2.1发动机功率检测讲解

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2.动态测功是在发动机节气门开度和 转速均为变化的动态情况下，测定发 动机功率的一种方法。由于动态测功 时无须对发动机施加外部负荷，所以 又称为无负荷测功或无外载测功。
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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，当发动机与传动系脱开，将没有 任何外界负荷的发动机在怠速下突然将节气门打 开至最大开度时，发动机产生的动力克服机械阻 力矩和压缩气缸内混合阻力矩后所剩余的有效转 矩全部用来使发动机加速。此时，发动机克服本 身惯性力矩迅速加速到空载最大转速。 对于某一型号的发动机而言，其运动部件的转动 惯量是一个定值。如果发动机的有效功率愈大， 其运动部件的加速度也就越大。
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无 负 荷 测 功
测定瞬时角加速度的方法测定瞬时功率 所谓瞬时功率是指发动机在加速运转时 某一转速所对应的功率
测定加速时间的方法测定平均功率 所谓平均功率是指发动机在加速运转时 某一指定转速范围内的功率平均值。
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根据刚体定轴微分方程，发动机有效转矩与角加速度间的关系为：
d dn Ttp J J dt 30 dt
2.1 发动机功率检测 2.2 气缸密封性检测 2.3 汽油机点火波形观测 2.4 柴油机供油系检测与波形观测 2.5 汽油机点火正时检测 2.6 发动机综合性能检测
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• 为什么检测发动机功率，发动机功率表征什么？
• 如果发动机功率下降，可能的原因有哪些？
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发动机的功率是指通过曲轴或飞轮对外 输出的功率，也称为有效功率。是一个 综合性评价指标。该指标可以确定发动 机的技术状况如何，进而分析和确定汽 车的动力性、经济性、可靠性和排气净 化性等性能指标，检测发动机有效功率 的方法有稳态测功法和动态测功法两种。
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其工作原理是将交流电机发出 的交流电经ACS变频器逆变为 直流电然后再逆变为交流电上 网。ACS交流变频调速系统调 节电机的上网电流来控制原动 机的转速和扭矩。
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测试条件 1）节气门全开 2）测功器给发动机施加外部负荷 优缺点 测量精度高、准确可靠；成本高、费时费力，需 要大型、固定安装的测功器。 应用单位 发动机设计和制造部门、高等院校、科研部门
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1. 发动机功率的计算公式：
Te n P e 9550
式中：Pe——发动机有效功率（kw） Te——发动机有效转矩（N· m） n ——发动机转速（r／min）
（2-1）
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稳态测功是指发动机在节气门开度一定、转速一 定和其他参数保持不变的稳定状态下，在测功器上 测定功率的一种方法。 常见的测功器：水力测功器、电力测功器、电涡 流测功机。利用测功机测出发动机的转速和转矩， 然后计算得出发动机的有效功率。 稳态测定发动机的额定功率是在发动机节气门全 开的情况下进行的，利用测功机对发动机的曲轴施 加负荷，使其在额定转速下稳定运转，测出其对应 的转矩，便可求出额定有效功率。
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水冲击外壳内壁，受到内壁的摩擦阻力的作用降低 了速度，付出了动能，在水压的作用下，折向外壳 中心流动，形成环形涡流水圈，最后使水的温度升 高。由于水圈与外壳内壁的摩擦，外壳的旋转（摆 动）速度比转子的转动要慢，因而水圈就要阻止转 子的转动而产生一个阻力矩。次阻力矩通过联轴器 直接作用在内燃机的飞轮上，这就是加在内燃机上 的负荷。或者说，水吸收了内燃机的功率。这个负 荷可以通过调节进，出水量来控制。水圈愈后，阻 力矩愈大，吸收的功率愈多。
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发动机功率检测标准 根据GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》，车用发 动机功率不得低于原额定功率的75%； 根据GB/3799.1-2005《商用汽车发动机大修竣工出厂技 术条件 第1部分：汽油发动机》和GB/3799.2-2005《商用汽 车发动机大修竣工出厂技术条件 第2部分：柴油发动机》， 商用汽车发动机大修竣工出厂时，在标准状态下，发动机额 定功率和最大转矩不得低于原设计标定值的90%。

（2-3）
式中 Pe——发动机功率（kw） C——系数，
C
由于在动态测试时，发动机的混合气形成、燃烧状况和热状况与稳态时不同，其有 效功率相对小些，因而应进行功率修正，其修正系数可由发动机稳态测功和动态测功 的对比试验确定，如设功率修正系数为K，则发动机有效功率为： dn Pe k C n dt dn 如令C1=k· C，则： Pe C1 n （2-4） 该式表明，发动机在加速过程中某一转速下的功率，与该转速及其转速变化率呈正比。
dt
J 30 9550

，对于一定的发动机，J视作常量，因而C为常量。
式中 Ttp——发动机转矩（N· m） J——发动机运转部件对曲轴轴线的当量转动惯量（kg· m2） d 2 dt ——曲轴的角加速度（1／s ） n——发动机转速（r／min） dn 2 dt ——曲轴转速度变化率（r／s ）
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将式（2-2）代入式（2-1）处理得：
J dn dn Pe n C n 9550 30 9550 dt dt Ttp n
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发动机功率检测标准 根据GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》，车用发 动机功率不得低于原额定功率的75%； 根据GB/3799.1-2005《商用汽车发动机大修竣工出厂技 术条件 第1部分：汽油发动机》和GB/3799.2-2005《商用汽 车发动机大修竣工出厂技术条件 第2部分：柴油发动机》， 商用汽车发动机大修竣工出厂时，在标准状态下，发动机额 定功率和最大转矩不得低于原设计标定值的90%。
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水力测功器基本原理： 测功器圆盘1固定在转轴3上，与转轴 一起在外壳内旋转，构成了测功器的转 子。转子有轴承支撑在外壳2内，而外 壳又由外轴承支撑在测功器底座上，它 可以绕轴线自由摆动。水经过进水阀流 入外壳的内腔。当内燃机飞轮带动转子 在外壳中旋转时，由于转盘与水之间的 摩擦作用，水也跟着一起旋转。在离心 力的作用下，水被甩向外壳内壁，形成 一个环形水圈，并使其动量矩增加。同 时，外壳受水的冲击后，要绕轴线摆动 。