发动机机试验台架的设计

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。

典型发动机试验室的设计内容发动机测试台架系统，涵盖了测功，排放，标定，燃烧分析几大功能，几乎可以完成发动机及动力系统所有的测试试验。

通过建设发动机试验室，可以进一步提高发动机的研制开发能力，设计制造能力、检测能力。

可以深入研究汽车动力系统的功率、振动噪声的匹配控制技术研究、汽车动力系统的电子控制技术、研究开发汽车燃油经济性控制及试验研究、汽车尾气排放控制技术研究等。

为企业的技术需求提供强有力的支撑。

典型的AVL测功设备主要由以下几个部分组成：a)动态交流电力测功机系统；b)发动机排放分析系统；c)发动机标定工具；d)发动机燃烧分析系统；随着国际间能源和环境压力俱增，当代汽车技术的发展将围绕着节能、环保及安全三大核心主题不断取得突破，在具备舒适性、操控性、多功能、个性化等方面性能的同时，进一步降低成本，增强竞争力。

本着与时俱进和持久发展的理念，紧跟国际汽车主流技术发展的脚步，通过掌握发动机节能、环保、以及电子信息技术等关键技术，以期形成较强的研究能力。

为建设高水平的发动机试验室提出了很高的要求。

在工厂发动机生产装配完成后，全部需要进行磨合试验，然后通常再按照1%的比例进行性能试验。

典型试验室一般按照如下要求进行设计。

1.设计内容和范围发动机试验室建设内容序号 建设内容 数量 参考面积m2备 注1 发动机试验间 1间 35-40 框架抗爆墙和顶面结构顶面泄爆孔或侧面泄爆试验间四面墙和顶面安装吸音材料层及孔板2 控制间 1间 20-25 吊顶高3.6米3 准备间 1间 60-80 可以不吊顶4 CO2气瓶间 1间 10-12 可以不吊顶5 隔离变压器间 1间 15-25 可以不吊顶6 水泵房+冷却塔 1间 20-25 可以不吊顶7 油料间 1间 15-18 可以不吊顶8 空压机室 1间 10-20 可以不吊顶9 标气间 2间 12-15 可以不吊顶10 暖通设备间 1间 150 可以不吊顶2. 设计要求工艺专业要按照发动机试验室建设的特点，主要负责提出围绕试验室功能的各个房间之间的关系和位置。

发动机机试验台架的设计发动机机试验台架的设计是指为了对发动机进行实际验证和性能测试而搭建的一种设备。

该设备主要用于对发动机的性能、可靠性、稳定性等进行测试和评估，以提供数据支持和技术参考，同时也可用于研发新型发动机和优化发动机设计。

发动机机试验台架设计的关键要素包括设备结构、测试参数、数据采集和分析等。

首先需要确定台架的结构和支撑系统，以保证其能够承受发动机的重量和运行过程中产生的振动和冲击力。

同时，还需要考虑到发动机的安装方式，以便使其能够与台架连接并进行动力传递。

在测试参数的选择上，需要根据实际需求和测试目的进行合理的制定。

这包括了发动机的转速范围、负载要求、温度控制、油液循环等参数。

同时，还需要考虑到测试过程中可能出现的特殊情况，如故障模拟、极限工况等。

数据采集和分析是发动机机试验台架设计中非常重要的一环。

通过安装传感器和数据采集系统，可以实时监测和记录发动机运行过程中的各项参数，如转速、温度、压力、流量等。

这些数据对于判断发动机性能是否满足要求、以及进行故障检测和分析非常关键。

因此，在台架设计中，需要注意数据采集系统的准确性和可靠性，并建立相应的数据分析和处理方法。

此外，发动机机试验台架设计还需要考虑到安全和环保要求。

对于大功率发动机，其运行过程中会产生一定的噪音和振动，因此需要进行适当的声音和振动控制措施，以保证台架运行的舒适性和安全性。

同时，还需要选择合适的排气和排放处理系统，以保护环境和人身安全。

最后，发动机机试验台架设计需要参考相关行业和国家的标准和规范，以保证其设计和制造工艺的合规性和可靠性。

同时，还需要进行充分的测试和验证，以确保台架设计的稳定性和可靠性。

总结起来，发动机机试验台架设计是一个复杂而综合的工程，需要综合考虑结构、参数、数据采集和处理、安全环保等多个方面的因素。

只有在设计过程中充分考虑这些因素，并进行合理的分析和优化，才能保证台架的可靠性和实用性。

本科学生毕业论文引言1 引言内燃机实验是内燃机生产和科学研究工作中不可缺少的一个部分，随着工业生产和科学技术的发展，内燃机应用的范围在不断扩大，品种和数量也在不断增长，对内燃机中各个系统零件的性能，使用寿命等技术指标的要求也越来越高。

因此对内燃机工作过程的研究；节约燃料，扩大燃料的品种，新型结构的研究；以及设计和研制合乎要求的产品和对原有产品的分析改进，以满足个用途的需要，自然就成为内燃机动力工程技术人员的重要任务。

在上述的这些任务中，试验工作居于极其重要的地位，这不仅是因为所耗的财力，物力，人力和时间方面占有很大的比例，更主要的是任务完成质量和是否达到预期的目标，必须得以实验得出的最终结果来评价和确认。

内燃机台架实验方法中规定的大部分实验项目，其参数的测量都在稳定运转的工况下进行。

在稳定工况下进行各种参数的测量。

因测量目的的不同而分为性质截然不同的两类；平均值测量和瞬时值测量。

对于平均值测量，如曲轴转速。

输出扭矩，进气压力，排气温度等的测量，由于被测量中包含有不同程度的脉动分量，采用惯性小的测量系统和仪表。

此次毕业设计主要针对内燃机台架实验中的尾气测试，进排气压力测试和内燃机的特性参数测试入手。

着重介绍针对此次实验的实验设备的选取和实验方案的设计，并测取相关的实验数据和和对结果做简单的分析。

在此次毕业设计由于要安装大量的检测仪器，即要涉及到很多仪器配件及实验台架的设计，所以Auto CAD讲在此次毕业设计大量使用。

同时此次毕业设计所做的实验需要自行选择合适的实验仪器，所以在论文里面会大量介绍实验相关仪器的选购，及其使用方法，实用范围的段落，这些介绍可作为设计同种实验台架或者类似项目的参考。

2 摩托车发动机的工作原理2.1 发动机的分类摩托车的动力源是发动机。

发动机乃是将来某一种形式的能量转变为机械能的装置。

发动机大体是可分为内燃机和外燃机。

内燃机和外燃机相比，具有热效率高、体积小、重量轻，便于移动，启动性能好等优点，因而发广泛应用于各种车辆上。

XX燃料的XXX发动机台架试验试验大纲一、试验目的为验证燃用XX燃料的XXX发动机的技术性能和运行适应性，拟对发动机按照国家相关标准和技术规范进行台架试验，对发动机的动力性、经济性、尾气排放性和可靠性进行评价。

二、试验内容试验分为XXX燃料稳定性试验和发动机台架试验。

1.M15甲醇汽油燃料稳定性试验装备条件及内容试验设备为QTH-2P-B可程式恒温衡湿箱、具塞式量筒、量筒、精密密度计、移液管等。

以云南省的环境条件为基础，对M15甲醇汽油燃料进行温度在-20℃~30℃范围的高、低温和储存时间的相分离考核。

考核以每5℃为一组，即-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃等11组燃料稳定性（相分离）考核，温度从-20℃—0℃范围的储存考核时间在20天以内；温度从+5℃—+30℃范围的储存考核时间在30天以内；对每组甲醇汽油燃料试管分别进行密封和微量透气方式进行考核。

2. 发动机台架试验装备条件及内容试验依据：●中华人民共和国国家标准GB/T6072.1《内燃机台架性能试验方法》●GB/T 18285 《点燃式发动机汽车污染物排放限值及测量方法》●GB/T 14951 《汽车节油技术评定方法》进行。

1)主要测试仪器设备2)试验样机试验用发动机为奇瑞公司生产的SQR481F电喷发动机。

3)试验内容与方案对发动机和整车的动力性、经济性和尾气排放性能进行对比分析，试验项目为燃用90#汽油(以下简称原机)与M15甲醇汽油燃料的外特性、各种转速的负荷特性、尾气排放特性的性能对比试验，试验方案如下：（1）发动机台架试验考核燃用90#汽油与M15甲醇汽油燃料的动力性、经济性和尾气排放性，每组试验不少于6个工况测量点。

分别测量功率、转矩、有效燃油消耗率、小时耗油量、排气温度、气体排放物等。

由于甲醇的热值低，为考核实际运行的经济成本，对燃用M15甲醇汽油燃料进行替代比计算，即燃用M15甲醇汽油燃料后，多少甲醇能替代1kg的93#汽油。

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。

电动汽车动力系统测试台架技术方案目录第一章概述 (3)1.1 设计依据 (3)1.2 用户需求 (4)1.2.1试验产品范围主要技术数据 (4)1.2.2试验项目 (8)第二章测试系统方案设计 (8)2.1 系统组成 (8)2.1.1 系统组成简介 (9)2.1.2 系统主要部件 (9)2.1.3 系统结构示意图 (12)2.1.4 控制原理概述 (15)2.2 机械部分 (18)2.2.1 扭矩转速传感器 (18)2.2.2 负载电机 (18)2.2.3 传动轴 (19)2.2.4 防护罩 (20)2.2.5 被试件（电机及传动总成）支架 (20)2.2.6 测功机标定装置 (21)2.2.7 换挡装置 (22)2.2.8 铸铁平板及减震垫 (22)2.3 传动控制系统 (23)2.3.1 负载电机控制器 (23)2.3.2 双向直流电源（EVS电池模拟器） (25)2.3.3 电力测功机控制仪 (28)2.4 电参数测量系统 (30)2.5 温控系统（+冷冻水箱） (30)2.5.1被试电机及控制器冷却系统 (31)2.5.2变速箱机油器机油恒温控制装置 (32)2.6现场数据测试系统 (33)2.6.1 温度及压力传感器 (33)2.6.2 数据采集模块 (33)2.6.3 开关量模块 (34)2.6.4 振动监测装置 (35)2.7 上位机控制系统 (36)2.7.1 计算机硬件系统 (36)2.7.2 测控软件系统 (36)第三章售后服务 (44)3.1 系统调试 (44)3.2 技术资料及培训 (45)3.3 质量保证及售后服务 (45)第四章配置清单 (47)第一章概述本方案是XXXXXXXXX（以下简称：乙方）为XXXXXXXXXX（以下简称：甲方）专门设计的新能源汽车动力系统测试台架及配套设施技术方案。

该方案涉及整个系统的技术设计、设备制造、设备配置，售后服务等方面的内容。

XXXXXXX公司研制发动机、电机试验的系列产品，可以满足用户的广泛需求，所有产品结构灵活，设计合理，可以十分方便的升级，并且经过简单的设置，就能组合成功能强大的现场总线测试系统。

第1章绪论1.1 概述传统的汽车技术与当今先进的计算机科学日益紧密地结合，汽车机械控制技术在建国初期就已得到发展并且推动、并加着汽车电子控制而成为近些年来汽车工业发展最快的领域。

世界各工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业。

因此，汽车企业之间的竞争也越来越激烈，在高速、灵活、专用、可靠、自动、安全、省油、减少废气污染等方面对汽车的要求越来越高的情况下，原来是利用机械，而现在随着人类的进步，科技的大幅度发展，越来越多的侧重于利用电子控制技术解决汽车所面临的一系列问题成为技术进步的必然要求，发动机电子控制系统的发展更成为了我国汽车产业发展的必然趋势，其研发和应用对提高汽车产业的技术水平、增强整个汽车产业的国际竞争力有着重要的影响。

同时，机械对电控系统的支持与研发有着至关重要的作用与莫大支持，对提高我国汽车工业核心设备的技术水平具有重要意义。

与此同时，汽车发动机电控化、汽车电子化和智能化也带来许多问题，使得汽车的故障也变得越来越复杂，虽然电控系统故障更为复杂，但相对简单的机械故障如果出错也会大大影响实验和测试结果。

这就要求我们要有与之相适应的更为先进的故障诊断技术与用先进技术诊测与计算精密的机械故障的能力，随着科技的不断发展，人们利用电子技术对机械部件的制造与加工是更为精确，从而大大减少误差，为更为先进的测试技术作下了良好的铺垫。

跟机械发展的速度相比，电子技术的发展更为迅速，并且逐渐的更多的电子来带动机械控制，随着电子技术的发展，特别是微处理器的发展，多项控制集中在一个电子控制单元（ECU）上，产生了发动机集中控制系统，在现代汽车上得到了广泛应用。

随着发动机电子控制技术的广泛应用，汽车运行中出现的故障高发区也由机械故障向电子故障转变，并且这方面的检测与维修与传统的方法有很大的不同，这就迫使维修人员必须在较短的时间内掌握与此相关的技能。

对于汽车专业技术人员培养来说，如何使理论与实践相结合，提高学生的工程实践能力，是一重要的课题。