发动机台架试验 -可靠性试验
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。
5试验内容与方案 （1） 交变负荷试验
油门全开，从最大净扭矩的转速(n M )均匀地升至最大净功率的转速(p n ),历时1.5 min;在p n 稳定运行3.5min;随后均匀地降至n M ，历时1.5 min;在n M 稳定运行3.5 min,重复上述交变工况，运行到25 min 。
油 门 关 闭.转速下降至怠速(n i )运行到29.5 min;油门开大，无负荷，使转速均匀上升到105 额定转速(105%r n )或上升到发动机制造厂规定的最高转速，历时0.25 min ±0. 1 min;随即均匀地关小油门，使转速降至n M ，历时0.25 min ±0.1 min,至此完成了一个循环，历时30min 。运行800个循环，运行持续时间400h 。
（2）混合负荷试验
混合负荷试验规范见图2及表，不同工况间转换在1min 内完成，均匀地改变转速及负荷。每循环历时60 min ，共1 000个循环，运行持续时间1 000 h 。
（3）全速负荷试验
转速：额定转速
n负荷：油门全开运行持续时间：1000h。
r
（4）冷热冲击试验
冷热冲击试验规范见图3及下表，表中工况1到2,2到3的转换在5s以内完成;工况3到4,4到1的转换在15 s以内完成，均匀地改变转速及负荷。每循环历时6 min。不同最大总质量汽车用发动机运行持续时间(h)，汽车总质量不大于3500 kg 的运行200（h）;汽车总质量大于3500 kg到12000 kg的为300h;汽车总质量大于12 000kg的运行500h.
（5）内燃机活塞机械疲劳试验
活塞是可靠性实验研究的重点，它也是发动机最重要的部件之一。内燃机活塞的失效形式有高周疲劳失效、热负荷及机械负荷作用下的耦合应力超过材料的强度极限，使零件产生破坏、材料特性变化诱使部件失效、高温燃气的腐蚀作用促使活塞失效、高温蠕变影响活塞失效等。
下图为活塞机械疲劳寿命评价流程图
（1）控制液压油温在330k左右，活塞试验温度333k,提高试验的可比性和准确度。
（2）试验频率按照测量的转速换算，加载波形参照发动机爆发压力变化规律，
10，但在实验中为了减少循环次数可采取了一定的通常取30Hz,循环次数为1×7
换算即将最大爆发压力乘以一定的倍数（1~10倍）作为施加的载荷峰值，试验时
间为100小时。
(3)本实验有很多属于前期工作，可根据上述流程做性能试验，最后把此实验的活塞与台架试验的活塞进行比对分析。
（6）内燃机活塞热疲劳试验
加速寿命试验的定义：在不改变失效机理的情况下，用加大试验应力，使试件加速达到其本身寿命(即失效)的加速寿命试验。
最高温度为原机实测温度十高频温度波动修正，最低温度为试件热应力为零，加热速度应尽可能模拟实际工况的加载过程，同时还要考虑其对试件温度场的影响。设置保温时间是为了使加热后试件的温度场有一个稳定的时间。冷却速度及冷却方式以能保证温度场的模拟精度及适当考虑试验时间而定。
(超负荷%)Y×(被模拟循环数)=要求的超负荷循环数
此实验Y取-11.
一个循环加热时间去50s,保温时间取60s,冷却时间取100s.进行10000次循环。
（7）进行整机试验过程中的检查与维护
1．随时的检查
1.1采用故障诊断器、仪表和计算机等随时检查运行数据，若超过限值范围，根据故障严重程度，发出警报或紧急停车，进行处理和维护。若属于发动机故障，则计为故障停车。记录停车的运行时间、原因及处理情况。
1.2判断有无异常燃烧，如爆震及早嫩等，若有应立即消除。
1.3监听发动机运动件(如曲柄连杆机构和配气机构等)的运行异响，必要时采取措施。
2每1h的检查
2.1 在1h内适时地记录校正最大净扭矩、校正最大净功率、额定净功率、点火提前角、燃料消耗量、机油压力及温度、进气管内压力及温度、排气温度、燃料温
度、运行工况下全负荷活塞最大漏气量及运行持续时间(h)，并画在以运行持续时间为横坐标的监督曲线上。还需适时记录发动机相应转速及进气状态等。
3每24 h的检查及维护
3. 1停机静置16 min后，用量杯加机油准确地至油标尺上限，所加机油的重量用来计算该24 h平均机油/燃料消耗比，并画在监督曲线上。机油消耗量的测定还可用其他方法。
3. 2检查发动机向内向外漏油、漏水和漏气情况。如排气管开裂、法兰连接处漏气、气缸垫密封失效引起的机油乳化、缸筒内进水和气体窜人冷却系内等。保持发动机及其周围的清洁，以便及时发现泄露。
3.3检查火花塞电极及瓷体，若有严重烧蚀及裂纹，换用冷一级的火花塞。
3. 4巡视发动机及试验设备，并检查紧固件、连接件及管路，尤其是软管。检查皮带张紧情况，必要时张紧。
3.5检查所有液面高度。
4每96 h的检查及维护
4. 1使发动机怠速运行，从主油道取机油样，第一次放出的机油还回油底壳，再取一定数量的机油油样(不计人发动机机油消耗量)。油样取出后，关紧阀门。对油样进行分析，测定勃度、不溶解物百分数、总酸度、总碱度及金属元素含量、磨屑形貌等。
4.2更换机油及机油滤芯。
5每192 h的检查及维护
5.1测量气门间隙及气门下沉量(B发动机不测气门下沉量)，并将其间隙调整至规定值。
5.2测量起动机拖动时气缸压缩压力，找出缸压远低于各缸平均值的个别气缸。测量时置节气门于全开位置，并拆去所有气缸的火花塞或喷油器。
5.3检查喷油器开启压力、喷雾及滴漏等情况。
6 504 h的检查及维护
6.1更换空气滤清器及燃油滤清器的滤芯。
7可靠性试验终了检测
7.1 取机油油样，测量机油消耗量、气缸压缩压力、气门间隙及气门下沉量(例行检查与终了检测时间靠近时，可一并进行)。
（8）零部件试验的维护与检查
1在耐久试验前后，对活塞头部进行外观检查和超声波探伤。
2随时都应有摄像头监视，保证温度场和应力场合理性，每十小时都要检查活塞试验后活塞头部不发生裂纹或断裂为试验通过。
三、试验进度安排
由于可靠性试验的每个试验都需要几天甚至几十天，经计算此六项试验用150天来进行。
1在实验之前应先做发动机的性能试验，也应该确保发动机已经磨合正常，在性能试验所测数据包括机械疲劳试验和热疲劳实验所需的示功图、最高爆发压力、转速、扭矩、功率、速度特性曲线、负荷特性曲线等等。
2整机试验按照交变负荷（400h）、混合负荷(1000h)、全速负荷(1000h)、冷热冲击负荷(500h)的顺序做完。并逐一记录试验过程的情况及数据。
3最后进行零部件试验，机械疲劳试验（100h ）、热疲劳试验（278h ）。 4试验后把进行整机实验的活塞与零部件试验的活塞进行比较分析。
四、试验结果的提供
1依据发动机实际运行持续时间(h)，运行过程中所更换的零部件及其时间(h)，按附录进行评定。
2绘制可靠性试验过程中，记录校正最大净扭矩、校正最大净功率、额定净功率、运行工况下全负荷最大活塞漏气量,24 h 平均机油/燃料消耗比与运行持续时间((h)的关系曲线，分 析可靠性试验性能变化趋势。按照以下限值进行评定。
2.1在运行过程中，校正最大净扭矩、校正最大净功率及额定净功率下降不应超过初始值的5%。
2.2额定转速、全负荷时机油/燃料消耗比不得超过0.3%。
2.3四冲程发动机在全负荷时最大活塞漏气量（Bmsx)不得超过限值(BL)。
0.6%(/2)(298/)L t H r r m B CV V n r T ==
式中:
C —系数(选定为0. 6%);
t V —四冲程发动机在标准状态下额定转速时的理论吸气量，单位为升每小时(L/min)，即充
气系数v η=1;
H V —发动机排量，单位为升(L);
r n —额定转速，单位为转每分钟(r/min) ;
r r —额定转速、全负荷时增压机的压比，即压气机出口的绝对压力P 。与压气机进口绝对压
力，非增压机令r r =1;
m T —进气歧管内进气温度单位为开〔尔文〕(K)，非增压机令m T =298 K 。
3 记录故障停车、紧固件松动、密封失效、橡胶件老化、堵塞、变形、裂纹、断裂、零部件损坏发生的运行时间((h)及维护作业情况;提供损坏部位、裂纹、断口和窜漏印迹等照片;用精密测量数据分析变形量。按以下整理评定结果。
3.1发动机可靠性试验故障用首次故障时间、故障停车次数及故障平均间隔时间〔即运行持续时间(h)与故障次数之比〕来评定。
3.2根据紧固件的拧紧力矩松动量，分析松动原因及对发动机可靠性和密封性的影响。 3.3发动机不得向内、向外漏油或漏水;空气不得渗人发动机负压系统。发动机内不得有燃气窜人油道或水道、油水混合等。主要评定缸垫、进排气管垫、排气管、油封等零部件的密封性。
3.4零部件裂纹或断裂的严重程度按下表评定
3.5分析零部件裂纹或断裂的原因
由机械交变应力引起的疲劳裂纹或断裂，主要发生在连杆、曲轴、缸体、油底壳、齿轮、支架及高压油管等零部件上;由燃烧或摩擦产生的热疲劳裂纹或断裂，主要发生在缸盖、活塞、喷嘴、排气歧管及增压器等零部件上。
4 零部件磨损
4.1依据机油油样分析结果，判断零部件磨损情况及机油品质。
4.2整理精密测量数据，确定主要摩擦副的磨损量。
4.3区分零部件磨损的形式，判定磨损的严重程度，提供磨损的照片，按表进行评定。
4.4描述摩擦副表面接触情况并提供照片。
5 零部件表面沉积物
5.1描述零部件表面沉积物的状态并提供照片，按下表进行评定。
6 机械疲劳试验完成后按3.4零部件裂纹或断裂程度评定，并用超声波探伤，提供高清照片。
6.1简述寿命分布、疲劳强度及工作应力分布规律
7 活塞热疲劳试验的结果整理
7.1评价加速寿命的合理性，提出改进措施。
7.2 建立了疲劳试验循环次数与活塞热疲劳寿命之间的关系。
发动机台架试验 -可靠性试验
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。
实验一 发动机综合性能检测实验
实验一: 发动机的检测与诊断实验 ——发动机综合性能检测实验 适用专业：汽车服务工程专业车辆工程专业实验时数：2学时设计性实验——汽车发动机性能综合测定 一、实验目标：1) 掌握实验设计、实验数据处理和分析的基本方法； 2) 掌握发动机性能综合分析仪和汽车性能检测仪的接线方法和基本操作； 3) 了解发动机性能综合分析仪和汽车性能检测仪的主要功能； 二、实验仪器：发动机综合性能分析仪 被测车辆: 三、实验内容：1)测试设备的安装、调试； 2)数据采集、分析； 3)故障排除和检验。 四、实验要求：1) 在理论指导下，根据实验目的，在指导教师的指导下完成实验设计，对 实验路线和方法的可行性进行分析论证； 2) 根据实验设计和实验内容的要求，熟悉掌握所需仪器的结构、原理、操 作规范等； 3) 根据实验室安排，独立完成实验数据的采集等实操环节； 4) 对实验结果进行科学的分析和论证，得出科学的结论； 5) 撰写实验报告、答辩。 五、发动机综合性能检测的基本内容及特点 发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。因此发动机综合性能的检测对整车性能的了解至关重要。 发动机综合性能检测与发动机台架试验不同，后者是发动机拆离汽车以测功机吸收发动机的输出功率对诸如功率和扭矩以及油耗和排放等最终性能指标进行定量测定，而发动机综合性能检测装置主要是在检测线上或汽车调试站内就车对发动机各系统的工作状态，如点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断和故障诊断提供科学依据，有专家系统的发动机综合分析仪还具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分析仪还能测定汽车排放指标。
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。 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
汽车专业实验报告
中国地质大学江城学院 《汽车构造》实验报告 2012年11月12 日 目录 目录.............................................................................. .. (1) 实验一汽车总体构造认识.............................................................................. . (2) 实验二 实验三 .................................................................... 4 汽车 传动系认识.............................................................................. .......... 11 曲柄连杆机构、配气机构认识 实验一汽车总体构造认识 一、实验目的 汽车构造课程实验教学的主要目的是为了配合课堂教学，使学生建立起对汽车总体及各 总成的感性认识，从而加深和巩固课堂所学知识。 1、掌握解汽车基本组成及各组成功用； 2、了解发动机总体结构和作用； 3、了解底盘的总体结构和作用； 4、了解车身的总体结构和作用。 二、实验内容 通过认真观察，分析各种汽车的整体结构及组成。掌握汽车的四大组成部分，各主要总 成的名称和安装位置，发动机的基本构成。 三、实验步骤 学生在实验指导人员讲解下，对于不同型号的汽车和发动机进行动态的现场学习。 1．观察各种汽车的整体结构及组成； 2．观察、了解各主要汽车总成的名称、安装位置和功用； 3．根据实物了解发动机的基本构成。 四．分析讨论题 1、汽车由哪些部分组成？各个组成部分的功用是什么？请就你分析的汽车来说 明。 汽车主要由四部分构成：发动机、底盘、车身、电子及电器设备 1)、发动机：汽车的核心，动力的提供者 2)、底盘：作为汽车的基体，发动机、车身、电器设备都直接或间接的安装在 底盘上，是使汽车运动并按驾驶员操纵而正常行驶的部件。 3)、车身：车身是驾驶员工作及容纳乘客和货物的场所。 4)、电器与电子设备：是使汽车行驶安全及驾驶员操纵方便以及其他方面所必要的。 2、观察各汽车的总布置形式。 1)、前置前驱：优点是动力流失小，传输快，容易驾驶，制造成本地，缺点是操控 性跟不上，极限低，比如奥迪a8l 3.0。
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC、DPF、DOC、SCR
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC\DPF\DOC\SCR 一、汽油发动机的尾气处理系统 一般地，汽油发动机的尾气处理系统由三元催化来完成。三元催化是一种氧化催化剂，在富氧燃烧的条件下（λ在1.0附近），如图1 所示，可以将尾气中的一氧化碳（CO），碳氢（HC），和氮氧化合物（NOx）同时除去。 图1. 一个典型三元催化剂中转换效率与空燃比的关系 二、汽油发动机台架的尾气处理系统 2.1 尾气处理方式 如果发动机在台架内正常运转，λ值控制在窗口范围内，三元催化就能完成尾气处理的功能。但是台架中的发动机由于处于测试状态，很可能不能对λ值进行有效控制，或者催化剂本身工作不正常。在这种情况下，就要对发动机尾气进行特殊处理。发动机工作不正常表现在或者过于富燃（λ>1.03），或者过于稀燃（λ<0.97）。 在发动机过于富燃时，如图1所示，NOx的转换效率会很高，但HC与CO的转换效率下降。这时，三元催化本身不能完成对HC和CO的转换，需要对尾气掺氧，然后使用氧化催化剂将其去除。当发动机过于稀燃时，HC和CO的转换效率会很高，但是NOx 的转换效率会降低很多。在这种情况下，需要使用选择性催化还原（SCR）装置将其去除。
氧化催化剂的工作温度与三元催化剂基本相同，但是在使用SCR装置时，需要将尾气温度降低到300度到400度的工作区间（汽油机尾气温度在400度到900度），同时将空燃比λ值升高到1.5以上，以优化SCR的转换效率。 2.2 系统构成 图2. 汽油发动机台架的尾气处理系统 2.2.1 三元催化（TWC） 正常工作条件下，汽油发动机排出的尾气空燃比λ控制在0.97到1.03的区间内，这时，三元催化工作，将发动机排出的NOx，CO，以及HC等成分去除。 2.2.2 氧化催化剂DOC 当发动机过度富燃时，氮氧传感器NOx1检测到λ值小于0.97（氮氧传感器的前级是个λ传感器）。这时，尾气中会存在大量未燃的HC和CO. 启动风扇，并打开阀门V1控制新鲜空气的流量，使得λ值超过1.5以上，从而启动DOC，将HC和CO等成分氧化掉。 2.2.3选择性催化还原（SCR） 当发动机过度稀燃时，氮氧传感器NOx1检测到氮氧排放超标（同时λ值大于 1.03）。这时，风扇启动，并打开阀门V2控制新鲜空气的流量，使得T2读值小于400度并且大于300度，同时根据尾气流量和NOx1读值喷射尿素，通过SCR去除尾气中的NOx. SCR催化剂包括了SCR和AMOX两部分。SCR的工作原理：尿素水解为氨气（尿素喷射系统） （NH2）2CO+H2O→2NH3+CO2 SCR后处理反应：（SCR催化转化器） NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O 4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O 2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O
发动机台架试验讲义
发动机台架试验简单讲义 1、试验目的 寻求参数设定和设计的依据，检验参数设定和设计的合理性及与目标的距离 2、试验类型 调整、匹配标定 比对、验证、质量检验 可靠性和耐久性 法规试验 3、完整试验的程序 3.1 获得试验依据：项目计划、设计需要、会议纪要、外委等 3.2 填写试验任务单 ●试验任务单流程：提出人员填写→项目负责人审核→部领导批准→中心计调科会签→执 行单位执行→执行人员编写试验大纲、执行并编制试验报告 ●提出人员填写试验任务单后，应负责完成审核和批准，然后交部办公室。 ●提出人员：工程师、项目管理人员、计划人员 ●项目负责人：主任工程师、科长、部总师 ●批准：部长、部总师 ●执行单位：能够执行试验的相关科室 ●执行人员：提出单位或试验室的工程师、技师 ●试验任务单是4联单，计调科、提出单位、执行单位各备存1联，另一联随试验报告 ●详见试验任务单 3.3 执行人员编写试验大纲 ●试验人员接到任务单后，应按任务单的要求编写试验大纲，不详之处应与提出人员联系 沟通。 ●目的：试验方案设计并得到确认、备忘、合作人员了解；普通人员通过试验大纲可以对 试验得到全面的了解，并能够正确地执行试验。 ●编写：执行人员 ●审核：主任工程师、科长、项目负责人、总师 ●批准：部领导、总师
发动机性能试验标准大纲1试验名称 2试验依据 根据号试验任务单进行试验 3 试验目的 4 试验对象 4.1 试验对象 样品名称型号，样品参数，生产厂家，生产日期，样品来源与试验对象进行比对的产品的描述 4.2 载体的描述（发动机） ●发动机型号： ●发动机编号： ●生产厂家： ●主要技术参数： ◆气缸数： ◆缸径×冲程： ◆压缩比： ◆排量： ◆燃烧室型式： ●性能参数：额定功率、最大扭矩、排放水平等 5 试验内容 零部件尺寸、形状位置的测量、照像 总功率、净功率试验； 调速特性试验； 负荷特性试验； 怠速试验； 万有特性试验； 机械损失功率试验； 各缸工作均匀性试验； 机油消耗量试验； 活塞漏气量试验； 全负荷稳态烟度试验； 排气污染物试验； 可见污染物试验； 可靠性试验 试验后零部件的测量、检验、照像
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： 发动机台架试验就是指对发动机进行一系列的试验, 对试验过程出现的问题进行系统分析, 不断优化处理, 从而不断提高发动机的性能与可靠性。本文阐述了发动机台架试验的目的及相关的试验类型, 并对试验中遇到的问题进行了分析, 并提出了解决的办法。 关键词： 发动机;台架;试验;研究; 1 进行发动机台架试验的目的 发动机台架试验对处于不同研发阶段的发动机进行相关测试, 并为其优化改进提供试验数据支持, 发动机台架试验的目的概括来说主要有以下是三个目的。 (1) 对新研发的试制样机进行测试。一款新研发的发动机, 当试制样机组装完成后, 会对发动机整体性能进行测试, 并对试验中出现的问题进行分析、解决, 该阶段的试验可以说是对发动机的整体性、系统性进行测试, 一些大的缺陷会在该阶段中暴露出来。 (2) 对发动机重要零部件进行性能及可靠性试验。发动机中不同机构的零部件的工作性能影响了发动机的整体可靠性, 在台架试验中需要对发动机重要零部件的材料、结构、工况情况进行长时间试验, 来验证相关重要零部件的性能及可靠性。 (3) 发动机的可靠性不是短时间的试验就能测试出来的, 试制样机研发经过初步的台 架试验对发动机进行完善后, 还需要对发动机在满负荷、长时间运行下的可靠性进行试验。 2 发动机台架试验连接方式 根据发动机动力输出方式的不同, 在发动机台架试验中分为硬连接和软连接两种试验方法。 2.1 硬连接 硬连接就是把发动机的飞轮经过连接盘、连接轴及缓冲胶直接与台架上的测功机相连接。硬连接的优点在于功率损失少, 试验所测得值更加接近发动机实际输出功率, 硬连接应用范围广, 几乎可以在所有发动机机型中应用;缺点在于不能真实反映出整车环境。 2.2 软连接 软连接就是首先在发动机上连接变速器, 再在变速器的输出端通过连接轴和测功机连接, 这种连接方式只在后驱发动机台架试验中用到。软连接因为发动机和测功机之间加装了变速箱, 变速箱在传递功率过程中不可避免的会造成能量的损失, 所以测功机测出的功率
发动机试验台架方案
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）
汽车发动机台架标定全程讲解
汽车发动机台架标定全程讲解 概述：发动机台架标定作为ECU标定的第一步，通过进气模式、扭矩模型、喷油点火等标定来最大程度的发挥发动机的性能，是整车标定的基础。 一．台架标定核心工作45天： ●VVT选择 ●点火角标定 ●温度模型标定 ●扭矩模型标定 ●VVT VE标定 ●爆震控制 ●外特性 ●万有特性 二：标定手段 ●控制油门：PUMA设备直接调节. ●控制发动机转速：PUMA设备直接调节. ●控制平均缸内压力：PUMA工具可设置油门开度为100%，即可通过调节标定 改变缸内压力. ●控制点火角：即可通过设置SprkAdvSlewValue改变点火提前角度数. ●控制空燃比：通过设置FUEL.SlewValue改变点火提前角度数. ●控制VVT开度：设置Intk_DsrdPstn.mode=1即可. 三．发动机改造及台架搭建：2天 ●4个进气歧管温度热电偶、4个排气歧管热电偶、1个催化器中心热电偶. ●进气压力传感器（发动机自带）、空滤前压力传感器、节气门前压力传感器、 排气背压传感器. ●油耗分析仪、空燃比检测仪（ES630）.
●开发电脑、ES590 592. ●燃烧分析仪，缸压信号. ●示波器采集58X，凸轮轴信号、喷油信号、点火信号、爆震传感器信号. ●测功机、油门踏板和PUMA设备. ●废气分析仪. ●台架搭建：线束改造、发动机安放. 四：数据准备：0.5天 ●Engine dyno disable function 因在台架上进行试验，缺少整车上的必要线束、 传感器等，为保证正常标定，需关闭ECU的部分诊断功能. ●关闭误报的各种EOBD故障码. ●关闭闭环控制长期自学习值. ●关闭碳罐控制. ●COT 关闭. ●PE关闭. ●DFCO关闭. ●关闭失火诊断. ●关闭Baro预测. ●设置VVT开度. 五：台架标定： 1.1第一次外特性和信号一致性检查 目的： ●检验原始发动机是否接近工程目标 ●检查4缸一致性 方法： ●根据扭矩特性，选择标定最佳VVT开度. ●根据扭矩特性，选择最佳空燃比. ●根据扭矩特性，选择最优点火角. ●节气门全开工况，从1200rpm开始，每隔400rpm,稳定一定时间（如15S)采 数，直到6000rpm. 数据处理： ●根据外特性数据，作出最大扭矩、最大功率、最小比油耗值曲线 1.2各缸排温一致性检查：
发动机台架性能实验
第七章发动机台架性能实验 §7-1 测量与计算参数 一测量参数 1 转速n —数字式转速表[ r/min ]。 2 油耗—容积式油耗仪—测量消耗100 [ ml ] 油所用时间t [s]。 3 测功器读数P —测功器[ kgf ]。 二计算参数 1 扭矩M e M P e 07162.[ kgf ·m ] 其中P —测功器读数[ kgf ] 2 有效功率N e N M n P n P n e e 71620716271620001....[ Ps ] 其中[ m ] —测功器常数，即测功器定子杆长。 3 有效比油耗g e g N t e e 3600100 [ g / Ps ·h ] 其中100 [ ml ] 所用时间t [s]。 100 t —每秒耗油量[ ml/s ]。 100 t —每秒耗油量[ g/s ]。 —燃油比重[ g /ml ] （汽油: = [ g/ml ] ）。 3600100 t —每小时耗油量[ g/h ]。 g t N e e 36001001 —每马力小时耗油量[ g/Ps · h ] 。4 每小时耗油量G T G t T 36100 .[ kg/h ]。 §7-2 参数的测量 一转速n （一）机械式转速表 方便, 但误差大。 （二）数字式转速仪 1 磁电式测速传感器
它由磁性材料制成的带齿旋转轮 1 和内有永久磁铁的感应线圈组成。永久 磁铁距齿轮顶端间距为～ 1 [ mm ]。 轮1随被测轴旋转, 每当1个齿通过感 应线圈时, 感应线圈就会输出一个电脉 冲信号。若轮1有60个齿, 则被测轴每转一周, 感应线圈就送出60个脉冲信号。若此时将电子计数器的计数时间定为 1 [ s ], 则在电子计数器上显示的数据即 为被测轴的转速[ r/min ]。因为当旋转 轮上仅有一个齿时, 电脉冲讯号的频率 为f n 060[1/s], n —被测轴转速。而 当旋转轮上齿数为60个时, 则此时电脉冲频率为 f n n 60 60[ 1/s ] 磁电式测速传感器应用非常广泛。其结构简单, 易于制作和安装。缺点是产生电脉冲波型不规则, 干扰信号的振幅随转速的提高而增大, 当其达到一定值后, 可能引起电子计数器的误计。 2 电子计数器 电子计数器接受测速传感器送来的脉冲信号, 并对脉冲信号进行放大、整形、控制、记数显示等。其原理见图。 （1）放大整形器—用以将传感器送来电脉冲信号幅值放大, 并对其不规则图形整型为稳定方波。 （2）主门—当控制端加有时基信号时, 主门打开允许脉冲信号通过并送至计数器。而当控制端没有时基信号时, 则主门不开, 计数器不计数。 （3）主振荡器—用以产生振荡信号。 （4）分频器—将振荡信号变成时基信号, 以显示一定时间间隔内的脉冲数。 如: 1 [ s ] 一个时基信号波。 （5）计数器—由计数单元、寄存器、译码器和光电管组成, 对脉冲数字计数并稳定显示出来。 （6）主控—用以控制主门的开放时间。 （7）延时复零—延迟显示时间，以便读数。产生复零脉冲信号, 以便重新计数。 二油耗 （一）容积式油耗计 A点有油时, 光线折射, 射不到光电三极管上, 计时器不工作。 油面下降到A点以下时, 光线直射到A点的光电三极管上, 光电三极管向电子计时器发出信号，开始计时。此时, B点有油, 光线射不到B点的光电三极
最新发动机台架振动噪声试验规范
发动机台架 振动噪声 试验规范 湖南大学 先进动力总成技术研究中心
1.适用范围 本标准适用于缸径100mm以内，功率在150kW以内的往复活塞式发动机。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 2.1 GB/T 1859-2000 往复式内燃机辐射空气噪声测量工程法及简易法。 2.2 GB/T 6072.1-2000 往复式内燃机性能第1部分：标准基准状况，功率、燃油消耗和机油消耗的标定及试验方法。 2.3 GB/T 6072.3-2008 往复式内燃机性能第3部分：试验测量。 3.试验目的 在发动机消声室试验台架上进行发动机振动噪声测试，评价发动机振动噪声水平。 4.测试设备 4.1传声器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量装置必须至少覆盖 20Hz～20000Hz的频率范围。 4.2加速度传感器应该符合GB/T3785规定的1级仪器要求，其测量仪器频率范围至少为10Hz～2000Hz，并应包括发动机最低稳定转速到lO倍最高转速的激励频率。 4.3 传声器、加速度传感器在测量前必须进行标定。 4.4测量前后，仪器应该按照规定进行校准，两次校准值不应超过1dB。 4.5 发动机转速的测试仪器的准确度应优于1%。 5.安装条件和运转工况 5.1发动机工作条件 测试前确保发动机为工作正常且油位、水位正常。 在测量过程中，发动机的所有运行条件，应该符合制造厂家的规定。测量开始前，发动机应该稳定在正常工作温度范围内。 5.2 发动机状态