第5章发动机综合性能检测和检测设备.ppt

学习目标 了解发动机综合检测的内容。 掌握发动机检测设备的结构、工作原理和使用方法。 掌握发动机性能的检测方法。 掌握发动机综合性能检测的标准，并判断发动机技术状况。 5.1发动机功率检测 发动机的动力性指标是指额定功率和扭矩，这些指标的确切数值只能在发动机台架试验中才能得到，在发动机不离车的情况下只能用其他的方法对动力性进行间接地判断。发动机的有效功率是曲轴对外输出的功率，是一个综合性评价指标。检测发动机有效功率的方法，有稳态测功和动态测功两种。 5.1.1 稳态测功和动态测功 稳态测功是指发动机在节气门开度一定，转速一定和其他参数都保持不变的稳定状态下，在测功器上测定发动机功率的一种方法。 稳态测功的结果比较准确、可靠，多为发动机设计、制造、院校和科研单位做性能试验所采用，其缺点是测功时费时费力、成本较高，并且需要大型、固定安装的测功器。因而，在一般的汽车运输企业、汽车维修企业和汽车检测站中采用不多。 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，测定发动机功率的一种方法。 由于动态测功时无须向发动机施加负荷，所以就不需要象测功器那样的大型设备，可用小巧的无负荷测功仪就车检测。 虽然其测量精度较之稳态功要差一些，但该方法特别适用于在用车发动机的检测，测量时省时、省力、方便。故一般运输企业，维修企业和检测站采用较多。 5.1.2无负荷测功测量原理 无负荷测功是基于动力学的原理。当发动机在怠速或某一空载低转速运转时，突然全开节气门加速运转，此时发动机产生的动力，除克服各种内部 运动阻力矩外，将使曲轴加速运转，即发动机以自身运动机件为载荷加速运转。如果被测发动机的有效功率愈大，则曲轴的瞬时角加速度也愈大，而加 速时间愈短。所以，只要测得角加速度和加速时间，就可以间接获得发动机功率。 5.1.2无负荷测功测量原理 1．测角加速度 转矩与角加速度的关系为： （5-1） 式中：Me—发动机的有效转矩，N·m；I—发动机运动机件对曲轴中心线的当量转动惯量，kg·m2；n—发动机转速，r/min；dω/dt—曲轴的角加速度，rad/s2；dn/dt—曲轴的加速度，1/s2。 把Me代入式Pe = Men/9550整理得: （5-2） 式中：K——修正系数。（由于发动机加速过程是一个非稳定工况，所以实际测得功率值是小于同一转速下的稳态测功值的，因而进行修正） 上式表明，发动机加速过程中，在某一转速下的有效功率与该转速下的瞬时加速度成正比。因此，只要测出加速过程中的这一转速和对应的瞬时加速度，即可求出该转速下的有效功率。对于一定型号的发动机，其转动惯量I为一常数。修正系数K的数值可通过台架对比试验得出。 5.1.2无负荷测功测量原理 2．测加速时间 根据功能原理，发动机在某一转速范围的加速过程中，发动机驱动曲轴转动所做的功等于曲轴旋转动能的增量： 式中：A——发动机所作的功，J； ω1、ω2——测定区间起始角速度和终止角速度，rad/s。 若发动机从ω1上升到ω2的时间为ΔT（s），则发动机在这段时间内的平均功率Pem为： ，W 注意到，并以千瓦(KW)作为平均功率的单位，则有： （5-3） 若已知转动惯量I，并确定测量时的起始转速和终止转速n1、n2，则C1为常数，称为平均功率测功系数。 由上式可知，发动机在起止转速范围内的平均有效加速功率与其加速时间成反比。即当发动机的节气门突然全开时，发动机由起始转速加速到终止转速的时间越长，则其有效加速功率越小；反之则越大。因此，只要测得发动机在设定转速范围内的加速时间，便可得出平均有效加速功率。 另外，还需要通过台架试验，找出稳态特性平均功率与外特性最大功率之间的关系。其中加速时间ΔT与最大功率之间的关系可对无负荷测功检验仪进行标定，并输入微机，以便通过测加速时间而能直接读出功率数，也有的把它们之间的关系绘制成曲线图或排成表格，以便测出加速时间后能在图中或表中查出对应的功率值。 5.1.3无负荷测功设备和测功方法 常用的无负荷测功仪很多，以EA3000便携式发动机综合性能分析仪为例，介绍仪器的结构、功能及无负荷测功方法。 5.1.3无负荷测功设备和测功方法 1．