发动机机试验台架的设计
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。
发动机台架试验工作原理讲解
３、耗油率的测量
1）容积法
充油
6
测量
7
测量消耗容积v的燃油所用时间t
8
燃油消耗量按下式计算
小时耗油量 耗油率
B be 1000 Pe
B 3.6
v f t
式中 V—球泡容积（mL） Pe —发动机有效功率（kW）
ρ f —燃油密度（g/mL）
t—消耗容积V的燃油所用时间（s）
9
2）质量法
20
实验注意事项
实验时，负荷调整要平稳，避免负荷大起 大落。 实验时要注意安全。
21
22
六、汽油机负荷特性实验数据及数据处理表格
23
三、汽油机速度特性实验
24
1、实验目的
熟悉测定汽油机速度特性的仪器设 备及实验方法。 根据测得的汽油机部分负荷速度特 性，分析汽油机的性能。
25
2、实验原理
油 箱 供 油
10
充油
11
测量
12
燃油消耗量按下式计算
m B 3 .6 t
B be 1000 Pe
式中 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 ）]
13
二、汽油机负荷特性实验
﹡ ﹡﹡
绘制特性曲线
以转速为横坐标，以Ttq、be、Pe等为纵坐标，绘制特性曲线。
分析计算
标定功率、最大扭矩、最大扭矩转速、扭矩储备系数、最低油耗等参
数。
30
五、实验注意事项
Hale Waihona Puke 注意安全，尤其注意尽量避开联轴节位 置。 测定每一工况时必须稳定运转2—3分钟， 以保证测量精度。 整个测量过程中保证节气门开度不变。
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。
发动机机试验台架的设计
发动机机试验台架的设计发动机机试验台架的设计是指为了对发动机进行实际验证和性能测试而搭建的一种设备。
该设备主要用于对发动机的性能、可靠性、稳定性等进行测试和评估，以提供数据支持和技术参考，同时也可用于研发新型发动机和优化发动机设计。
发动机机试验台架设计的关键要素包括设备结构、测试参数、数据采集和分析等。
首先需要确定台架的结构和支撑系统，以保证其能够承受发动机的重量和运行过程中产生的振动和冲击力。
同时，还需要考虑到发动机的安装方式，以便使其能够与台架连接并进行动力传递。
在测试参数的选择上，需要根据实际需求和测试目的进行合理的制定。
这包括了发动机的转速范围、负载要求、温度控制、油液循环等参数。
同时，还需要考虑到测试过程中可能出现的特殊情况，如故障模拟、极限工况等。
数据采集和分析是发动机机试验台架设计中非常重要的一环。
通过安装传感器和数据采集系统，可以实时监测和记录发动机运行过程中的各项参数，如转速、温度、压力、流量等。
这些数据对于判断发动机性能是否满足要求、以及进行故障检测和分析非常关键。
因此，在台架设计中，需要注意数据采集系统的准确性和可靠性，并建立相应的数据分析和处理方法。
此外，发动机机试验台架设计还需要考虑到安全和环保要求。
对于大功率发动机，其运行过程中会产生一定的噪音和振动，因此需要进行适当的声音和振动控制措施，以保证台架运行的舒适性和安全性。
同时，还需要选择合适的排气和排放处理系统，以保护环境和人身安全。
最后，发动机机试验台架设计需要参考相关行业和国家的标准和规范，以保证其设计和制造工艺的合规性和可靠性。
同时，还需要进行充分的测试和验证，以确保台架设计的稳定性和可靠性。
总结起来，发动机机试验台架设计是一个复杂而综合的工程，需要综合考虑结构、参数、数据采集和处理、安全环保等多个方面的因素。
只有在设计过程中充分考虑这些因素，并进行合理的分析和优化，才能保证台架的可靠性和实用性。
汽车发动机测试技术 台架
测试技术的发展
测试技术的发展
• 趋向于采用计算机控制和数据处理 的智能化测试。 • 试验台架的自动化和网络化。 • 从稳态测试向动态测试发展。
dR s= = kt dx
基础知识
电阻应变式传感器 当金属电阻丝受拉或受压时，电阻丝的长度和横 截面积将发生变化，且电阻丝的电阻率也发生变化 （这一现象称为压阻效应），因此导线的电阻值发生 变化。 A( ρdl + ldρ ) − ρldA dR = A2
基础知识
电阻应变式传感器 粘贴式金属丝应变片可用于应力分析，也可用作 为传感器。由于可测的电阻值变化要求导线长度很 长，因而要将导线按一定的形状（通常为栅状）曲折 地贴在由浸渍过绝缘材料的纸衬或合成树脂组成的载 体上。图中给出这种应变片的一种典型结构型式。
主要内容
概述
发动机测试的特点 测试技术的发展
测量参数及测试设备
动力性 经济性 排放
数据采集及虚拟仪器技术 测试系统
发动机台架测试系统 排放法规及排放测试系统
基础知识
被测量获取的基本概念
观察者 被测量 传感器 测量电路 显示记录 装置
基础知识
• 各部分功能 (1) 传感器：把非电物理量按一定的物理规律转换 成电量的装置。它包括敏感元件、传感元件及 转换元件。 敏感元件：感受被测物理量的变化； 传感元件：传递被测物理量的变化； 转换元件：把被测物理量转换成电量。
–制动器调节发动机的负载，把吸收功率转换为热能 或电能 –测力机构和测速装置测量发动机输出扭矩及输出轴 转速 –测功器带有自动调节和控制系统，实现转速和扭矩 的闭环控制
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。
2 摩托车发动机的工作原理2.1 发动机的分类摩托车的动力源是发动机。
发动机乃是将来某一种形式的能量转变为机械能的装置。
发动机大体是可分为内燃机和外燃机。
内燃机和外燃机相比，具有热效率高、体积小、重量轻，便于移动，启动性能好等优点，因而发广泛应用于各种车辆上。
发动机台架试验方案编制
XX燃料的XXX发动机台架试验试验大纲一、试验目的为验证燃用XX燃料的XXX发动机的技术性能和运行适应性，拟对发动机按照国家相关标准和技术规范进行台架试验，对发动机的动力性、经济性、尾气排放性和可靠性进行评价。
二、试验内容试验分为XXX燃料稳定性试验和发动机台架试验。
1.M15甲醇汽油燃料稳定性试验装备条件及内容试验设备为QTH-2P-B可程式恒温衡湿箱、具塞式量筒、量筒、精密密度计、移液管等。
以云南省的环境条件为基础，对M15甲醇汽油燃料进行温度在-20℃~30℃范围的高、低温和储存时间的相分离考核。
考核以每5℃为一组，即-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃等11组燃料稳定性（相分离）考核，温度从-20℃—0℃范围的储存考核时间在20天以内；温度从+5℃—+30℃范围的储存考核时间在30天以内；对每组甲醇汽油燃料试管分别进行密封和微量透气方式进行考核。
2. 发动机台架试验装备条件及内容试验依据：●中华人民共和国国家标准GB/T6072.1《内燃机台架性能试验方法》●GB/T 18285 《点燃式发动机汽车污染物排放限值及测量方法》●GB/T 14951 《汽车节油技术评定方法》进行。
1)主要测试仪器设备2)试验样机试验用发动机为奇瑞公司生产的SQR481F电喷发动机。
3)试验内容与方案对发动机和整车的动力性、经济性和尾气排放性能进行对比分析，试验项目为燃用90#汽油(以下简称原机)与M15甲醇汽油燃料的外特性、各种转速的负荷特性、尾气排放特性的性能对比试验，试验方案如下：（1）发动机台架试验考核燃用90#汽油与M15甲醇汽油燃料的动力性、经济性和尾气排放性，每组试验不少于6个工况测量点。
分别测量功率、转矩、有效燃油消耗率、小时耗油量、排气温度、气体排放物等。
由于甲醇的热值低，为考核实际运行的经济成本，对燃用M15甲醇汽油燃料进行替代比计算，即燃用M15甲醇汽油燃料后，多少甲醇能替代1kg的93#汽油。
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。
发动机标定试验台架准备详细说明(发动机部分)
台架准备流程发动机部分此部分主要介绍发动机台架标定测试实验中，发动机需要进行的改造工作，以及需要检测的各种信号及其检测方法。
1 进排气温度与压力监测1.1 进气温度测量为了解进入气缸的空气温度，一般在进气歧管对进入各个气缸的空气进行检测，也可以只检测进气总管的空气温度，方法是在节气门体后安装温度传感器。
进气口温度传感器安装在1～4缸进气歧管喷嘴位置前。
进气温度传感器安装位置温度传感器的安装方式是在温度检测的位置钻直径10的孔，将传感器座通过粘结的方式安装的孔的上方。
注意：传感器座的孔要和进气管上的孔对齐，否则容易出现温度传感器不容易插入的问题。
具体方式见下图。
进气温度传感器安装图另外高温传感器的密封依靠一个金属的锥形环，低温传感器的密封依靠一个塑料环，安装的时候不要搞错了。
1.2 排气温度测量发动机标定过程中由于需要调节喷油量，这可能导致喷出的燃油过浓，或者由于点火时刻过迟，这些情况都可能导致排气温度过高，或者未燃烧的燃料在三元催化器中燃烧，导致三元催化器超过允许的工作温度（900°），而导致其损坏。
因此排气温度，特别是催化器的温度必须进行监测。
排气温度检测的位置一般有5个：前催化器前的排气总管，前催化器中间位置，前催化器与后催化器中间的排气管，后催化器的中间位置以及后催化器后的排气管。
催化器中间位置的温度传感器应当深入到催化器本体中间，以监测催化器的温度，防止催化器烧毁。
排气管上需要安装的传感器位置和种类请见下图。
排气管上各种传感器安装位置示意图之一排气管上各种传感器安装位置示意图之二排气管加工后需要用高压气枪将钻孔的残渣吹干净。
加工后的排气管如下图。
加工安装完毕的排气管前催化器部分传感器安装示意图1.3 进气压力测量节气门前压力传感器安装：节气门前压力传感器可按照在节气门前的进气道上，安装在压力传感器易于布置，且不易漏气处。
进气压力传感器安装位置示意图在上图所示位置钻孔，将压力传感器连接的塑料管插入孔中，然后用AB胶水密封连接处。
汽车及发动机测试系统-台架
局限性
台架测试只能模拟特定条件下的工况，无法 完全模拟实际行驶中的各种复杂情况。
缺乏实际路况信息
台架测试无法获取实际路况信息，如路面状 况、交通状况等。
改进方向
提高测试精度
01
通过改进测试系统设计和优化测试方法，提高测试结果的精度
和可靠性。
增加模拟工况种类
02
增加台架测试的模拟工况种类，以更全面地模拟汽车及发动机
在实际运行中的各种工况。
降低成本
03
通过优化设计、采用新型材料和降低维护成本等措施，降低台
架测试系统的建设和维护成本。
05
CHAPTER
汽车及发动机测试系统-台架 的实际应用案例
案例一
总结词
高效、精确、自动化
详细描述
某汽车制造公司使用发动机测试台架对新型发动机进行性能测试，包括功率、 扭矩、油耗等关键参数。该台架采用先进的数据采集和处理系统，确保测试结 果精确可靠，为产品研发和优化提供有力支持。
案例二
总结词
专业、定制化、跨领域合作
详细描述
某科研机构与多家发动机制造商合作，共同研发新型发动机性能测试台架。该台架可根据不同发动机 类型和规格进行定制化设计，满足各种复杂测试需求。通过跨领域合作，实现技术共享和优势互补， 推动发动机技术的进步。
案例三：某大学实验室的发动机测试台架应用
总结词
教学、实践、创新
趋势
未来，随着传感器技术、计算机技术、人工智能等技术的不断发展，台架测试系统将更加智能化、自动化和精细 化，能够更好地满足汽车工业的发展需求。同时，随着环保意识的提高，台架测试系统也将更加注重节能减排和 绿色环保。
02
CHAPTER
汽车及发动机测试系统-台架 的构成
电动汽车动力系统测试台架技术方案
电动汽车动力系统测试台架技术方案目录第一章概述 (3)1.1 设计依据 (3)1.2 用户需求 (4)1.2.1试验产品范围主要技术数据 (4)1.2.2试验项目 (8)第二章测试系统方案设计 (8)2.1 系统组成 (8)2.1.1 系统组成简介 (9)2.1.2 系统主要部件 (9)2.1.3 系统结构示意图 (12)2.1.4 控制原理概述 (15)2.2 机械部分 (18)2.2.1 扭矩转速传感器 (18)2.2.2 负载电机 (18)2.2.3 传动轴 (19)2.2.4 防护罩 (20)2.2.5 被试件（电机及传动总成）支架 (20)2.2.6 测功机标定装置 (21)2.2.7 换挡装置 (22)2.2.8 铸铁平板及减震垫 (22)2.3 传动控制系统 (23)2.3.1 负载电机控制器 (23)2.3.2 双向直流电源（EVS电池模拟器） (25)2.3.3 电力测功机控制仪 (28)2.4 电参数测量系统 (30)2.5 温控系统（+冷冻水箱） (30)2.5.1被试电机及控制器冷却系统 (31)2.5.2变速箱机油器机油恒温控制装置 (32)2.6现场数据测试系统 (33)2.6.1 温度及压力传感器 (33)2.6.2 数据采集模块 (33)2.6.3 开关量模块 (34)2.6.4 振动监测装置 (35)2.7 上位机控制系统 (36)2.7.1 计算机硬件系统 (36)2.7.2 测控软件系统 (36)第三章售后服务 (44)3.1 系统调试 (44)3.2 技术资料及培训 (45)3.3 质量保证及售后服务 (45)第四章配置清单 (47)第一章概述本方案是XXXXXXXXX（以下简称：乙方）为XXXXXXXXXX（以下简称：甲方）专门设计的新能源汽车动力系统测试台架及配套设施技术方案。
该方案涉及整个系统的技术设计、设备制造、设备配置，售后服务等方面的内容。
XXXXXXX公司研制发动机、电机试验的系列产品，可以满足用户的广泛需求，所有产品结构灵活，设计合理，可以十分方便的升级，并且经过简单的设置，就能组合成功能强大的现场总线测试系统。
浅谈发动机油台架评定实验室模块化设计
ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ．Ｍ ｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ．ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗｏ ｒ ｋ ｏ ｆ ｍＯ ｄ ｕ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ Ｏ ｎ ｌ ａ ｂ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｓ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ．ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ
题， 提 出推动我 国模块化试验室创新发展 的几 点建议 。
关键词 ： 模块化 ； 内燃 机 油 ； 评 定 台架 ； 跨 越 式 发 展
中图分类号 ： Ｔ Ｅ ６ ２ ６ ． ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｍｏ ｄｕ ｌ ａｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｌ ａ ｂ ｏｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｆ ｏ ｒ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ Ｏｉ ｌ Ｂｅ ｎ ｃ ｈ Ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏｎ
０ 引 言
机油性 能 的模块 化试 验室是 建 立我 国 自己的 内燃 机
模 块 化设 计 的 目 的是 为 了 降 低 程 序 复 杂 度 ， 使程序设计 、 调 试 和 维 护 等 操 作 简 单 化 。 简 单 地 说 就 是 程 序 的 编 写 不 是 开 始 就 逐 条 录 入 计 算 机 语令 ， 而是 首先 将 控 制 参数 加 以归 纳划 分 ， 用 主 程序 、 子 程 序 等 框 架 把 软 件 的 主 要 结 构 和 流 程 描 述 出来 ， 并定 义 和 调 试好 各 个 框架 之 间的输 入 、 输 出连 接 关 系 。 将 制 定 标 准 中 的 某 些 要 素 分 别 组合在一起 ， 构 成 几个 具 有 特定 功 能 的子 系统 ， 将 这 些 子 系 统 作 为 通 用 性 的模 块 与 试 验 标 准 要 素进行多种 组 合 ， 构 成 新 的试 验 室 系 统 ， 形 成 评
DA468汽油发动机试验台架设计2
第1章绪论1.1 概述传统的汽车技术与当今先进的计算机科学日益紧密地结合，汽车机械控制技术在建国初期就已得到发展并且推动、并加着汽车电子控制而成为近些年来汽车工业发展最快的领域。
世界各工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业。
因此，汽车企业之间的竞争也越来越激烈，在高速、灵活、专用、可靠、自动、安全、省油、减少废气污染等方面对汽车的要求越来越高的情况下，原来是利用机械，而现在随着人类的进步，科技的大幅度发展，越来越多的侧重于利用电子控制技术解决汽车所面临的一系列问题成为技术进步的必然要求，发动机电子控制系统的发展更成为了我国汽车产业发展的必然趋势，其研发和应用对提高汽车产业的技术水平、增强整个汽车产业的国际竞争力有着重要的影响。
同时，机械对电控系统的支持与研发有着至关重要的作用与莫大支持，对提高我国汽车工业核心设备的技术水平具有重要意义。
与此同时，汽车发动机电控化、汽车电子化和智能化也带来许多问题，使得汽车的故障也变得越来越复杂，虽然电控系统故障更为复杂，但相对简单的机械故障如果出错也会大大影响实验和测试结果。
这就要求我们要有与之相适应的更为先进的故障诊断技术与用先进技术诊测与计算精密的机械故障的能力，随着科技的不断发展，人们利用电子技术对机械部件的制造与加工是更为精确，从而大大减少误差，为更为先进的测试技术作下了良好的铺垫。
跟机械发展的速度相比，电子技术的发展更为迅速，并且逐渐的更多的电子来带动机械控制，随着电子技术的发展，特别是微处理器的发展，多项控制集中在一个电子控制单元（ECU）上，产生了发动机集中控制系统，在现代汽车上得到了广泛应用。
随着发动机电子控制技术的广泛应用，汽车运行中出现的故障高发区也由机械故障向电子故障转变，并且这方面的检测与维修与传统的方法有很大的不同，这就迫使维修人员必须在较短的时间内掌握与此相关的技能。
对于汽车专业技术人员培养来说，如何使理论与实践相结合，提高学生的工程实践能力，是一重要的课题。
发动机台架试验
3——50%汽负油荷机速度4—特—性2分5%析负荷
① Ttq总趋势是n↑→ Ttq ↓且较陡; 节气门开度愈小(负荷愈小) 则
n↑→ Ttq ↓↓ ② be随负荷减小而翘曲度越大；经济
区的转速范围愈窄；另约75%负荷 时最经济有be↓min。 ③ Pe 呈上凸曲线。
JB3743—84
标况参量值
大气压p0=100kpa=0.1Mpa
相对湿度φ0 =30% 环境温度T0 =298K=25℃ 环境温度T0 =298K=25℃
进气干空气压
进气总压 p0 ’ =100kpa
P干=99kpa 水蒸气分压
P水=1kpa
应用 往复活塞式柴油机 和汽油机
车用发动机
有效功率及燃油
水力测功器
外壳 转子轴
转子
涡流室
Ttq
稳定工作
TR
F
R
Pe
Ttqn 9550
水力测功器（制动器）结构图
质量法 容积法
四、油耗率的测量
容积法的测量步骤
①打开油箱开关，三通阀处于位置A；
②测量前将三通阀旋至B，油箱同时 向发动机和量瓶供油，直到量瓶油面 高于选定圆球容积的刻线，将三通阀 置于A等待测量；
一、定义：
速度特性是指发动机油门踏板，其性能指标 （Pe、Ttq、be、B、Tr）随转速变化的关系。
二、注释：
（1）若驾驶员将油门位置保持一定，由于道路 阻力不同，汽车行驶速度也会改变：上坡
时汽车速度逐渐降低，下坡时速度增加， 这时发动机即沿速度特性工作。
三、速度特性分类：
汽油机
柴油机
部分速度特性
当柴油机保持某一转速不变, 而 移动喷油泵齿条或拉杆位置, 以 改变每循环供油量△b , [B和be] 随[Pe或Ttq或pme] 变化的关系
(完整版)发动机台架试验室简介
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。
◆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。
• 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 • 启动发动机时加热冷却液
热设备
·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。
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
电涡流测
转矩的测量可以 采用电子磅秤、
- 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)。
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”
ppt课件
22
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 机的安装相符，水平度满足有求。
ppt课件
23
ppt课件
24
ppt课件
25
ppt课件
根据用途来设计,可以是
比较简单的系统,也可以
是比较复杂的系统。ppt课件
5
ppt课件
6
第一节 内燃机试验台架的布局
试验台架 控制室
横向布置：
获得最宽广的视野，有 利于观察台架及内燃 机的运行状态, 但人员 安全性受到影响。
纵向布置： 安全性提高，但不
利于观察
斜向布置： 具有两种方
式的优点
可以根据需要一个试验台架上装两台发动机。
日本要求隔振效率为94.7%。
现在使用的隔振措施：地面垫沙、橡胶垫、空气弹 簧、螺旋弹簧
ppt课件
12
2 空气弹簧设计
橡胶空气弹簧工作时，
内腔充入压 缩空气，形成
一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加， 弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度 增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时 弹簧的承载能力增加。
放大系数=振幅B/静力 偏移B0
λ<1时，不能隔振；λ=1产生共振，当λ〉2 时，可以隔振，隔振效率取决于频率比λ。频率比 越高，隔振效果越好，同时也与阻尼系数有关，阻 尼系数增大，降低了隔振效果
ppt课件
11
振动-4
隔振效率
1
1
1 2
对台架的振幅和隔振效率有一定的要求
美国规定振幅为：0.003～0.01mm
根据总质量和激励力的变化频率选定空气弹簧的工作气压。 改变空气弹簧的刚度，达到隔振与减振的效果。空气弹簧 的横向刚度由其结构设计保证。
ppt课件
14
特点：弹簧高度可调，刚度可变，自振动 频率低，承载能力大，有良好的减震、缓 冲和高频隔振作用，侧向柔软性能优良
参考资料 《上海理工大学学报》2006年第2期 “空气
隙, ≥0.1d
节距：
b≤3,b＞ 3应装导杆或套筒 自由高度：
G d4F n
8P D 2 n1 n 2 t d F δ
n H 0 nt 2d
稳定性验算：
ppt课件
b H0 D
19
弹簧的失稳
ppt课件
20
３）振幅计算简介
基础数据
a）动力系统质量及质心位置
b）动力设备转速及所产生的干扰力（往复惯性力、 颠覆力矩、离心力等）
弹簧隔振器的动力特性研究” 应杏娟
ppt课件
15
3 螺旋弹簧设计
ppt课件
16
１）计算步骤
确定质心位置→计算每根弹簧受力→进行 优化计算 →内燃机转速及所产生的干扰力 → 计算振幅
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
26
第三节 内燃机活动支架
ppt课件
27
第四节 测功器
1 测功器的基本工作原理 测功器的类型： 水力测功器 电涡流测功器 直流测功器 交流异步测功器 静液压单元测功器
ppt课件
28
1）水力测功器
(1)基本工作原理
组成：由转子和定子(外壳)两部 分组成。
工作原理：是利用转子在充满水
的定子中旋转所产生的摩擦阻
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
这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的 高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递 增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动 载荷的高效控制。。
ppt课件
13
空气弹簧之间互相联通,从而保 持基础的平衡。
刚度与材料、形状、气压等有关。
其刚度随充气压力呈非线性变化， 囊内的工作气压在0.1～0.5MPa 时, 刚度为1000～9000N/cm。
ppt课件
4
•分类（根据任务和设备的要求）
测试台架(开发试验台架)
耐久性测试台架 检查与验收台架
用途最广，实现内燃机运行工 况的灵活调节。测量：流量、 压力、温度、力、位移、速度、
废气
测功机可以采用较简单的形式。测量 值可以局限于测试的主要特征数据， 如转速、扭矩和用于调节和监控的量， 如温度和压力等。
ppt课件
17
弹簧
ppt课件
18
２）弹簧的计算
初选旋绕比：
C D2 d
Ｃ＝４～１４推荐５～８ 弹簧直径：
d 1.6
K—曲度系数，
P—最大载荷
中径： K4C10.615 4C4 C
D2 Cd
PK C
[τ]—许用扭应力
工作圈数：
G—弹簧材料的切变模量
F—变形量
总圈数：
δ—压缩后相邻弹簧圈间的间
c）被隔振设备的振幅允许值
假设
a）基础支承结构的刚度为无限大
b）减震器只考虑刚度和阻尼，刚度为常量，不考虑 质量
c）台座和设备只计质量，不计弹性
ppt课件
21
如果螺旋弹簧的刚度小,固有频率远离激振
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。
ppt课件
7
ppt课件
8
第二节 内燃机台架基础和底座
1 台架振动
设计的重点是减振和隔振的设计。
(1)受迫振动(由于内燃机各缸周期性的惯性 力和力矩引起);
(2)由于脉冲和地基引起的冲击;
(3)从固体表面扩散出去的固体声的作用,因 而产生振动和噪声。
因此,台架应采取隔振措施,即将台架基础与 地基基础隔开。隔振避免共振
台架试验室规划
试验室的布置（平面、立体） 供电 冷却水（测功器、发动机的冷却等） 通风 内燃机的进排气 消声与隔振 燃油供给 考虑以上设备的布置形式、连接方式
ppt课件
1
ppt课件
2
第三章 内燃机试验台架的设计
重点： 台架的隔振 测功器的种类与选用 联轴器选用与设计
ppt课件
3
•要求： 具备通用性、先进性、快速装拆和 组合
ppt课件
9
振动-2
激振频率:激振体(内燃机、测功机）来计算
台架的固有频率：
fn
n 2
1
2
k m
ωn--固有圆频率 Σk--中间体刚度
Σm--台架基础上设备质量和基础质量总和
ppt课件
10
振动-3
共振和隔振特性
设系统激振频率feer， 固有频率fe
频率比：λ=feer/fe 阻尼比D