完整版发动机台架试验室简介
发动机台架试验
昆明理工大学交通工程学院学生实验报告实验课程名称：发动机试验技术目录一、试验目的二、试验内容1.试验依据2.试验条件3.试验仪器设备4.试验样机5.试验内容与方案（1）交变负荷试验（2）混合负荷试验（3）全速负荷试验（4）冷热冲击试验（5）活塞机械疲劳试验（6）活塞热疲劳试验三、试验进度安排四、试验结果的提供摘要国外在可靠性试验方面己做了许多有益的研究工作，但到目前为止尚未形成统一的试验方法，而且考虑到该试验的非普遍性及技术保密性，将来也不可能形成统一的试验规范。
相对于热疲劳研究状况来讲，国内对机械疲劳的研究还比较少。
为适应发动机比功率和排放法规日益提高的苛刻要求，发动机面临着更高机械负荷和热负荷的严峻考验。
国内高强化发动机最大爆发压力已超过22 Mpa。
活塞的机械疲劳损伤主要体现在销孔、环岸等部位。
活塞环岸、销座及燃烧室等部位由于在较高的工作温度下承受着高频冲击作用的爆发压力，润滑状况较差，摩擦磨损，其他破坏可靠性的腐蚀磨损(缸套一环换向区、排气门/排气门座锥面等)、疲劳磨损(挺杆、轴瓦、齿轮表面等)、微动磨蚀(轴瓦钢背、飞轮压紧处、飞轮壳压紧处、湿缸套止口处等)、电蚀(火花塞电极等)和穴蚀(水泵叶轮等)这些都是可靠性试验的主要目标，也是实施可靠性设计、试验研究的重点部位。
众所周知，在内燃机整机上进行零部件可靠性试验成本昂贵。
本文将参照原有的可靠性试验方法，通过看一些关于可靠性的零部件加速寿命实验技术制定一种评价内燃机可靠性的考核规范，包括活塞机械疲劳试验和活塞热疲劳试验，可迅速做出其可靠性恰当的评价，可以降低研发成本、缩短研发时间。
一、试验目的1通过理解内燃机可靠性评估，评定发动机的可靠性。
1.1了解评估的多种理论方法，如数学模型法、上下限法、相似设备法、蒙特卡洛法、故障分析( 包括故障模式影响分析和故障树分析) 等。
并掌握故障分析法。
1.2学会可靠性试验评估，为进行可靠性设计奠定基础理论，为发动机及相关零部件提供测试、验证以及改进的技术支持。
发动机台架试验
2、实验(shíyàn)原理
柴油机负荷特性的实验原理是，保持 柴油机转速不变，通过改变测功器负荷和 调节供油拉杆(lāgān)（或调节调速手柄位 置），测取各种工况下，油耗率、功率、 排气温度及其它参数之间的关系。
14
第十四页，共40页。
３、实验(shíyàn)设备、仪表
6135Ｑ柴油机一台； Y300水力测功器一台； SYZZ转速──油耗自动(zìdòng)测量仪一
性能。
23
第二十三页，共40页。
2、实验(shíyàn)原理
柴油机速度特性是当喷油泵齿条（或拉杆） 位置一定时，柴油机性能参数随转速改变而变化 的关系。当齿条（或拉杆）位置限制在标定功率 位置时称为(chēnɡ wéi)全负荷速度特性也称外特 性，齿条（或拉杆）位置限制在部分位置时称为 (chēnɡ wéi)部分荷速度特性；一般情况下多做外 特性。
调节水力测功器手轮，使发动机转速缓慢地下降到某 一定值（90％ｎH ），在新的转速和扭矩下达到新平 衡后，测取各主要性能参数并记录下来。
27
第二十七页，共40页。
用此方法逐步测取80％ｎH，70％ｎH，60％ｎH， 50％ｎH，40％ｎH 下的各主要性能参数，直到最低 稳定转速。
用减少负荷的方法，使柴油机转速按上述转速点上 升，并分别测取和主要参数，记录下来。实验完毕 松油门固定(gùdìng)专用夹具。上述方法测取的是全 负荷速度特性。
然后稳定运行五分钟左右。 调整完毕即可开始标定转速(zhuàn sù)下的负荷特性实验。工况
（负荷）由小到大（或由大到小）。为了确保实验的可靠性， 先由小到大，再由大到小作一个来回。 测定每一工况下各参数时，必须使柴油机在此工况下稳定运行， 以防测录数据不稳定。测油耗时间必须测录两次以上，并取平 均值。
典型汽车发动机试验室设计内容
典型发动机试验室的设计内容发动机测试台架系统，涵盖了测功，排放，标定，燃烧分析几大功能，几乎可以完成发动机及动力系统所有的测试试验。
通过建设发动机试验室，可以进一步提高发动机的研制开发能力，设计制造能力、检测能力。
可以深入研究汽车动力系统的功率、振动噪声的匹配控制技术研究、汽车动力系统的电子控制技术、研究开发汽车燃油经济性控制及试验研究、汽车尾气排放控制技术研究等。
为企业的技术需求提供强有力的支撑。
典型的AVL测功设备主要由以下几个部分组成：a)动态交流电力测功机系统；b)发动机排放分析系统；c)发动机标定工具；d)发动机燃烧分析系统；随着国际间能源和环境压力俱增，当代汽车技术的发展将围绕着节能、环保及安全三大核心主题不断取得突破，在具备舒适性、操控性、多功能、个性化等方面性能的同时，进一步降低成本，增强竞争力。
本着与时俱进和持久发展的理念，紧跟国际汽车主流技术发展的脚步，通过掌握发动机节能、环保、以及电子信息技术等关键技术，以期形成较强的研究能力。
为建设高水平的发动机试验室提出了很高的要求。
在工厂发动机生产装配完成后，全部需要进行磨合试验，然后通常再按照1%的比例进行性能试验。
典型试验室一般按照如下要求进行设计。
1.设计内容和范围发动机试验室建设内容序号 建设内容 数量 参考面积m2备 注1 发动机试验间 1间 35-40 框架抗爆墙和顶面结构顶面泄爆孔或侧面泄爆试验间四面墙和顶面安装吸音材料层及孔板2 控制间 1间 20-25 吊顶高3.6米3 准备间 1间 60-80 可以不吊顶4 CO2气瓶间 1间 10-12 可以不吊顶5 隔离变压器间 1间 15-25 可以不吊顶6 水泵房+冷却塔 1间 20-25 可以不吊顶7 油料间 1间 15-18 可以不吊顶8 空压机室 1间 10-20 可以不吊顶9 标气间 2间 12-15 可以不吊顶10 暖通设备间 1间 150 可以不吊顶2. 设计要求工艺专业要按照发动机试验室建设的特点，主要负责提出围绕试验室功能的各个房间之间的关系和位置。
发动机台架试验室简介
将冷却液温度保持在设定点;从发动
机中返回的冷却液将进入调节系统
水温控制在88℃110℃
·为什么要加注防冻液
防冻液不仅具有防冻的功能;在防锈 防腐蚀 防水垢
防沸腾等方面也有着非常重要的作用
衡量防冻液的优劣主要有以下两点：首先是防冻效果;水
的冰点是0℃;一般普通型的防冻液都可达到40℃;而优质的防
特别注意：试验区域;建筑外壳应考虑避雷措施 控
制间内应考虑静电问题
目
录
1
台架试验介绍
2
试验室布局
3
试验室设备构成
4
试验室辅助设备构成
5
结语
设备构成
• 测功机
目前发动机试验常用测功机的类型：
① 电力测功机：直流 交流；AVL
② 电涡流测功机：不能反拖；Horiba
③ 水力测功机：不能反拖
油门执行器THA100
压燃机调速特性
机械损失功率
活塞漏气量
各缸工作均匀性
GB/T 190552003 汽车发动机可靠性试验方法
试验目的：在台架上使发动机受到较大的实际
交变机械负荷及热负荷;并提高单位时间内的交
变次数;以期在较短时间考核发动机的可靠性
此标准为汽车发动机在台架上整机的一般可靠
性试验方法;包括交变负荷;全速全负荷
① 原理：称重式 质量流
量式 体积流量式
② 组成：过滤器 电磁气
动阀 气泡分离器 加热
单元 冷却单元 密度计
体积流量计 压力调节
器
采集悬于弯曲弹簧
上的测量容器中的
燃油量
无接触电容性位移
传感器将路径转换
为电压
发动机试验台设备结构描述
发动机试验台设备结构描述⽬录⼀1100KW柴油机试验台 (2)1、设备结构概述 (2)2、试车中间底座 (2)3、试验⼩车 (3)4、精定位导轨及压紧机构 (4)5、接送机构 (6)6、挠性传动轴 (7)7、发动机起动装置 (8)8、急停装置 (8)9、液压系统 (8)10、⽔⼒测功器 (9)11、油门执⾏器及油门联接 (10)12、NCK2000发动机测试控制台 (10)12.1、系统组成： (10)12.2、测量控制系统的主要功能 (11)12.3、控制柜 (14)13、HZB2000油耗仪 (14)14、⼤屏幕显⽰仪 (15)15、传感器及集线箱 (15)16.电⽓控制系统 (16)⼆．试验台结构系统 (17)1、试验台⼤底板及减震器 (17)2、发动机三维⽀架及专⽤⽀架 (17)3、试验台传动轴及防护罩 (18)4、发动机起动装置及启动电源 (19)5、测功器 (19)6、测量控制系统 (21)设备结构描述⼀1100KW柴油机试验台1、设备结构概述快装试验台架由试车底座、精定位导轨、压紧机构、接送机构、试验⼩车、⽔油⽓管道快接、扰性传动轴及联接机构、液压系统、烟度仪、油门执⾏器及油门联接、⽔⼒测功器、安全防护罩、PLC电⽓控制系统、NCK2000测试控制系统等组成，设备布置见附图所⽰。
2、试车中间底座采⽤钢结构焊接箱式结构，外形全封闭.其上装有测功器和扰性传动轴。
前左右两侧设有检修窗，侧装有液压控制分站，底座后端集中布管，底座内装有⼩车接送油缸和线管等，箱内⾛线整齐，所有线集中于底座后侧线盒内。
底座内所有管路严格按长寿命标准设计选材:发动机循环⽔管采⽤钢质扰性管,不仅耐⾼温⽽且⼜具有补偿位置度能⼒,改进以往采⽤易⽼化橡胶管的做法。
机油、出⽔温度等管路采⽤钢丝编织的耐油扣压胶管。
底座内电器线缆全部布置在镀锌线槽中,接⼝处采⽤防⽔接头和热缩管保护.强弱电分开布置，接线盒布置在底座后端。
所有管路的布置在试验台格栅⽹以下,整体布置整齐美观。
发动机试验台架方案DOC
试验室柴油发动机试验台架技术方案xxxx公司2013年xx月xx日公司公司是一家拥有完善的自动化控制系统产品开发、生产、销售、服务结构体系的企业，本公司专业从事工业自动化系统、建筑物自动化监控系统、智能小区管理系统的设计、产品生产、工程安装、系统调试、技术支持等一系列服务。
本公司技术实力雄厚、工程经验丰富、质量优良，有一批具有专业自控技术和软件经验的一流技术人员，能为用户提供高性价比自动化产品一体化解决方案。
本公司的产品以其技术先进、开放灵活、高性价比的特点，已经在化工、冶金、电力、电子、测控、楼宇自控等领域得到广泛的应用。
一、台架试验室规划1、试验室布置2、供电（气）系统3、冷却水系统（测功机冷却水系统，发动机冷却水系统）4、通风系统5、发动机进气与排气系统6、消声与隔震7、燃油，机油供给系统8、安全防范（消防）与图像监控系统9、测功机、油耗仪、烟度仪10、计算机测试系统二、试验目的与依据2．1目的安装在试验台上的发动机能模拟标准的使用条件或尽可能地接近标准使用条件；便于安装、调整、检查和更换发动机；有良好的通风、消音、消烟、隔振设施，尽可能改善试验人员的工作条件。
通过对台架的设计、制造、安装，完成发动机出厂测试试验，出厂试验基于发动机在各种试验工况下监控其运行参数，与发动机出厂试验规范数据对比，检查测试数据有效性完成出厂试验，生成出厂测试报告。
试验过程记录数据项目包括以下：1、发动机磨合2、发动机额定工况3、发动机最大扭矩工况4、电子工况5、怠速工况测试参数包括以下发动机的转速、扭矩、油耗、温度、压力等参数的测量精度不低于标准中规定的要求试验台一体原则，能完成多功能的整体试验。
2．2依据标准《发动机性能试验方法》GB/T18297-2001《发动机可靠性试验方法》GB/T19055-2003《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBT 93-86）《自动化仪表安装工程质量检验标准》（GBJ 132-90）《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB 50168-92）《大楼通用综合布线系统》（YD/T925.1-97）《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254-50259-96）三、试验室布置发动机试验间与台架控制室隔离，台架控制室安装双层消音玻璃窗用于发动机的人工监控，发动机试验间与台架控制室间由两道安全通道门相通。
发动机台架试验解说1
12
作监视曲线，以防飞点。 试验完毕后，停车整理台架，打扫实验间。 数据处理与特性曲线绘制。
1)实验中应记录数据： 大气状况：大气压力、大气温度、相对湿度。 测功器表盘读数 发动机曲轴转速 Δt油耗仪读出时间 ΔG油耗仪砝码重量 排气温度 机油温度 冷却水温度
13
2)导出参数及名称： 功率 Pe=F*n/K (kw) F—测力结构读数（N） n—柴油机转速（r/min） K—测功器常数 K=9550/L L—测力机构力臂长（m） 燃油消耗量 B=ΔG*3600*10-3/Δt (kg/h) Δt—油耗仪读出时间（s’） ΔG—给定砝码重量（g） 有效燃油消耗率 be=B/Pe*103 (g/kwh)
等。
11
４、实验内容及步骤
检查机油量，以及起动电机等电路连线。 起动预热，检查油压、发动机状况，等水温、油温升到
正常值（75℃）时方可开始实验。 将柴油机加载至标定工况，即功率和转速都到标定值，
然后稳定运行五分钟左右。 调整完毕即可开始标定转速下的负荷特性实验。工况
（负荷）由小到大（或由大到小）。为了确保实验的可 靠性，先由小到大，再由大到小作一个来回。 测定每一工况下各参数时，必须使柴油机在此工况下稳 定运行，以防测录数据不稳定。测油耗时间必须测录两 次以上，并取平均值。
Ttq=9550*Pe(马力)=（9550/1.36）*Pe=7026*K*P(N.m)
发动机机试验台架的设计说明书
电力测功器
具有电涡流的功能还可用于：(1)摩擦功率 (倒拖)测量;(2)噪声试验研究; ( 3)在瞬态 试验台架上进行内燃机、零部件的试验;(4) 配上相应的软件,在高动态试验台架上进行变 速箱、传动系、动力系的性能测试,整套行驶 程序如经济性行驶模态、废气排放测试等。
3 测功器的选配
下面几个方面考虑： 1）设计功率
要点：基础质心、弹簧数、弹簧的水平刚 度和垂直刚度
弹簧数量一般在台架两侧各有４～８组， 每组可以２～３根。
可以利用配重调整质心位置
弹簧
２）弹簧的计算
初 选 旋 绕 比 ：C D2 d
Ｃ＝４～１４推荐５～８
K—曲度系数，
P—最大载荷
K 4C 1 0.615 4C 4 C
弹 簧 直 径 ：d 1.6
圆盘式 1 转轴 2 圆盘 3 定子 4固定圆盘 5 轴承架 特点：结构简单、可反
转、工作稳；
涡流室式
1转子 2定子
3进水 4 出水
特点：工作稳定、低 速性能好、结构 复杂
水温不允许超70℃，适宜40~50 ℃，防止出现气泡
2）电涡流测功器
组成：定子、转子
工作：转子转动磁通密 度变化，电磁感应定律， 产生感应电动势，阻止 磁通的变化，于是在集 流环上形成强烈的涡电 流，这个电涡流产生一 个相反的磁场,并由此 把制动效果加到转子上， 同时制动的能量转化为 冷却室里水的热量。
1定子 2 转子（感应子）3涡流环 4定子 5 激磁线圈6，7轴承
测功机调节性能
水力测功机-水门恒位置，电涡流测功机-恒电流调 节，M-n。
“转速恒定”调节形式：通过调节测功器的扭矩来 保持转速不变。
“平方特性线调节”调节形式：测功器可在平方 (Me-n2)的特性线情况下运动。测功器的扭矩接近于 在道路上汽车的空气阻力，扭矩与转速的平方成正 比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中央通道式优点：操作人员比较集中，便于管理。 另一种方式优点：工作人员的工作环境比较大。
发动机试验室布局
? 立面布局 发动机试验室立面形式：一层为地面建筑包括试验
间、准备间、样气间、水泵间、消防间、测量间、拆 解区域和物流通道等。二层建筑包括空调机组、设备 配电柜、排气通风和燃料供应间等。
GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验
? 起动试验 ? 怠速试验
◆ 标准对试验条件，试验方法、测量项目及 数据处理进行了详细的规定。
? 功率试验
? 机油消耗特性 ? 负荷特性 ? 万有特性
◆ 发动机冷却水出水温度80±5℃，机油温度 85±5℃，室温25±5 ℃。
? ?
压燃机调速特性 机械损失功率
注意事项
? 磨合
每500rpm，油门相应提高最大扭矩点的 10%（30分 钟），直到油门 /转速最高值，累计 50小时。
? 更换机油，火花塞
? 节温器改装
目录
1
台架试验介绍
2
试验室布局
3
试验室设备构成
4
试验室辅助设备构成
5
结语
发动机试验室布局
? 平面布置 发动机试验室平面布置主要分两种方式，一种是
◆若发动机不带风扇，所有试验均可设置加风 扇或相应装置发动机吹拂。
? 活塞漏气量
? 各缸工作均匀性
GB/T 19055-2003 汽车发动机可靠性试验方法
试验目的：在台架上使发动机受到较大的实际交变 机械负荷及热负荷，并提高单位时间内的交变次数， 以期在较短时间考核发动机的可靠性。
此标准为汽车发动机在台架上整机的一般可靠性试 验方法，包括交变负荷，全速全负荷。
机油控制单元
GB标准机油温度控制在90℃—125℃之间
? 压力调节单元
? 热交换器
? 压力表
冷却
润滑
缓冲
密封
清洁
防腐蚀
机油作用
? 润滑：在运动零件之间提供油膜润滑，以减少磨擦和磨损。 ? 冷却：作为热介质从临界面上带走热量，起冷却作用。 ? 密封：机油可以在活塞环与活塞之间形成一个密封圈，减少气体的泄漏 和防止外界的污染物进入。 ? 清洁：好的机油能够将发动机零件上的碳化物、油泥、磨损金属颗粒通 循环带回机油箱，通过润滑油的流动，冲洗了零件工作面上产生的脏物。 ? 阻尼和缓冲作用：特别是高压力零部件，这个负荷经过轴承的传递润滑， 使承受的冲击负荷起到缓冲的作用。 ? 防止氧化和腐蚀作用：对零件起保护作用。
的温差越大，相对来说防冻液的品质就越好。
注意事项
1 不要加井水、污水。 水就其是否溶解有矿物质来说，可分为硬水和软水两种。硬水中含有铁、钙、镁等离 子，如果向发动机中加注这类硬水，经发动机加热蒸发后，就会产生碳酸钙、硫酸钙等化 合物，沉淀下来形成水垢。流量随之减少，就会影响发动机散热，造成发动机过热。 2 特殊情况时不要将水洒到发动机上。 若将水洒到发动机的火花塞孔座、高压线插孔上都可能会对跳火有影响；水溅到传动 带上可能导致其打滑； 3 人体不要接触防冻液。 防冻液的主要成分为乙二醇、抗氧剂、缓蚀剂、消泡剂和工业染料，都是对人体有害 的化学成分。 4 不同型号的防冻液不要混合使用。 否则易引起化学反应，生成沉淀或气泡，降低使用效果。
◆ 基本参数
◆ 结构组成
? 换档行程： 110 mm ? 换档力： 110N 最高 50° ? 换档速度： 最大 0.5 m/s ? 温度： -30°C 至 50°C
? 湿度： 20% 至 85%，无凝结
? 壁挂式控制柜 ? 伺服电机 ? 油门拉线 ? 油门标定控制器
553冷却液控制单元
553冷却液调节系统集成在发动机 的冷却液回路中，取代了标准散热器。 通过供给管线向发动机提供冷却液， 将冷却液温度保持在设定点，从发动 机中返回的冷却液将进入调节系统。
紧急保护 特性
节能
瞬态加载 特性
基建费用 低
电力测功 机
双向加载
可维护性
可靠性
反拖特性
结构简单、运行稳定、价格 低廉、使用维护方便性
转矩的测量可以 采用电子磅秤、 压力传感器或高 精度转矩转速测 量仪等，适用于 不同测量精度的
场合
电涡流测 功机
采用水冷却， 噪音低、振动
小
油门执行器THA100
基本要求：具有自动控制，采集测量和保护功能。
主要测量参数 ? 温度：冷却水、机油、排气、燃油 ? 压力：进气、机油、排气 ? 燃油消耗率：g/kw.h ? 转速：rpm ? 扭矩：实测/修正后 ? 功率：实测/修正后
测量发动机类型 ? 伊兰特 ALPHA1.6 CVVT ? 雅绅特 ALPHA1.4 N-CVVT ? 悦动 GAMMA1.6/BETA1.8 ? 瑞娜 GAMMA1.4/1.6 ? 领翔 THETA2.0/2.4 ? 索纳塔 BETA1.8/2.0/THETA2.0/2.4 ? 途胜 BETA2.0CVVT/DELTA2.7 ? IX35 THETA2.0/2.4/Nu1.8/2.0
特别注意：试验区域，建筑外壳应考虑避雷措施。 控制间内应考虑静电问题。
目录
1
台架试验介绍
2
试验室布局
3
试验室设备构成
4
试验室辅助设备构成
5
结语
设备构成
? 测功机
目前发动机试验常用测功机的类型： ① 电力测功机：直流、交流； AVL ② 电涡流测功机：不能反拖； Horiba ③ 水力测功机：不能反拖
发动机试验室简介
目录
1
台架试验介绍
2
试验室布局
3
试验室设备构成
4
试验室辅助设备构成
5
结语
发动机台架试验
◆稳态试验
性能试验 可靠性试验 排放试验
◆Байду номын сангаас态试验
ISCA整车模拟试验
发动机台架试验
◆主要测试仪表的要求
扭矩：误差不大于被测发动机扭矩的± 1% 转速：误差不大于所测值的± 0.5% 燃油消耗值：误差不大于所测值的± 1%
防沸腾等方面也有着非常重要的作用。
衡量防冻液的优劣主要有以下两点：首先是防冻效果，水 的冰点是0℃，一般普通型的防冻液都可达到-40℃，而优质的 防冻液应能达到-60℃左右，这是标定防冻液质量的一个重要 指标；另一个是防冻液的沸点，水的沸点是100℃，而防冻液 至少应达到108℃以上，也就是说冰点越低，沸点越高，其中
水温控制在88℃-110℃
? 在二级回路中独立控制回水温度
调温阀
? 可补偿热膨胀和产生的水损耗， 膨胀容器 还可充当蒸汽分离器
? 抽入主冷却液，并补偿调节系统 循环泵 中的压力损耗
? 补偿热损耗
18 kW 加 热设备
? 启动发动机时加热冷却液
·为什么要加注防冻液？
防冻液不仅具有防冻的功能，在防锈、防腐蚀、防水垢、