第二章 汽车动力性和燃油经济性检测.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,发动机功率,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。,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。,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,.,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。,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：,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%,。,(2-1),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。,二,.,无负荷测功原理,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,令,代入式,(2-1),得,则,(2-2),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。,引入修正系数,K,对式,(2-2),进行修正。即,令,C=KC,1,则,(2-3),2.,平均功率测量原理,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,为测定区间起始角速度和终止角速度。,若发动机从,1,上升到,2,的时间为,T(s,),则,平均功率,P,em,(W,),为：,经单位换算，得：,(2-4),其中,在测量起始转速,n,1,和终止转速,n,2,确定的情况下，,C,2,为常数，称为平均功率测功系数。,通常,n,1,稍高于怠速转速，,n,2,取额定转速。,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,n,1,，加速到终止转速,n,2,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,n,1,、,n,2,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。,三,.,转速、角加速度和加速时间测试方法,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(s,-1,),的关系为：,发动机气缸数；,C,脉冲数；,T,测量时间（,s),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,：,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。,2800,1000,四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。,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,。,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,无负荷测功功能。,检测点火系统。,测定电控喷油过程各参数。,测定进气歧管真空波形。,测定各缸工作均匀性。,测定发动机起动过程参数（电压、流，转速）。,测定各缸压缩压力。,测定电喷系统各传感器参数。,分析排气。,万用表。,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,EA2000,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,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。,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。,三、发动机综合性能分析仪使用,以元征,EA2000,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。,（,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,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。,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。,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,次级平列波波形检测,缸,缸,缸,缸,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。,缸,缸,缸,缸,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,。,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,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。,缸压法（祥见,97,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,测试汽车驱动轮输出功率；,测试汽车的加速性能；,测试汽车的滑行能力和传动系效率；,检测校验车速,-,历程表；,对汽车燃油经济性和排放性能进行检测。,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,b,）双轮双滚筒式,c,）单轮双滚筒式,(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。,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。,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。,(3,）,测速、测距装置,测距装置一般为光电盘脉冲计数式,（动画）,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,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。,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。,飞轮的质量一般按照被测汽车的质量选取。,（,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,.,3.,传动系统效率检测,(p55),=,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/h40km/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/h48km/h,.5.,其他项目检测 如油耗,排放,点火提前角,三,.,底盘测功机的使用方法,(p56),1.,检测前的准备,（,1,）底盘测功试验台的准备,使用试验台之前，按厂家规定的项目对试验台进行检查、调整、润滑；在使用过程中，要注意仪表指针的回位、举升器工作的导线的接触情况。,（,2,）被检汽车的准备,汽车开上底盘测功试验台以前，仔细调整发动机供油系及点火系至最佳工作状态；,检查、调整、紧固和润滑传动系、车轮的连接情况；,清洁轮胎，检查轮胎气压是否符合规定；,必须运行走热汽车至正常工作温度。,2.,测试方法,（,1,）,检测工况的选择,测功试验时，应选择几个有代,表性的工况测试驱动轮的输出功率：,发动机最大功率时的转速所对应的车速；,发动机最大转矩时的转速所对应的车速；,汽车常用车速（如经济车速）。,（,2,）功率测试方法,1,）据被检车辆驱动轮输出功率的大小，将功率指示表的转换开头置于适当位置。,2,）操纵手柄，升起举升器的托板。,3,）将被检汽车的驱动轮与滚筒成垂直状态地停放在试验台滚筒间的举升器托板上。,4,）操纵手柄，降下举升器托板。,5,）用绳索前后固定住汽车，防止汽车滑出。将冷却风扇置于被检汽车正前方，并接通电源。,6,）将变速器挂入选定档位，踩下加速踏板，同时调节测功器对滚筒加载，使发动机在节气门全开情况下以额定转速运转。,7,）待发动机转速稳定后，读取并打印驱动车轮的输出功率值、试验车速值。,8,）在节气门全开情况下继续对滚筒加载，至发动机转速降至最大转矩转速时，读取并打印驱动车轮的输出功率值、试验车速值。,9,）重复测试三次，取平均值。,10,）全部检测结束，去掉绳索，操纵手柄，举起举升器的托板，将被检汽车驶离试验台。,11,）关机、切断试验台电源。,第三节 汽车燃油经济性检测 （,p58),一,.,汽车燃油经济性的两种基本试验方法,道路试验方法,台架试验方法,二,.,常用油耗仪工作原理,容积式油耗仪,质量式油耗仪,三,.,汽车燃油经济性的台架试验,等速百公里油耗测试模拟加载量,汽车多工况燃油消耗量测试模拟加载量,一,.,汽车燃油经济性的两种基本试验方法,1.,道路试验项目,依照,GB/T 12545-2001,汽车燃料消耗,量试验方法,直接挡全油门加速燃油消耗量试验；,等速燃油消耗量试验；,多工况燃油消耗量试验；,限定条件下的平均使用燃油消耗量试验。,二、常用油耗仪工作原理（,p59),1.,容积式油耗仪（行星活塞式油耗仪,）,由流量测量机构和信号转换机构组成。,流量测量机构主要由十字形配置的四个活,塞和旋转曲轴构成，用于将一定容积的燃油流,量转变为曲轴的旋转。,P1,、,P2,、,P3,、,P4,油道,E1,、,E2,、,E3,、,E4,排油口,1,、,2,、,4,、,5,活塞,3,连杆；,6,曲轴,1,2,4,5,曲轴旋转一周泵油量为：,式中：,V,泵流量（,cm,3,);,h,曲轴偏心距（,cm);,d,活塞直径（,cm),。,2.,质量式油耗仪,油耗仪由：,称量装置；,计数装置；,控制装置构成,光源,9(,随天平摆动,),光敏二极管,5,10,接收光,发出始点和终点信号,.,刻度盘,12,计数器,13.,10,可滑动,改变时间,.,限位器,8,拨动限位开关,6,7,电磁阀,3,三,.,汽车燃油经济性的台架试验,(p61),1.,油耗传感器在燃油管中的安装,电控汽油机燃油供给系统油耗仪安装位置,油耗仪,回油管,耗油仪,耗油仪,回油管,回油管,选择题,1.,常用的车用油耗计是（）。,A.,容积式,B.,质量式,C.,流量式,2.,进行汽车燃料经济性检测时，在化油器式汽油机上，油耗计传感器应安装在（）。,(,见,P62,图,2-18),a,、汽油箱和汽油滤清器之间；,b,、汽车滤清器和汽油泵之间；,c,、汽油泵和化油器之间；,d,、化油器后面。,选择题,3.,进行汽车燃料经济性检测时，在柴油机上，油耗计传感器应安装在（）。,a,、柴油箱和输油泵之间,b,、输油泵和柴油滤清器之间,c,、柴油滤清器和喷油泵之间,d,、喷油泵和喷油器之间。,选择题,4.,对电控燃油喷射发动机进行燃料经济性检测时，油耗传感器应安装在（）。,a,、燃油箱和电动燃油泵之间,b,、电动燃油泵和燃油滤清器之间,c,、燃油滤清器和燃油分配管之间,d,、燃油分配管和燃油压力调节器之间,油路中空气泡的排除,传感器的进出油管最好为透明塑料管，以便观察燃油中有无气体。供油管中有气体会导致测量误差。,测量开始前应将供油管路中的气体排净。测量中若发现油耗计传感器出油管中有气泡，应重新测量。在油耗计传感器进口处串接气体分离器，可提高测量精度。,2.,模拟加载量的确定和试验循环,(1),等速百公里油耗测试模拟加载量根据,GB18565-2001,营运车辆综合性能要求和检验方法,，测试条件：,环境温度,:040,；湿度,85%;,气,压,:80110kPa,试验车辆应预热至正常工作温度，轮胎气压应符合汽车制造厂的规定；,底盘测功机应预热至正常工作温度，油耗计的安装位置应正确,;,变速器挂直接挡或最高挡；,车速,:,轿车,60km/h;,其他车辆,50km/h;,测量并记录环境温度,大气压力,燃料密度。,试验开始，逐渐踩下加速踏板，使测功机指示的功率值等于所确定的模拟加载量并使之稳定；,按下油耗测量按钮，当驱动轮在滚筒上驶过不少于,500,米的距离时，即可从显示装置上读得汽车的等速百公里油耗值；,重复测量,3,次，取其算术平均值。,车速不同，油耗不同。等速百公里油耗特性曲线，见,P64,图,2-20,。,试验时，应考虑车辆滚动阻力和空气阻,力，合理确定测功机的模拟加载量。,P63,P,k,=(Gf+C,d,AV,2,/21.15)V/3600,（,2,）,汽车多工况燃油消耗量测试模拟加载量和试验循环,(P64),需在具有飞轮机构并采用自动控制的底盘测功机上，按照规定的试验循环进行。,1,）飞轮惯量的确定,与加速能力和滑行能力试验相同；,2,）试验循环和载荷,试验载荷,轿车,:,规定乘员数的一半（取整数）；,微型车,:,空载,+,两名乘员（含驾驶员）；,城市客车,:,总质量的,65%,；,其它车辆,:,满载。,试验循环：按,GB/T 12545-2001,汽车燃料消耗量试验办法,分别按不同的循环工况进行测试。,（,p65),a),轿车,:,图,2-21;,b),微型汽车,:,图,2-22;,c),载货汽车,:,总质量,14000kg,时,按图,2-24;,d),城市客车,:,图,2-25,。,汽车在进行多工况试验时，加速、匀速和用车辆的制动器减速时，在每个试验工况，除单独规定外，车速允许偏差为,2km/h,；,在工况改变过程中，允许车速的偏差大于规定值，但在任何条件下超过车速偏差的时间不大于,1,秒。,每辆车的多工况燃油消耗量试验应进行四次，取四次试验结果的算术平均值为多工况燃料消耗量试验的测定值。,其他要求,3.,油耗测试数据的重复性及其修正（,p67),(1),数据的重复性,试验结果需满足：,试验次数,2,3,4,5,6,R,0.053,0.063,0.069,0.073,0.085,(2),数据的修正,在非标准状态下，需根据试验温度、气压、燃料密度进行修正：,汽油车,柴油车,本章结束,