第二章 汽车动力性和燃油经济性检测

b）检测步骤
在 “汽油机检测菜单” 下用鼠标点 击 “初级信号” 图标 ，进入初级信号检 测界面，起动发动机即可测到初级点火波形。
用鼠标左键点击 “选择缸号” 图标， 在系统弹出的小窗口中可选择显示每一缸或 所有缸的初级波形。
１缸
3缸
4缸
2缸
（2）检测次级点火信号波形
将电瓶电压拾 取器的红、黑夹分 别夹在电瓶的正、 负极上；将红色次 级信号夹夹在中心 高压线上；一缸信 号钳夹在一缸高压 线上。
根据计数器记 录的电脉冲数和滚 筒的周长，可折算 出汽车驶过的距离； 由单位时间内记录 的电脉冲数，得到 车速。
(4)飞轮装置
① 飞轮由滚动轴承支承在滚筒式底盘测功
试验台的框架上，通过离合器与主滚筒 相连。 ② 带有飞轮的底盘测功试验台称为惯性式 底盘测功试验台，能模拟汽车的旋转惯 量，进行加速性能和滑行性能等性能试 验。 ③ 飞轮的质量一般按照被测汽车的质量选 取。
1—励磁线圈;
2—转子
电涡流测功器
电涡流测功器的工作原理 当励磁线圈通以直流电时，在其周围形成 励磁磁场，磁场产生的磁力线通过转子、空气 隙、涡流环和定子形成闭合磁路。 当转子旋转时，在涡流环上感生出涡电 流,涡电流产生的磁场与励磁磁场相互作用, 产生了与转子旋转方向相反的力矩，因而对 滚筒其到了(制动)加载作用。 只要调节激磁电流的大小，就可以改变 制动力矩（即吸收功率）的范围。
2. 发动机综合性能检测仪的构成和作用
1-配件柜 2-主机柜 3-键盘柜 4-显示器 5-打印机 6-传感器挂架 7-信号提取系统
元征EA—2000型发动机综合性能检测仪外形
1．信号提取系统
信号提取系统 的任务在于拾 取汽车被测点 的参数值，由 一些不同形状 的接插头或探 头组成。
2．信号处理系统
通过次级信号传感器的信号可获得次级点火波形， 通过1缸信号传感器信号的触发，可获得按点火次序排 列的各缸波形。
对于双缸点火式点火系统, 将1缸信号传感 器和次级信号传感器共同卡在该缸高压线上
① 次级平列波波形检测
１缸
３缸
４缸
２缸
② 次级并列波波形检测
次级并列波可清晰地看到每个缸的点火全貌。
２缸 ４缸 ３缸 １缸
一. 发动机功率测量方法
稳态测功时，节气门全开，发动机的有效 功率Pe(kW)、有效扭矩Te(N.m)和转速n(r/min) 之间有以下关系：
M en Pe 9549
(2-1)
根据国家标准，在用车发动机功率不得低 于原标定功率的75%，大修后的发动机最大功 率不得低于原标定值的90%。
二. 无负荷测功原理
三、发动机综合性能分析仪使用
以元征EA—2000型发动机综合性能分析仪为例： 1．测试前的准备 （1）使用前应认真阅读仪器的使用说明书。 （2）在将信号提取系统连接到被测车辆前，应 开启仪器电源预热10min。 （3）按说明书要求连接好测试线和传感器。
（4）开启仪器电源和显示器开关，主机进入系 统自检画面，系统将对各适配器逐个自检，连 接正确显示为绿色，未安装则显示红色。 （5）自检后，系统进入用户数据录入界面，需 要在这里输入被测试汽车的型号、类型、冲程 数、缸数、点火次序、点火方式、额定功率等 有关数据。
(2-2)
引入修正系数K,对式(2-2)进行修正。即
dn Pe KC1n dt dn Pe Cn dt
令C=KC1,则
(2-3)
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。 只要测出加速过程中的这一转速和对应 的加速度，即可求出该转速下的功率。
2. 平均功率测量原理
发动机功率
发动机的额 定功率，即铭 牌上标明的功 率。一般是指 发动机发出的 最大功率。
发动机的 有效功率，是 指曲轴对外输 出的净功率。 可用台架试验 的方法测定。
检测发动机功率，常用有稳态测功和 动态测功两类方法。 稳态测功亦称有负荷测功，是指发 动机在节气门开度一定时，转速一定和 其它参数都保持不变的稳定状态下，在 测功机上通过给发动机加上一定的模拟 负荷测定发动机功率的一种方法。
六．发动机综合性能检测仪及其使用(p41)
1.发动机综合性能检测仪的基本功能 ①无负荷测功功能。 ②检测点火系统。 ③测定电控喷油过程各参数。 ④测定进气歧管真空波形。 ⑤测定各缸工作均匀性。 ⑥测定发动机起动过程参数（电压、流，转速）。 ⑦测定各缸压缩压力。 ⑧测定电喷系统各传感器参数。 ⑨分析排气。 ⑩万用表。
对于磁阻式转速传感器，发动机转速 n(r/min)与线圈中感应电动势的交变频率 f(s-1)的关系为：
60 C 60 n f Z T Z
C f T
Z—齿圈齿数；C—脉冲数；T—测量时间（s)
（动画）
2．角加速度 不是直接测量。把传感器输出的转速脉冲 信号整形放大后，输入到加速度计算器进行 运算，得到角加速度。 累计一定时间内的脉冲数，后一时间间 隔和前一时间间隔脉冲数的差值与角加速度 成正比。 3 ．加速时间 n1 ,n2信号，触发电路。
无负荷测功原理可分为两类： 用测定瞬时角加速度的方法测量瞬时功率 用测定加速时间的方法测量平均功率 1. 瞬时加速功率测量原理 刚体定轴转动, 有效转矩与角加速度的关系为
d dn Me J J dt 30 dt
代入式 (2-1)
得
令
则Baidu Nhomakorabea
M en J dn Pe n 9549 30 9549 dt J C1 30 9549 dn Pe C1n dt
③ 次级重叠波波形检测
将各缸的点火波形起始点对齐，全部重 叠在一个水平位置上称为重叠波 。
④点击“波形选择”图标，在弹出的窗口
中选择“阶梯波”图标，系统即显示阶梯波。
（3）点火提前角测试
①频闪法（祥见94页） 将正时灯对准飞轮上的一缸上止点标记处。 按下正时灯电源按钮，调整频闪灯上的电位器， 使闪光相位前后移动直到飞轮上的标记对准飞 轮壳上刻度零点。
第二章 汽车动力性和燃油经济性检测
汽车技术状态不良,首先表现为动力性不 足,燃油消耗量增大.动力性和燃油消耗检测 通常采用室内台架试验方法进行.
第一节 发动机动力性检测 第二节 底盘输出功率检测 第三节 汽车燃油经济性检测
第一节 发动机动力性检测
发动机的动力性可用发动机的有效功 率,即轴功率来评价.
根据动能原理,发动机无负荷加速时,其 动能增量等于发动机所做的功。
1 2 1 2 A J2 J1 2 2
ω1，ω2 为测定区间起始角速度和终止角速度。 若发动机从ω1上升到ω2 的时间为ΔT(s),则 平均功率Pem(W)为：
A 1 Pem J T 2 T
2 2 2 1
②缸压法（祥见94页）
在“汽油机检测”菜单中用鼠标点击“点 火提前角”图标，然后起动发动机进行检测。
第二节 底盘输出功率检测
底盘输出功率检测简称底盘测功, 在底 盘测功机上进行，用于评价整车动力性。 一、底盘测功机的功能和构造
1.底盘测功机的功能 ① 测试汽车驱动轮输出功率； ② 测试汽车的加速性能； ③ 测试汽车的滑行能力和传动系效率； ④ 检测校验车速-历程表； ⑤ 对汽车燃油经济性和排放性能进行检测。
四．无负荷测功仪的使用方法（p39)
便携式无负荷测功仪一般有指针 式、数字显示式和等级显示式。
1000 2800
五．单缸功率的检测
技术状况良好的发动机，各缸功率应该是 一致的。比较各单缸功率，可以判断各缸工作 状况。 单缸功率检测有两种方法： 1）用无负荷测功仪测定 检测方法是：先测出发动机整机功率，再 测出某缸断火情况下的发动机功率，两功率之 差即为断火之缸的功率。 2）利用断火时发动机转速的下降值进行判断 获得各缸未断火前的转速、断火以后转速， 对照比较。见P40 表2-2。
三.转速、角加速度和加速时间测试方法
１．转速（p37) 对于取自点火线圈的漏磁感应式、或 点火线圈低、高压脉动电流式转速传感器， 发动机转速n(r/min)与感生脉动电压频率f(s1)的关系为：
2 60 C 2 60 n f T
C f T
τ —发动机气缸数； C脉冲数；T—测量时间（s)
把发动机的所有运动部件看成一个绕 曲轴中心线转动的回转体。无负荷的发动 机在怠速情况下，突然加大节气门将其加 速到某一高转速，此时，发动机除克服各 种机械阻力外，剩余的扭矩，即有效扭矩 将全部用来使发动机加速。 惯量是一常数,功率越大,加速度越大。 通过测量发动机的角加速度或测量发动机 从低速到高速所用的时间，即可计算出发 动机所发出的功率。
2. 底盘测功机的结构
15—测功机; 14— 升速箱; 13—主动滚筒; 12—联轴接; 7—举升器; 6—速度传感器; 4—从动滚筒; 3—拉压力传感器
(1)滚筒装置
相当于一个连续移动的路面,用来模拟实际道路
a）单轮单滚筒式 c）单轮双滚筒式
b）双轮双滚筒式
(2)测功装置 (p47)
功率吸收装置：用来吸收汽车驱动轮的输 出功率, 给驱动轮加载。有水力测功器、电力测 功器和电涡流测功器，常用电涡流测功器。
3．ECU与显示系统
无论台式或柜式发动机综合性能分析仪 的控制器都由中央处理器和软件组成，采用 彩色液晶显示器。 现代分析仪都能醒目地显示操作菜单， 实时显示当前动态参数和波形，十字光标可 显示曲线任一点的数值，同时也可显示极限 参数的数值，并配以色棒显示以示醒目，用 户可任意设定显示范围和图形比例。
(3）测速、测距装置
测速装置多为电测式，一般由速度传感器、 中间处理装置和指示装置组成。 常见的速度传感器有磁电式、光电式和测速 发电机等形式。安装在从动滚筒一端，随滚 筒一起转动，把滚筒的转动转变为电信号。 该电信号经放大处理，换算为车速（km/h） 显示出来。
测距装置一般为光电盘脉冲计数式 （动画）
发动机在起止转速范围内的平均有效功 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n1，加速 到终止转速n2的时间越长，则有效功率越小； 反之则有效功率越大。 因此，要测量某一转速范围内的平均功 率，只要测得发动机在设定转速n1、n2之间的 加速时间，便可获得平均有效加速功率。 平均功率与外特性最大功率有关,通过试 验对比,找出对应关系,进行标定。
发动机上装配的传感器是发动机控制和 判断发动机故障的关键部件，但其输出的电信 号千差万别，不能被车载计算机或发动机分析 仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理转 换成标准的数字信号后送入计算机。它将发动 机的所有传感信号经衰减、滤波、放大、整形， 并将所有脉冲和数字信号直接输入CPU的高速 输入端(HSI)，或经F-V(频率-电压)转换后变 为0-5V或0-10V的直流模拟信号送入高速瞬变 信号采集卡。
经单位换算，得：
2 1 n2 n12 C2 Pem J 2 30 1000 T T 2
(2-4)
其中
1 n n C2 J 2 30 1000
2 2 2
2 1
在测量起始转速n1和终止转速n2确定的情况 下， C2为常数，称为平均功率测功系数。 通常n1稍高于怠速转速，n2取额定转速。
（6）点击“确认”按钮，系统将进入测 试 项目主菜单。
2．汽油机点火系统检测
（1）检测初级点 火信号波形 a）测试前的连接
将电瓶电压拾取器的红、黑夹分别夹在电 瓶的正、负极上; 将初级信号提取器的红、黑 色探头分别连接到点火线圈的正、负极;将一 缸信号拾取器夹在一缸高压线上。
对于单缸独立点火系统,采用分析仪 的金属片式次级信号传感器联机
3.传动系统效率检测(p55) η=Pk/Pe=Pk/(Pk+Pf) Pk—驱动轮输出功率; Pf—传动系损失功率. 4.车速表检测 车速表误差+20% 车辆车速表指示值为40km/h时,试验台车 速表指示值应为32.8km/h~40km/h ; 试验台车速表指示值为40km/h时,车辆车 速表指示值应为40km/h~48km/h . 5.其他项目检测 如油耗,排放,点火提前角
（5）控制装置原理
控 制 柜 面 板 (P49)
1－取样盒插座；2－打印机数据线插座； 3－打印机电源线插座；4－报警灯
二. 底盘测功机的工作原理 (p50)
1.汽车驱动轮输出功率测试原理 测出测功机转子(或定子) 所受的力矩, 该力矩与驱动轮对滚筒的驱动力矩相等, 进而求出车轮作用在滚筒上驱动力的大小. 2.汽车的加速能力和滑行能力测试原理 动能相等的原理求出飞轮惯量. 加速时间反映加速能力. 空载以初速度30km/h摘挡滑行.道路试 验用五轮仪进行测试.