一、試驗(yàn)項(xiàng)目與依據(jù)1．1主要試驗(yàn)項(xiàng)目l發(fā)動機(jī)起動性能試驗(yàn)l發(fā)動機(jī)空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)l發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)l發(fā)動機(jī)速度特性試驗(yàn)l發(fā)動機(jī)可靠性試驗(yàn)l發(fā)動機(jī)耐久性臺架試驗(yàn)1．2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)1

詳細(xì)介紹

一、試驗(yàn)項(xiàng)目與依據(jù)

1．1主要試驗(yàn)項(xiàng)目

l發(fā)動機(jī)起動性能試驗(yàn)

l發(fā)動機(jī)空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速試驗(yàn)

l發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)

l發(fā)動機(jī)速度特性試驗(yàn)

l發(fā)動機(jī)可靠性試驗(yàn)

l發(fā)動機(jī)耐久性臺架試驗(yàn)

1．2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

1. GB/T 6702（1、4、6、7）-2000 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī) 性能

2. ISO 3046 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī) 性能

3. ISO 1585—1992 道路車輛—發(fā)動機(jī)試驗(yàn)規(guī)程—凈功率

4. SAEJ 1312—1995 柴油和火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)性能規(guī)程

5. SAE 1995—1995 發(fā)動機(jī)功率測試規(guī)程

6. ISO 2534—1998 道路車輛—發(fā)動機(jī)試驗(yàn)規(guī)程—總功率

7. ISO/TR 14396—1996 往復(fù)式內(nèi)燃機(jī) 發(fā)動機(jī)功率的測試方法

8. ISO 2288—1989拖拉機(jī)和農(nóng)用機(jī)械—發(fā)動機(jī)試驗(yàn)規(guī)程（臺架試驗(yàn)）—凈功率

二、系統(tǒng)組成及性能

實(shí)驗(yàn)室柴油發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架主要由發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架、發(fā)動機(jī)、電渦流測功機(jī)、發(fā)動機(jī)自動測試控制系統(tǒng)組成。發(fā)動機(jī)自動測試控制系統(tǒng)包含：測控儀、智能油耗儀、油門執(zhí)行器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、尾氣排放分析儀、工控機(jī)及測控系統(tǒng)軟件等。

該系統(tǒng)具有如下*特性：

l采用了*的SMART-3000開放型現(xiàn)場總線控制技術(shù)，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)特性；

l采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，保證維護(hù)的方便、快捷；

l采用了數(shù)字增量控制方式，保證了無擾動切換；

l采用全數(shù)字PID調(diào)節(jié)方式，提高了控制穩(wěn)定性；

l采用全數(shù)字標(biāo)定方式，軟件線性化處理，減小了人為的標(biāo)定誤差；

l異常情況下的報(bào)警、保護(hù)處理和人為干預(yù)，保護(hù)功能完善的報(bào)警系統(tǒng)；

l系統(tǒng)錯誤的自診斷功能；

l功能完善的測控軟件；

1、發(fā)動機(jī)安裝支架

發(fā)動機(jī)安裝支架按照用戶方需求設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同型號的發(fā)動機(jī)試驗(yàn)。

2、測控儀

測控儀用于實(shí)現(xiàn)測量和控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩，該測控儀與傳統(tǒng)的控制儀相比具有下列特點(diǎn)：

l液晶顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、油門開度、水門開度（勵磁電流）、油耗、進(jìn)水溫度、出水溫度、機(jī)油壓力排氣溫度。

l采用數(shù)字PID控制，轉(zhuǎn)速、扭矩，控制穩(wěn)定、快速。

l具有多種控制方式，各種控制方式切換*無擾動。

l高精度數(shù)字電位器及數(shù)字增量方式調(diào)整，電位器無磨損，控制設(shè)定快捷自如。

l采用數(shù)字標(biāo)定和自穩(wěn)零技術(shù)，使數(shù)據(jù)測量更加穩(wěn)定、可靠。

l所有測量參數(shù)具有三級報(bào)警（報(bào)警、保護(hù)、緊急處理），各級報(bào)警值可任意設(shè)定。

l采用總線通信技術(shù)，使它與上位機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸更加方便、快捷、可靠。

3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

使用LWN-E系列智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。能夠?qū)⑺胁杉臄?shù)據(jù)處理后，通過通訊適配器傳送給上位機(jī)顯示、存盤、打印、報(bào)警、測試過程控制設(shè)置等。采用數(shù)字化技術(shù)，簡單、快捷。高智能化，豐富的自檢、提示和參數(shù)設(shè)置功能，模塊化設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)簡化，可靠性提高，可維護(hù)性好。

4、油門、勵磁驅(qū)動單元

該單元由油門、勵磁兩個驅(qū)動模塊組成，可與各種電渦流測功機(jī)、油門執(zhí)行器配套使用，能方便地實(shí)現(xiàn)對測功機(jī)，發(fā)動機(jī)的油門的手動（或程控）加載或卸載，采用PWM輸出，輸入、輸出光電隔離。面板上安排有模擬表頭，利用面板上的開關(guān)切換可以看到測功機(jī)的勵磁電流和給定勵磁電流（或油門位置和給定油門位置）的開度，面板上還安排有“程控/手動"切換開關(guān)，可以對測功機(jī)的勵磁（或油門執(zhí)行器的開度）實(shí)現(xiàn)程控或手動控制。

5、智能油耗儀簡介

智能油耗儀主要用于測量各種汽油機(jī)，柴油機(jī)的燃油消耗。它采用一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，油耗測量變送器和顯示儀表集于一體，可以獨(dú)立的完成發(fā)動機(jī)燃油消耗的測量。該油耗儀采用*的總線技術(shù)，可使多臺測試儀器聯(lián)網(wǎng)，同時保留了標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485串行接口，可方便的與通用微型計(jì)算機(jī)或其它智能儀表組成更高級的測試系統(tǒng)，或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

l采用一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，集傳感器和二次儀表于一體，是一個獨(dú)立而完整的油耗測量儀器，并可根據(jù)用戶要求配置隔室測量、控制儀表。

l兼有平均油耗和瞬時油耗測量的雙重功能；

l平均油耗時間可任意設(shè)置，并有掉電保護(hù)功能；

l任何油面都可進(jìn)入測量，而不必每次測量前先充油，縮短了測量準(zhǔn)備時間，減少了電磁閥動作次數(shù)，從而延長了電磁閥使用壽命；

l可保存次平均油耗量測量數(shù)據(jù)，用鍵盤可方便的翻閱，便于對照；

l采用*的數(shù)字標(biāo)定技術(shù)，使儀器的標(biāo)定十分方便而簡單；

l設(shè)有標(biāo)定密碼，在無的情況下不能任意修改，保證參數(shù)的準(zhǔn)確性；

l全密封設(shè)計(jì)，燃油不會溢出，保證使用的安全性。

6、電噴回油處理器

在電噴柴油發(fā)動機(jī)研制和生產(chǎn)的過程中，燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性是一項(xiàng)至關(guān)重要的指標(biāo)，用傳統(tǒng)的重量法油耗儀測量電噴柴油發(fā)動機(jī)的油耗時，由于氣泡過多，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，重復(fù)性能差，難以衡量電噴發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性能。電噴發(fā)動機(jī)回油處理器與油耗測量儀配套使用測量油耗，油耗測試精度高，重復(fù)性能好，且工作安全可靠，經(jīng)久耐用，穩(wěn)定性好，維護(hù)方便。

電噴發(fā)動機(jī)回油處理器工作的基本原理是：來自電噴發(fā)動機(jī)回油管道內(nèi)的高溫回油，經(jīng)過電噴發(fā)動機(jī)回油處理器內(nèi)置冷凝器冷卻，使高溫回油降溫，從而保障了燃油溫度的穩(wěn)定性。當(dāng)電噴發(fā)動機(jī)回油處理器內(nèi)的傳感器一旦檢測到回油內(nèi)有微小的油氣泡時，便自動打開閥門，及時釋放油氣泡，油氣泡釋放完后關(guān)閉閥門，這樣就及時地排放掉回油內(nèi)的氣泡。柴油控制范圍：38±5℃。

7、油門執(zhí)行器

油門執(zhí)行器是發(fā)動機(jī)自動測試控制系統(tǒng)中的一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的主要用途是與測控儀或普聯(lián)測器開發(fā)的其它型號的發(fā)動機(jī)自動控制儀器，水力、電渦流測功機(jī)配套，用于控制發(fā)動機(jī)的油門開度，完成發(fā)動機(jī)的各種特性試驗(yàn)。

油門執(zhí)行器與它的同類產(chǎn)品相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

l信號傳輸速度快，距離遠(yuǎn)，便于隔室控制；

l動作靈敏度高，伺服精度也高

l輸出力矩大；

l動態(tài)反應(yīng)速度快，滿量程動作時間0.4秒；

l全密封設(shè)計(jì)可適應(yīng)惡劣的現(xiàn)場環(huán)境。

8、壓力變送器

壓力傳感器主要用于檢測氣缸負(fù)壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機(jī)的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。吸氣負(fù)壓式傳感器主要用于吸氣壓、負(fù)壓、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應(yīng)用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表面彈性波式（SAW）。

電容式壓力傳感器主要用于檢測負(fù)壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動態(tài)響應(yīng)特性好、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)；壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設(shè)溫度補(bǔ)償電路，但適應(yīng)于大量生產(chǎn)；LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數(shù)字輸出，但抗干擾性差；SAW式壓力傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字輸出等特點(diǎn)，用于汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩(wěn)定地工作，是一種較為理想的傳感器。

試驗(yàn)臺架用壓力變送器一般采用硅壓阻變送器，該類型的變送器（如5700系列）一般采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)，*的硅技術(shù)隔離部件與數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)，全范圍進(jìn)行溫度補(bǔ)償與線性校正，產(chǎn)品工作穩(wěn)定可靠，可廣泛地應(yīng)用于發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力，進(jìn)氣壓力、增壓器壓力、大氣壓力、排氣壓力、曲軸箱壓力等的測量。如果是燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，這種類型的變送器還可用于對氣體壓力的測量，比如減壓閥的幾級壓力等。

需要說明的是，大氣壓力變送器和排氣壓力變送器均要求為壓力變送器；排氣壓力變送器需要采用高溫型的，并在變送器接口部分做降溫處理（就變送器的溫度范圍而言，目前的承受溫度均低于250℃，而發(fā)動機(jī)的排氣溫度可達(dá)到800℃左右）；

9、電渦流測功機(jī)

電渦流測功機(jī)主要用于測量各種動力旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能和特性。經(jīng)過二十多年的技術(shù)消化、發(fā)展和改進(jìn)，產(chǎn)品已日臻完善，非常適合各種中小功率型電機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、工程機(jī)械等動力設(shè)備的性能試驗(yàn)，也可作為其它動力設(shè)備的吸功裝置。它具有測試精度高、動態(tài)反映快、制動力矩大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，并能符合自動、半自動隔室操作控制的需要，是國內(nèi)外普遍推廣使用的*的測功設(shè)備。與其它類型的電渦流測功機(jī)相比，它的冷卻水道設(shè)計(jì)的比較大，因而冷卻面積較大，冷卻效果好，在同等的使用環(huán)境下，使用時間較長,而且即使在輕微結(jié)垢的情況下也可以正常使用，對水質(zhì)要求不高等顯著優(yōu)點(diǎn)。由于使用脂潤滑，使用和維護(hù)都非常方便。

技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)：本軟件運(yùn)行于win98- win2000平臺，適用于發(fā)動機(jī)臺架性能試驗(yàn)。可由操作人員設(shè)置測量參數(shù)的名稱、單位、量程、報(bào)警值等內(nèi)容。實(shí)時顯示各項(xiàng)測量參數(shù)值；啟動油耗測量，測量結(jié)束后顯示油耗量和油耗率。

10、發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度控制系統(tǒng)

發(fā)動機(jī)開機(jī)前由來自高溫水箱的水對熱交換器中的機(jī)油進(jìn)行加熱，使交換器內(nèi)機(jī)油保持一定的溫度，減少發(fā)動機(jī)預(yù)熱時間。待發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度達(dá)到設(shè)定值后溫控系統(tǒng)將自動關(guān)閉加熱水。

機(jī)油循環(huán)泵從發(fā)動機(jī)油底殼抽取高溫機(jī)油，經(jīng)恒溫冷卻器冷卻后送回油底殼。恒溫冷卻器的冷卻介質(zhì)為常溫的自來水。溫控系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)油底殼的機(jī)油溫度控制電動調(diào)節(jié)閥開度，改變冷卻水的流量，從而達(dá)到對機(jī)油溫度恒溫控制的目的。

當(dāng)循環(huán)冷卻水入口在常溫≤35℃時，發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度控制調(diào)節(jié)范圍在70-130℃，機(jī)油溫度控制精度±2℃

11、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度控制、冷熱沖擊系統(tǒng)

在作冷熱沖擊試驗(yàn)時，氣動三通閥、氣動比例閥和溫控儀均接受計(jì)算機(jī)的指令工作，所有試驗(yàn)工況都受到計(jì)算機(jī)的控制，包括發(fā)動機(jī)的啟動、運(yùn)行工況、停車。

試驗(yàn)時系統(tǒng)閥門1關(guān)閉，閥門2開啟，系統(tǒng)冷卻水選擇7℃冷卻水，當(dāng)然，如果要求的冷卻水溫度高于常溫5℃，也可以選擇常溫冷卻水，此時閥門1開啟，閥門2關(guān)閉。

在試驗(yàn)工況1時系統(tǒng)自動啟動發(fā)動機(jī)通過控制系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)的工況控制到需要的額定轉(zhuǎn)速（全負(fù)荷），此時，發(fā)動機(jī)在凈功率的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。發(fā)動機(jī)出水經(jīng)膨脹水箱和管道泵加壓后，通過三通換向閥直接回到發(fā)動機(jī)（相當(dāng)于系統(tǒng)小循環(huán)），發(fā)動機(jī)冷卻液溫度迅速上升到378K-385K，冷卻液沸騰并產(chǎn)生大量的水蒸氣，冷卻系統(tǒng)內(nèi)壓力急劇上升，當(dāng)其壓力上升至150KPa-190 KPa（該控制值可人工設(shè)定），安裝在膨脹水箱上的電接點(diǎn)壓力表信號輸出控制到排氣電磁閥，系統(tǒng)自動開啟排氣通道。當(dāng)然，你也可以使用手動漏斗下的閥門來排氣（在運(yùn)行熱沖擊工況時請注意安全）。在溫度到達(dá)的設(shè)定值時，系統(tǒng)進(jìn)入第二工況，計(jì)算機(jī)自動控制發(fā)動機(jī)，使其在5S內(nèi)均勻回到怠速并運(yùn)行10S；系統(tǒng)進(jìn)入第三工況，發(fā)動機(jī)自動停車，時間15S在23工況時，發(fā)動機(jī)冷卻液溫度自然上升。在第三工況結(jié)束后，發(fā)動機(jī)進(jìn)入第四工況，計(jì)算機(jī)自動啟動發(fā)動機(jī)，切換發(fā)動機(jī)冷卻液到換熱器，并將溫度控制值寫入溫度控制儀的控制內(nèi)存；然后，均勻的控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速到高怠速（或額定轉(zhuǎn)速，0負(fù)荷），此時，安裝在發(fā)動機(jī)出口處溫度傳感器將信號傳輸給溫度調(diào)節(jié)儀，溫度調(diào)節(jié)儀根據(jù)測量的溫度與設(shè)定溫度放入偏差自動調(diào)節(jié)氣動比例閥開度，使其降溫達(dá)到工況4所需溫度311K-315K。整個循環(huán)四個工況總的運(yùn)行時間為360S。

在第四工況運(yùn)行結(jié)束后，計(jì)算機(jī)將控制發(fā)動機(jī)直接運(yùn)行到工況，進(jìn)行下一個循環(huán)，循環(huán)次數(shù)，冷熱沖擊溫度、運(yùn)行時間、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等在試驗(yàn)開始運(yùn)行均可人工設(shè)定。

當(dāng)冷卻水常溫在≤35℃時，發(fā)動機(jī)冷卻液溫度控制范圍在30~125℃，冷卻液溫度控制精度±2℃，響應(yīng)速度≤10s。

其性能與特點(diǎn)：

l精度高，響應(yīng)快，穩(wěn)定性好；

l外形美觀，體積小，可移動，安裝使用方便；

l管路排氣方便；

l具備自動故障報(bào)警功能；

l高的可靠性；

l可作發(fā)動機(jī)冷熱沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)；

l溫度設(shè)定簡單方便，可與測控儀同步顯示

1、平板式換熱器

2、氣動三通閥

3、氣動比例調(diào)節(jié)閥

4、水泵

5、電接點(diǎn)壓力表

6、排氣電磁閥

7、多個閥門

8、膨脹水箱

9、 PHD溫控表

10、控制箱

11、溫度傳感器PT100

12、機(jī)架、管道

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了緊急停車保護(hù)系統(tǒng)，在出現(xiàn)異常時切斷發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火電源以保護(hù)發(fā)動機(jī)和測功機(jī)不被損壞。緊急停車系統(tǒng)包含人工控制和自動控制：

l人工控制：通過人工按下緊急停車開關(guān)實(shí)現(xiàn)緊停；緊急停車開關(guān)可根據(jù)需要布置在測試臺架的每一個角落，以方便操作人員在任何時候都能以的速度進(jìn)行控制，避免造成發(fā)動機(jī)和測功機(jī)的損壞。

l自動控制：系統(tǒng)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，一旦有需要保護(hù)的參數(shù)達(dá)到保護(hù)條件（包括機(jī)油溫度、出水溫度、轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值，機(jī)油壓力低于設(shè)定值等），系統(tǒng)將自動切斷發(fā)動機(jī)和測功機(jī)的電源，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。

12、測控軟件

本軟件運(yùn)行于WIN2000-WINXP平臺，適用于發(fā)動機(jī)臺架性能試驗(yàn),可由操作人員設(shè)置測量參數(shù)的名稱、單位、量程、報(bào)警值等內(nèi)容。實(shí)時顯示各項(xiàng)測量參數(shù)值；起動油耗測量，測量結(jié)束后顯示油耗量和油耗率。自動測試控制系統(tǒng)采用SMART-3000開放性的架構(gòu)，整合功能強(qiáng)大，如總線方式遵循開放的標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議。系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，在現(xiàn)場資料采集方面，可以采用不同的通訊模塊搭建遠(yuǎn)程從站，又可通過以太網(wǎng)控制總線構(gòu)建大型的集散控制系統(tǒng)。編程語言豐富，*符合IEC61131-3的國際標(biāo)準(zhǔn)，有6種編程語言，均可個別使用或相互調(diào)用，方便用戶選擇。

測控軟件系統(tǒng)包含參數(shù)設(shè)置模塊、實(shí)時測控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊共3個部分。系統(tǒng)使用組態(tài)王軟件編寫，具有簡單組態(tài)特性，可由用戶自行增添和刪除測試參數(shù)，可以滿足大多數(shù)用戶的測試要求。其主要功能和技術(shù)特點(diǎn)包括：

采用動態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件與硬件的模塊化分離；

l利用基于元件開發(fā)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)由用戶增刪測量參數(shù)、編輯測量參數(shù)、調(diào)整參數(shù)顯示界面等功能；

l實(shí)時采集并顯示扭矩、轉(zhuǎn)速、功率、溫度、壓力等各項(xiàng)測量參數(shù)值；

l可進(jìn)行油耗測量和煙度測量；

l可實(shí)時繪制轉(zhuǎn)速、扭矩、功率和排溫的變化趨勢曲線；

l具有單點(diǎn)控制功能，按設(shè)定的控制方式和設(shè)定值控制發(fā)動機(jī)工況；

l具有程序控制功能，按預(yù)設(shè)的步驟自動完成負(fù)荷特性、速度特性等試驗(yàn)；

l參數(shù)越*報(bào)警并保護(hù)，記錄報(bào)警保護(hù)的時間和狀態(tài)；

l按國標(biāo)規(guī)定的修正算法公式進(jìn)行修正運(yùn)算；

l對試驗(yàn)數(shù)據(jù)可進(jìn)行查閱、修改；

l可靈活生成和打印試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)表，報(bào)表分標(biāo)準(zhǔn)和自定義兩種；

l自動生成各種試驗(yàn)特性曲線并打印輸出；