到标准环境状态下的功率.底盘测功机操作过程：（驱动轮输出功率检测视频）

1）测试条件：温度0-40℃，环境湿度<85%，大气压80-110kPa;

2）汽车预热至正常工作温度，轮胎气压负荷规定值；

3）汽车驶上试验台，使两驱动轮垂直停放在两滚筒之间，放下举升器，直至车轮与举升器脱离，并用挡板抵住其他车轮；

底盘测功机操作过程：（驱动轮输出功率检测视频）

4）选择检测模式并设定参数；

5）起动汽车，并逐渐加大油门至全开，调节测功器负荷，使指示器显示的车速达到规定值（如额定功率点转速）；

6）记录测试结果，减负停车

7）举升器升起，移去挡块，开离试验台。测试加速时：

测试滑行时（初速30km/h)：滚筒及飞轮等机构旋转动能的增加，消耗了汽车驱动轮输出功率，模拟汽车加速阻力。

先带动滚筒及飞轮等机构旋转，使其具有与路试时汽车相同的动能，并在摘挡滑行时释放出来驱动汽车驱动轮及传动系旋转。滑行试验应满足的标准见P54-55表2-5和表2-6。

2、汽车加速能力和滑行能力测试原理：

测试精度的关键：关键点在于飞轮机构、滚筒装置、测功装置及其他旋转部件的旋转动能是否与道路试验时相应车速下动能一致。式中：m为汽车质量（kg）

ω为车轮角速度（rad/s）

Jk、Jr为前后车轮转动惯量

A0为汽车传动系统旋转动能

3、传动系效率检测：

在测得汽车输出功率Pk后，立即踩下离合器，储能飞轮会反过来带动驱动轮及传动系运转，运转阻力作用于滚筒而被测出，并得到反托所消耗的功率Pc,Pk+Pc即为发动机输出功率。则传动系效率为：

需要指出的是：由于车轮在滚筒上的阻力损失比路试要大（占传递功率的15-20%），故实际检测时若轿车能达到70%、货车达到60%（双级）/65%（单级），即表明传动系技术状态良好。2.3汽车燃油经济性检测百公里油耗（L/100km）每吨百公里油耗（L/100km．t）每加仑行驶英里数（mpg或mile/gal）我国及欧洲美国（注：1gal=4.546L，1mile=1.609km）燃油经济性影响耗能与成本排放（尤其是温室气体）一、等速油耗试验

1、道路路试验：

GB/T12545-2001《汽车燃料消耗量试验方法》1、（试验条件要求参见加速性试验）

2、加载（乘用车180kg，客车65％装载质量，其他满载）。

3、测试车以直接挡或最高挡，按规定车速（乘用车常为经济车速（90km/h或120km/h）、商用车从最低稳定车速每隔10km/h选一个测试点，直到最高车速的90%（误差不超过±2km/h），等速行驶一定距离（500m）的燃油消耗量，至少测试5个车速，每一车速往返两次取平均值。一、等速油耗试验

2、台架试验（底盘测功机）：

GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》1、（试验条件要求与路试相同）

2、试验车速：直接挡或最高挡，轿车60km/h，其他50km/h。

2、加载（模拟道路行驶时的滚动阻力和空气阻力）：

4、设定试验车速，逐渐踩油门，使测功机指示功率和车速等于规定值并稳定，按下油耗测量（至少500m行程），测两次取平均值。（台架试验测试油耗视频）

二、循环工况油耗：完全按规定的车速—时间进行试验，并规定了何时换挡、制动、加速、减速、怠速等。特点：尽量模拟不同车辆的常用工况，因此试验结果