发动机台架标定试验的简述

验证性能与可靠性浅谈发动机台架试验[汽车之家技术] 发动机台架试验是发动机研制阶段中的重要一环，它不仅用来检验发动机整体以及相关零部件的可靠性，同时还用来验证发动机的性能是否达到了最初的设计指标，所以一台发动机在成功量产前离不开大量的台架试验。

此文借以展示的台架试验设备来自长安汽车发动机研发部门，虽然具体到每个厂商的台架试验室会略有不同，但是台架试验的目的、构成、试验方法等都大同小异。

●台架试验的目的按照台架试验的目的，可将台架试验分为性能试验和可靠性试验。

其中性能试验是为了评定发动机的动力性、经济性及其它重要性能；可靠性试验是通过对发动机及相关零部件施加各种负荷以考验其可靠性。

应该说，发动机台架试验可以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。

●台架试验对外界环境的要求所谓的台架其实是一整套用于验证发动机性能和可靠性的设备，由于在进行台架试验时会产生很大的振动，而这种振动足以破坏机件和房屋的结构强度，从而对相应的仪器仪表的正常工作造成影响。

为了保证试验工作的正常，就必须对试验台的基础进行减振和隔振处理，同时要避免试验台的基础与发动机产生共振现象，而且要将试验台基础的振动控制在一定范围内。

这个台架试验室的四周墙壁和屋顶都覆盖了用于吸音降噪的特殊材料，这主要是为了减小试验的噪音对试验人员造成的疲劳伤害。

而屋顶的灯管也进行了相应的保护，可以防止振动和噪音对其造成破坏。

可见，台架试验所产生的“副产品”具有极大的破坏力。

●发动机台架的组成通过上图可以看到，台架主要由测量控制系统、试验对象（发动机或者相关零部件）以及相关的辅助系统构成。

测量控制系统主要就是测功机，通过它来读取发动机的动力输出数值，同时通过测量控制系统来对发动机施加相应的负荷，包括交变应力、交变热负荷等来模拟发动机在实际状况下可能遇到的情况，从而检验其可靠性。

在进行整机的台架试验时，发动机是没有附带水箱散热器、油箱等部件的，所以就需要辅助系统来代替这些部件，使得发动机可以进行完整的水循环、燃料系统的供应等。

学生实验报告实验课程名称：发动机试验技术开课实验室：内燃机实验室 2013 年 5月 29 日目录一、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。

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。

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、照像各种匹配标定试验检验。

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值比发动机实际的功率偏小。

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。

常见台架试验(1)汽油发动机台架试验：汽油发动机台架试验结果是确定汽油机油质量等级的依据。

①MS ⅡD发动机试验：用来评定汽车在低温和短途行驶条件下的润滑油对阀组防锈蚀或腐蚀的能力，用以评定API SE、SF、SG级汽油机油。

中国标准试验方法有SH/T 0512汽油机油低温锈蚀评定法(MS程序ⅡD法)。

国外标准试验方法有MSⅡD ASTM STP 351H-I。

②MS ⅢD发动机试验：用来评定润滑油高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，用以评定API SE、SF级汽油机油。

中国标准试验方法有SH/T 0513-92汽油机油高温氧化和磨损评定法(MS程序ⅢD法)。

国外标准试验方法有MS ⅢD ASTM STP 315H-Ⅱ。

③MS ⅢE发动机试验：用来评定发动机润滑油的高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ 级汽油机油。

国外标准试验方法有MS ⅢE ASTM STP 315H-Ⅱ。

④MS VD发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力，以评定API SE、SF级汽油机油。

中国标准试验方法有SH/T 0514-92汽油机油低温沉积物评定法(MS程序ⅤD法)。

国外标准试验方法有MS VD ASTM STP 315H-Ⅲ。

⑤MS VE发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。

国外标准试验方法有MS VE ASTM STP 315H-Ⅲ。

(2)柴油发动机台架试验：柴油发动机台架试验结果是确定柴油机油质量等级的依据。

①Caterpillar 1H2发动机试验：用来评定润滑油的环粘结、环和气缸磨损、活塞沉积物生成倾向，以评定API CC级柴油机油。

中国标准试验方法有GB/T 9932内燃机油性能评定法(卡特皮勒1H2法)。

国外标准试验方法有ASTM STP 509A-Ⅱ Caterpillar 1H2发动机试验法。