发动机台架试验 -可靠性试验
汽车发动机试验学第二章发动机台架试验系统
结束
谢谢
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2.1 测试系统
测功机制动特性与发动机功率特性的匹配与调控 发动机的制动负载是由测功机及其控制回路构成的
,测功机在不同的控制模式下运行,即意味着为发动机 提供了不同的制动负载特性。对发动机而言,油门执行 器控制回路运行于不同的控制模式时,也可使发动机具 有不同的输出特性。因此,要获得发动机的不同特性曲 线,需采用不同的控制模式。 1. 测功机恒扭矩/油门恒位置控制模式(M/P) 2. 测功机恒转速/油门恒位置控制模式(n/P) 3. 测功机恒扭矩/油门恒转速控制模式(M/n) 4. 测功机恒转速/油门恒扭矩控制模式(n/M)
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2.1 测试系统 测功机的选配
1. 被测发动机的工况范围应在测功机允许运行的工作范围 内,并处于性能较佳的位置 2. 测功机的响应速度和动态特性应满足被试发动机的要求 3. 在满足性能要求的前提下,应具有良好的性价比
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2.1 测试系统
测功机、发动机机组安装 1. 台架基础
汽车发动机试验
第二章 发动机台架试验系统
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发动机试验系统介绍
发动机试验系统主要组成 1. 试验测试系统——对发动机进行加载与测量装置, 包括测功机、燃料供应系统、空气供给系统、冷却 系统、控制系统和数据采集系统。 2. 实验室环境系统——保证发动机在正常环境中运行 ,避免室内外噪声和排放物的污染,包括通风系统 、发动机排气系统、消声与隔声以及隔振系统。
发动机台架试验安全操作规范
附录一发动机台架试验安全操作规范
1、试验前要对试验台架、发动机、测功机、联轴节、各连接螺栓及运动部件进行检查,运动部件运动不得受阻碍,连接不允许有松动现象。
2、检查发动机燃油、机油、冷却水和测功机润滑油、冷却水等是否足正常;检查各仪器仪表如转速表、机油压力表、冷却水温表等是否安装正确。
3、起动、预热发动机,注意联轴节两旁不得站人,按先空车后小负荷运转数分钟,然后逐渐加至中等负荷(或较大负荷)预热发动机至冷却水出水温度达到80±5℃左右。
4、必须在发动机工况稳定之后同时测量各有关参数,整个实验过程中,应保证冷却水出水温度始终控制在80±5℃之间,蒸发水冷式柴油机要等到冷却水沸腾,并且尽量使之波动微小,特性曲线一般测量8~10点。
5、试验后应逐渐减小发动机负荷至空车再运转数分钟后停车。
台架试验类型
台架试验
台架试验是指产品出厂前,一般还要进行某些模拟台架试验,包括一些发动机试验,通过之后方能投入使用。主要台架试验有1)汽油发动机台架试验:汽
油发动机台架试验结果是确定汽油机油质量等级的依据。①MSⅡD发动机试验:用来评定汽车在低温和短途行驶条件下的润滑油对阀组防锈蚀或腐蚀的能力,用以评定API SE、SF、SG级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T0512汽油机油低温锈蚀评定法(MS程序ⅡD法)。国外标准试验方法有MSⅡD ASTM STP 351H-I。②MSⅢD发动机试验:用来评定润滑油高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力,用以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方
法有SH/T0513-92汽油机油高温氧化和磨损评定法(MS程序ⅢD法)。国外标准试验方法有MSⅢD ASTM STP315H-Ⅱ。③MSⅢE发动机试验:用来评
定发动机润滑油的高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力,以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MSⅢE ASTM STP 315H-Ⅱ。④MS VD发动机试验:用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和
阀组磨损的能力,以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T 0514-92汽油机油低温沉积物评定法(MS程序ⅤD法)。国外标准试验方法有MS VD ASTM STP315H-Ⅲ。⑤MS VE发动机试验:用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力,以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MS VE ASTM STP315H-Ⅲ。(2)柴油发动机台架试验:柴油
发动机台架对比试验实施步骤
发动机台架对比试验实施步骤
一.发动机磨合
1、磨合前准备
(1)发动机按出厂要求将分散购置的进排气歧管、飞轮壳、启动马达、发电机、喷嘴及油轨、空滤器、ECU及线束等组件以及进气真空度、水温、机油温度及压力、
发动机转速、排气氧等传感器安装到发动机主体总成上。
(2)按国家汽车行业标准QC/T524-1999汽车发动机性能试验方法中总功率试验要求,发动机应带附件:空滤器总成、发电机组件以及曲轴箱强制通风装置。
(3)将装配完毕的发动机安装在发动机台架上,连接测功器、外置的润滑系统、冷却系统、排气系统、燃油系统以及油门机构控制系统。
(4)将试验用燃油辛烷值RON93号无铅汽油加灌燃油箱。
(5)打开汽缸盖罩上的加油口盖加入 3.5升10W/40SF机油,并调整油底壳机油油面高度位于油标尺的上下刻线内。
(6)开机试运转
(I)检查各系统连接的密封及运行情况:燃油管路、冷却液管路、外置的润滑系统和发动机的机油密封处是否有漏油及漏水的痕迹。
(II)检查试验台所有测试仪表运行是否正常。
(7)试运转结束,发动机熄火10min后,抽出机油标尺检查机油油面高度,应在上下线之间。
2、磨合过程
(1)按工厂制定的发动机台架磨合规范进行磨合,磨合规范见表。
(2)磨合规范中试验循环说明:
1阶段2000rpm 运行时间
30min(0.5h)
负荷为0
2~7阶段2000~
4500rpm 每阶段运行时间
30min(6个阶
段共3h)
负荷为135×1/4
=33.8N〃m
8~14阶段2000~
5000rpm 每阶段运行时间
30min(7个阶
汽车发动机台架试验的研究
汽车发动机台架试验的研究
摘要:发动机是汽车的动力源头,也是整车十分重要的零部件之一,发动机的
质量与汽车驾驶时的在座人员的生命安全相关,因此对于发动机质量的监测是不
容忽视的。汽车发动机的台架试验就是专门针对发动机的实验,研究人员可以通
过试验来监测发动机的各项指标,并检测发动机可能存在的一系列问题,进而不
断提高发动机的性能。本文通过对发动机台架试验的试验类型与试验目的阐述,
同时分析了试验中可能遇到的问题,并给出解决办法。
关键词:汽车发动机;台架试验;研究
引言:
发动机试验台是专门检测发动机性能的实验设备,汽车制造企业可以根据自
己的实际情况来考虑以什么样的方式来进行实验台测试,可委托其他厂家进行试
验也可自行制造试验台进行试验。发动机试验台通常由转速计、扭力计、气缸压
力表、测功机、油耗仪、温度表、以及试验台操控台等部件组成、由于零件复杂
就不一一赘述了。
一、进行发动机试验台测试的原因
为了检测企业在发动机生产的各个时期的机器性能以及完工度,通常利用发
动机试验台对发动机进行专业的检测,以便及时发现其中存在的缺陷,完善其中
问题。总的来说,发动机试验台的存在有以下三个原因:
第一,对发动机中重要的部件进行性能测试。发动机由不同的零部件构成,
各部件之间的协调性以及相容性可能不是最优,就会对发动机整体的运作带来不
良影响,甚至带来一些比较致命的问题,而这些问题如果不通过测试就很难发现,不及时处理将会造成严重的后果,给企业带来不可挽回的损失。因此需要对发动
机进行长时间的试验来保证其材料、结构、完工情况达到相应生产标准[1]。
发动机台架试验报告 ppt课件
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图1 汽油机外特性
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3、实验设备、仪表
发动机 EQ6100型汽油机,标定功率 110马力,标定转速2800转/分。
测功机 D4水力测功机(产地德国) 油耗仪:自制容积法油耗仪。 水温、润滑油温度仪:热电阻式温度仪
(BA1型)。
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t H 2O
4、实验内容及步骤
t——消耗m(g)燃油所需时间(s); Pe——消耗m(g)燃油时测量的有效功率(kW); B——小时耗油量(kg/h); be——有效燃油消耗率[g/(kW·h)]。
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二、汽油机外特性实验
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1、实验目的
会用台架试验室
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2、实验原理
汽油机全负荷速度特性是汽油机节气门 位置处于最大时汽油机性能参数随转速的变 化关系,也称为外特性,由此特性可确定它 所能达到的最大功率和最大扭矩以及相应的 转速,是标定和选择汽油机的主要依据。测 试汽油机外特性的方法是固定汽油机的油门 为最大位置,测量性能参数(Ttq、be、Pe等 )随转速的变化关系。
实验方法
测试汽油机外特性的方法是固定汽油机的油门为最大位置,测量性能参数( Ttq、be、Pe等)随转速的变化关系。发动机台架试验\节气门1.jpg
发动机台架试验\节气门2.jpg
基于共振频率的发动机附件台架耐久性试验研究
进行 的模态测 试数据 进行逐 个检查 确认 。图2 中,
3 1 0 H z 为压缩机 的第 一阶共 振频率值 。
采集 3 — 5 组 振动信号 ,查看 采集数据 的一致 性和有
效 性 。对 振 动 位 移 后 处 理 时 ,注 意 保 留 峰 值
( S p e c t r u m p e a k h o l d) 。有 的发 动 机 附件本 身在 试 验 台架 上不 方便 加 载 ( 如压 缩机 ),可 以保 持
火频 率为 1 6 2 . 5 H z ,可 以发 现 ,缸体 和所 有发 动 机
1 发动机附件振动及模态测试
在 所有 需 要考 核 的发动 机 附件 上布 置加 速度 传 感器 ,将 发 动机 在 台架上 完成 热机 。分别 进行 空 载 、半载 、满载测 试 ;测 试 时 ,缓 慢 升速 扫描
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汽车科技 ,AUT O S CI - TE CH 2 0 1 7 年第 6 期
位 移 ,就 不会 产 生 应 变破 坏 。从 频 谱 图可 以发 两交点所对应的频率分别为共振频率上下 限。 现 ,发动机 附件 的模 态 频率 大 于最高转 速 的点火 频 率后 ,位 移 响应非 常低 ,只有在 共振 频 率处 才 有 比较 高 的幅值 。综 合考 虑顾 客使 用 习惯 和对应 的疲劳 破坏 规律 ,从 而设 计 台架快 速试 验工 况 , 需要 很多试验数 据积 累 。由疲 劳损伤理论 知 ,如 果 一个试 件 在历 经一 定数 量 的疲劳循 环 后 ,仍 不 断 裂 ,则 可认 为其 寿命 是无 限的 。根据 有关 资料 的推 荐 ,对 于 以铝 、镁 为 主的轻 合金 或者 复合 材 料制 造 的发 动机 附件支 撑零 件疲 劳极 限 的循环 次
发动机pto耐久试验规范
发动机pto耐久试验规范
标准名称高速运转耐久试验标准
适用期间年月日~
1、目的
使发动机在台架上进行高速耐久运转,对发动机的本体耐久性能进行评价并使实验方法标准化。
2、适用范围
适用于全部汽车用发动机。
3、评价对象
发动机全部零件
4、试验方法
4.1试验场所
动力计室
4.2试验设备
(1)可以吸收评价试验发动机最大输出功率的动力计设备。
(2)发动机冷却水温度控制装置。
(3)其它的发动机运转必要设备一套(发动机机油温度控制装置,燃料配管设备,换气装置,排气管道,发动机冷却风扇等)
4.3计测仪器
(1)发动机转速计
(2)扭矩计
(3)发动机水温计
(4)发动机机油温度计
(5)发动机机油压力计
(6)发动机排气温度计
(7)发动机正负压力(进气压力)计(8)空燃比计或排气成分分析计(9)大气压计
(10)干湿球温度计
(11)进气温度计
(12)运转状态监视装置
(13)BLOW-BY气体流量计
(14)秒表
(15)秤
(16)皮带张力计
(17)塞尺(厚薄规)
(18)螺栓轴力计
(19)压缩压力表
4.4发动机的组装和调整
(1)按试验目的的对应要求,对相关的发动机零件进行精密测量和记录。
(2)按正确的组装顺序装配发动机。
(3)按试验者指定的机油(一般为工场使用的加注用机油),向发动机加注机油到机油面到达机油量尺的上限位置。
(4)在试验室按实车搭载角度,安装发动机,并通过变速器和传动轴和动力计设备连接。
(5)装配发动机外装零件。
(6)安装冷却水水管,燃料配管和线束。
(7)向发动机加注冷却水,并排除冷却水管路中的空气。
4.5计测准备
发动机机试验台架的设计说明书
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。
力来吸收发动机功率,同时通
过与可摆动的外壳相连的测力
机构测出转矩。
制动力矩:MK=Ttq =F*R
分类:柱销式、盘式和涡流室式 Pe=Ttq*n/9550
Pe= F*R*n/9550=k*F*n
柱销式 1 柱销 2转鼓 3 转轴 4 定子 5 轴承 6支架
7出水
特点:结构简单、可反 转、低速不稳定
频率,可以避免台架基础的共振,但这会引起 台架振幅的增大;而刚度大,又容易引起共振。
在基础的设计过程中还应考虑水平方向的 移动,可以采用橡胶挡块。
振幅的计算方法查阅相关的资料: 《内燃机》2004年第五期,“弹簧隔振发动
机试验台架的隔振计算”
4 基础结构形式
基础:高质量混凝土(425号或525号), 底座开有T型槽的铸铁平台, T型槽间隔与测功
发动机台架试验论文
本科学生毕业论文引言
1 引言
内燃机实验是内燃机生产和科学研究工作中不可缺少的一个部分,随着工业生产和科学技术的发展,内燃机应用的范围在不断扩大,品种和数量也在不断增长,对内燃机中各个系统零件的性能,使用寿命等技术指标的要求也越来越高。因此对内燃机工作过程的研究;节约燃料,扩大燃料的品种,新型结构的研究;以及设计和研制合乎要求的产品和对原有产品的分析改进,以满足个用途的需要,自然就成为内燃机动力工程技术人员的重要任务。在上述的这些任务中,试验工作居于极其重要的地位,这不仅是因为所耗的财力,物力,人力和时间方面占有很大的比例,更主要的是任务完成质量和是否达到预期的目标,必须得以实验得出的最终结果来评价和确认。
内燃机台架实验方法中规定的大部分实验项目,其参数的测量都在稳定运转的工况下进行。在稳定工况下进行各种参数的测量。因测量目的的不同而分为性质截然不同的两类;平均值测量和瞬时值测量。对于平均值测量,如曲轴转速。输出扭矩,进气压力,排气温度等的测量,由于被测量中包含有不同程度的脉动分量,采用惯性小的测量系统和仪表。
此次毕业设计主要针对内燃机台架实验中的尾气测试,进排气压力测试和内燃机的特性参数测试入手。着重介绍针对此次实验的实验设备的选取和实验方案的设计,并测取相关的实验数据和和对结果做简单的分析。在此次毕业设计由于要安装大量的检测仪器,即要涉及到很多仪器配件及实验台架的设计,所以Auto CAD讲在此次毕业设计大量使用。同时此次毕业设计所做的实验需要自行选择合适的实验仪器,所以在论文里面会大量介绍实验相关仪器的选购,及其使用方法,实用范围的段落,这些介绍可作为设计同种实验台架或者类似项目的参考。
汽车发动机试验学第二章发动机台架试验系统
2.1 测试系统
测功机、发动机机组安装 3. 测功机与发动机的连接
发动机与测功机的连接件一般采用万向联轴器或弹 性联轴器。发动机与测功机连接后,要进行找正工作, 以保证旋转轴的同轴度,一般要求同轴度在Φ0.05 mm 以内。无论哪种连接方式,要尽可能减少作用于测功机 上的附加力矩和轴向力,以免引起发热或发生设备人身 事故,无法正常测试。在发动机与测功机的联轴器处加 装安全罩,以防机件七出伤人。
发动机试验系统介绍
发动机试验系统主要组成 1. 试验测试系统——对发动机进行加载与测量装置, 包括测功机、燃料供应系统、空气供给系统、冷却 系统、控制系统和数据采集系统。 2. 实验室环境系统——保证发动机在正常环境中运行 ,避免室内外噪声和排放物的污染,包括通风系统 、发动机排气系统、消声与隔声以及隔振系统。
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2.1 测试系统 测功机的种类及结构原理
3.电涡流测功 电涡流测功机的基本原理是旋转时引起磁路中磁通
变化,从而产生电涡流来吸收发动机的功率,并转化为 热量,由冷却水带走
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2.1 测试系统
测功机的调控与选配 测功机的选配要求: 1. 测功机的特性与发动机特性要良好配合,以保证发动 机能稳定运行 2. 随着电子控制技术的发展,测功机应能快捷、方便地 调整其内部控制参数,改变测功机内部的特性,从而扩 展测功机的应用范围,提高试验的质量 3. 被测发动机的工况范围应在测功机工作范围(允许运 行的工况范围)之内,即发动机输出的机械能应全部被 测功机吸收,机组运行要安全,而且应处于性能较佳, 误差较小的部位
台架试验什么意思
台架试验什么意思
一、台架试验是指产品出厂前,一般还要进行某些模拟试运行试验,包括一些发动机试验,通过之后方能投入使用。
二、主要台架试验有:1、汽油发动机台架试验:汽油发动机台架试验结果是确定汽油机油质量等级的依据。2、柴油发动机台架试验:柴油发动机台架试验结果是确定柴油机油质量等级的依据。3、齿轮油台架试验。
台架试验评价指标
4.2.2.1 将底盘测功机按附录 B 中表 B2 的设定速度,依次设定试验速度直至额定功率车速。
额定功率的试验速度按下式计算:
Va = 0.377×ne·rp/(ig·io)
……………………(6)
式中: Va—汽车在额定功率时的试验速度, km/h;
ne—发动机额定转速,r/min;
rp—汽车轮胎计算滚动半径,见附录 D(标准的附录),m;
4.1.4 测试车辆的准备
4.1.4.1 车辆的装备应符合制造厂技术条件的规定。
4.1.4.2 车辆空载。
4.1.4.3 车辆使用的燃料和润滑油的牌号、规格应符合制造厂技术条件的规定。
4.1.4.4 轮胎的规格和气压应符合制造厂的规定。胎冠花纹深度不得小于 1.6 mm,胎面和胎壁上不得有暴露出轮
胎帘布层的破裂和割伤。
ηPa——汽车在额定功率工况下校正驱动轮输出功率与额定功率的百分比的允许值,%。
表 l 汽车驱动轮输出功率的限值
额定扭矩工况
额定功率工况
校正驱动轮输出功
校正驱动轮输出功
直接档检 率/额定扭矩功率 直接档检 率/额定功率
汽车类别
汽车型号
测速度
ηVM
测速度
ηVP
VM km/h
% 额定值 允许值
Vp km/h
……………………(5)
ne—发动机额定扭矩转速,r/min。额定扭矩转速 ne1~ne2 时,取均值。
汽油发动机台架试验故障总结
汽油发动机台架试验常见故障及排除方法
试验开发部试验开发科
★主要内容
一、汽油机故障总结
二、例证(资料来源于CR系统)
★汽油机故障总结
★例证(资料来源于CR系统)
一】E4G13热力学开发
描述:每次新发动机试验开始时正时系统都发生跳齿,导致相位错乱,影响发动机性能,在台架上还要另外进行相位调整,影响试验进度。对正时系统进行整改。
分析:由于正时张紧器未设计棘齿结构,在发动机起动前,张紧器内未充油,一旦曲轴有反转情况,就会导致链条未张紧。凸轮轴在气门弹簧的作用力下,出现跳齿现象。
临时措施:采用先用卡板初调相位,再用起动机启动(不点火),让张紧器内充油后,在检查一次相位。(新件因未磨损,跳齿风险相对较小)整改措施:重新设计正时系统定轨(导轨)和上导轨,减小链条与导轨间隙,保证凸轮轴无法跳齿。
二】SQRE4G13发动机3000次冷热冲击试验
描述:发动机完成3000次冷热冲击试验,拆检发现三个缸活塞油环卡死。
分析:1、1.5mm环高太小,过油截面太小,对机油结胶有促进作用;
2、3000次试验换油周期目前为100小时,更换周期较长;
3、从美孚测量刮片上的结胶或者积碳成分推断产生结胶的原因和温度。
措施:1、试制E4G18发动机环高的油环和相应活塞样件并到货;
2、同一台发动机搭载和环高油环进行试验,同时在发动机运行前100小时的50/75/100小时分别取油样进行分析,机油交由美孚进行检测并提供报告;后200小时每50小时更换机油;
3、根据E4G18和机油检测结果确定油环卡环的根本原因并制定相关整改措施;
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2.1 测试系统
测功机制动特性与发动机功率特性的匹配与调控
发动机的制动负载是由测功机及其控制回路构成的 ,测功机在不同的控制模式下运行,即意味着为发动机 提供了不同的制动负载特性。对发动机而言,油门执行 器控制回路运行于不同的控制模式时,也可使发动机具 有不同的输出特性。因此,要获得发动机的不同特性曲 线,需采用不同的控制模式。
先进的发动机试验系统是保证发动机开发 和试验研究的基础
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发动机试验系统介绍 1. 试验测试系统
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发动机试验系统介绍
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发动机试验系统介绍 2. 实验室环境系统
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2.1 测试系统
加载与测量装置——测功机 发动机在所需工况下正常运行,给被测发动机加上
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2.1 测试系统
测功机的种类及结构原理 3.电涡流测功 电涡流测功机的基本原理是旋转时引起磁路中磁通 变化,从而产生电涡流来吸收发动机的功率,并转化为 热量,由冷却水带走
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2.1 测试系统
测功机的调控与选配
测功机的选配要求:
1. 测功机的特性与发动机特性要良好配合,以保证发动 机能稳定运行
发动机台架对比试验实施步骤
发动机台架对比试验实施步骤
一.发动机磨合
1、磨合前准备
(1)发动机按出厂要求将分散购置的进排气歧管、飞轮壳、启动马达、发电机、喷嘴及油轨、空滤器、ECU及线束等组件以及进气真空度、水温、机油温度及压力、
发动机转速、排气氧等传感器安装到发动机主体总成上。
(2)按国家汽车行业标准QC/T524-1999汽车发动机性能试验方法中总功率试验要求,发动机应带附件:空滤器总成、发电机组件以及曲轴箱强制通风装置。
(3)将装配完毕的发动机安装在发动机台架上,连接测功器、外置的润滑系统、冷却系统、排气系统、燃油系统以及油门机构控制系统。
(4)将试验用燃油辛烷值RON93号无铅汽油加灌燃油箱。
(5)打开汽缸盖罩上的加油口盖加入3.5升10W/40SF机油,并调整油底壳机油油面高度位于油标尺的上下刻线内。
(6)开机试运转
(I)检查各系统连接的密封及运行情况:燃油管路、冷却液管路、外置的润滑系统和发动机的机油密封处是否有漏油及漏水的痕迹。
(II)检查试验台所有测试仪表运行是否正常。
(7)试运转结束,发动机熄火10min后,抽出机油标尺检查机油油面高度,应在上下线之间。
2、磨合过程
(1)按工厂制定的发动机台架磨合规范进行磨合,磨合规范见表。
(2)磨合规范中试验循环说明:
试验循环共分30个阶段,总磨合时间为15h。
(3)循环试验具体操作
(I)启动发动机前的准备
①检查水箱中冷却液量,并检查冷却系统各个阀门的开启关闭情况。
②检查测功器润滑油室液面高度,开启测功器冷却水阀门。
③检查电瓶的充电情况,并将其连接到发动机启动马达上,注意负极搭铁。
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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。
2掌握可靠性试验方法
2.1掌握内燃机可靠性综合性试验及专项试验。综合性试验的考核对象是零件的可靠性、零件表面性状的变化和发动机性能的保持性;专项试验是超水温( 耐热性) 、超负荷、混合负荷、交变负荷循环、超爆发压力、超速等试验。
二、试验内容
1试验依据
参考的试验标准:
GB /T 19055-2003 汽车发动机可靠性试验方法
GB /T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法
JB/T 5112-1999 中小功率柴油机产品可靠性考核
2试验条件
一般试验条件:
2.1燃料及机油:采用制造厂所规定的牌号,柴油中不得有消烟添加剂。
2.2磨合:按制造厂规定的磨合规范进行。
2.3冷却系温度:水冷机的冷却液的出口温度控制在361 K±5K,必要时可减少温度允差。
2.4机油温度:按制造厂的规定或控制在368 K±5K,必要时可减少温度允差。2.5燃料温度:柴油温度控制在311 K±5K;汽油温度控制在298 K±5K。
2.6排气背压:按制造厂的规定或低于6.7 k Pa。
2.7发动机标准进气状态
应按本标准进气状态,校正点燃机及压燃机油门全开时的实测有效功率、扭矩和压燃机实测燃料消耗率等。
试验对仪表精度及测量部位的要求:
2.8扭矩误差
不超过所测发动机最大扭矩值的±1%。
2.9转速误差
不超过所测值的±0.5%。
2.10燃料消耗量
误差不超过所测值的±1%。
2.11温度
a) 冷却液温度:在靠近发动机冷却液出口及人口两处测量;误差不超过±2K。
b) 机油温度:在主油道、主油道的入口或有代表性部位测量;误差不超过±2K 。
c) 排气温度:传感器端头离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口50m m处测量,并位于排气连接管的中心,传感器逆气流方向插人;误差不超过±15 K。d) 燃油温度:柴油温度在燃油喷射泵进口处测量;汽油温度在靠近化油器或喷油器的人口处测量。若有困难,可按制造厂推荐有代表性的部位。误差不超过±2K。
2.12压力
a) 进气管真空度及绝对压力:真空度在进气歧管进口(即化油器下法兰)的下游30mm左右处测量,测压头与管内壁齐平;进气管绝对压力按制造厂规定的位置测量,误差不超过±0.15 kPa 。
b) 进气连接管压降:在发动机进气口(即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口)上游150mm左右处测量,测压头与管内壁齐平;误差不超过±
0. 05 kPa。
c) 涡轮增压器的压气机进、出口压力:在压气机进、出口的管壁上有代表性的部位测量,测压头与管内壁齐平。进口压力测量误差不超过±0. 1 kPa;出口压力测量误差不超过±1 kPa。
d) 排气背压:离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口下游75m m处,在排气连接管里测量,测压头与管内壁齐平;误差不超过±0.2kPa。
e) 机油压力:在润滑系的主油道上或按制造厂推荐有代表性的部位测量;压力表精度1.5级。
f) 气缸压缩压力:在火花塞孔或喷油器孔处测量,除测量的气缸外,其他各缸的火花塞或喷油器等均装好;压力表精度1.5级。
g) 曲轴箱压力:在有代表性的部位测量,如加机油口、油标尺插人口等,误差不超过±0.02 kPa。
2.13点火、喷油及供油提前角:误差不超过士1°曲轴转角。
2.14进气温度
沿发动机进气口(即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口)的轴线,在进气口上游30~60 mm处测量,若空气滤清器系周边进气结构,可在空气滤清器里面的中间位置测量;传感器不得受到热辐射,应采取措施进行热屏蔽;误差不超过士2K。
2.15进气压力
在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量;误差不超过±0.1 k Pa。
2.16进气湿度
在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量,采用抽风式干湿球温度计;温度误差不超过±0.5 K 。
2.17发动机空气消耗量
误差不超过所测值的±3%。
2.18活塞漏气量
误差不超过所测值的±5%。
2.19测量数据的条件
测量数据时的发动机运行转速与选定转速相差应不超过1%或±10r /min,待转速、扭矩及排气温度稳定1min后,方可进行测量。转速、扭矩、燃料消耗量及进气温度尽量同时测量。测量燃料耗时间应不少于20 s, 取连续测量两次测量的平均值,前后两次的扭矩及燃料消耗值相差应小于2%。两次测量的时间间隔约1 min。
2.20异常燃烧的避免
点燃机在台架可靠性试验全过程中,不应发生爆震、早嫩及过高燃烧室温度,可按发动机制造厂的规定对火花塞热值、燃料辛烷值、点火提前角及混合气浓度进行适当调整,并在试验报告中注明。
3试验仪器设备
试验仪器设备除了一些发动机试验台架普片具有的设备外还有A VL冷热冲击试验装置、活塞液力疲劳试验装置(型号:SHE-A5)、高频感应加速热疲劳试验台、数字超声探伤仪(型号:CTS-4020)。
4试验样机
试验发动机2台(A发动机及B发动机)应符合发动机制造厂的技术条件,所有紧固件应拧紧至规定值,气门间隙调整至规定值,采用制造厂规定的润滑脂及密封胶。