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发动机原理试验指导书辛喆 张学敏2006年3月目 录前言1试验一 柴油机负荷特性试验8试验二 汽油机负荷特性试验9试验三 汽油机速度特性试验10试验四 柴油机调速特性试验11试验五 汽油机排气污染物的双怠速测量试验12试验六 柴油机自由加速烟度测量试验（滤纸式）15试验七 柴油机自由加速烟度测量试验（不透光烟度法）18附录： 发动机原理复习思考题20前言1. 概述1.1发动机性能试验的内容和目的 根据不同的试验目的，发动机试验一般分为以下几种：1 新产品或强化、改进、变型、转厂生产的发动机性能及可靠性耐久性试验；2 产品出厂前的性能调整及定期抽查试验；3 商业贸易中的验收试验和各种研究性试验等。发动机性能试验包括发动机的各种特性（如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性等）试验、起动性能试验、各缸工作均匀性试验和机械效率的测定等。内燃机的新产品或改进后的产品都应进行全面的性能测定，以考核其性能指标是否达到设计或改进的要求。试验应按照国家标准的规定进行。1.2 试验条件1. 试验前制造厂应提供内燃机必要的技术文件。2. 试验前内燃机允许按制造厂规定进行磨合。3. 除另有协议外，试验应在制造厂试验台或主管部门指定的试验中心进行。4. 除另有协议，试验用燃油和机油应按照内燃机使用说明书规定，质量要求应符合有关石油产品标准的规定。燃油中不得加消烟剂。5. 试验时，内燃机必须装有符合专业标准规定的附件。6. 与传动装置（如液压机构，换向机构）制成一体或带有发电机的内燃机不能分开试验外，一般只对内燃机本身单独进行试验。7. 试验时，不得对内燃机进行调整（因试验条件和项目要求需要调整者除外）。8. 试验时，内燃机的燃油、机油和冷却介质的温度应按专业标准或产品使用说明书规定。1.3试验和检查项目内燃机的试验和检查项目由各专业标准规定，无规定时，可参照表1。表 1序号试验、检查项目试验类别定型试验验收试验抽查试验1234567891011121314151617181920212223起动性能试验调速性能试验负荷特性试验速度特性试验使用特性试验万有特性试验标定功率工作稳定性试验空载特性试验最低空载稳定转速测定最低工作稳定转速测定各缸工作均匀性试验机械效率的测定热平衡试验噪声测定排气烟度测定排气排放测定机械振动和曲轴扭转振动试验活塞漏气量测定机油消耗的测定清洁度测定特殊性能试验功能检查可靠性耐久性试验注： 符号说明：推荐进行的项目；可不进行的项目；按需要选定进行的项目。 对推荐进行的项目“”及按需要选定进行的项目“”，若项目中包含多项内容时，也可择需进行部分内容试验。 试验类别说明定型试验：内燃机在投入批量生产之前为检验内燃机的性能指标是否达到设计或改进的要求，并对其可靠性耐久性作出评价所进行的试验。 验收试验：为检验产品是否符合合同和有关技术文件所规定的技术要求而进行的试验，它也可与抽查试验结合进行。抽查试验：成批或大量生产的内燃机应根据批量的大小，抽取一定数量的产品进行性能试验和功能检查，必要时，同时进行可靠性、耐久性试验，以考核内燃机制造质量的稳定性。1.4测量参数和要求1.4.1 基本测量参数列于表2。具体可根据试验和检查项目的需要以及内燃机的结构可能性予以增减。表2 基本测量参数序 号测 量 参 数1234567891011121314151617181920212223242526大气压、环境温度（进气温度）和相对湿度内燃机的进气压力中冷器冷却介质进口和出口温度内燃机转速内燃机转矩内燃机有效功率燃油消耗量及相应的测定时间燃油消耗率内燃机排气总管或涡轮增压器后的排气温度及绝对压力涡轮增压器燃气进口温度和绝对压力增压器或扫气泵转速增压器或扫气泵出气口空气的绝对压力和温度中冷器后的空气绝对压力和温度排气支管的排气温度气缸压缩压力和最高爆发压力内燃机机油压力和温度增压器的机油进口压力和温度机油冷却器前、后的机油压力和温度内燃机冷却介质的进、出口温度（包括中冷器冷却介质进口和出口温度）喷油泵进口处柴油压力和温度机油消耗量，机油消耗率或机油燃油消耗百分比内燃机的噪声柴油机的排气烟度排气中有害气体成分的平均比排放量，质量排放量，排放浓度机械振动与曲轴扭转振动活塞漏气量1.4.2 试验时，内燃机各项参数的测量按GB1105.387内燃机台架性能试验方法：测量技术的规定。1.4.3 除试验项目要求测取参数的瞬时值外，各项参数均应在内燃机工况稳定运转1min后测取。主要参数应至少测定2次，取平均值。1.5 测量技术1.5.1 测量条件1.5.1.1 测量前,应先使内燃机在规定的工况下进行较长时间的运转，以保证各处的工作温度达到制造厂规定的稳定状态。1.5.1.2 测量过程中，内燃机不得进行任何调整（试验项目要求调整者除外）。1.5.1.3 测量时各项参数应保持在本标准第5章规定的准确度范围内。1.5.2 测量准确度（部分）表3 参数准确度一览表编号参 数符号单 位准确度备 注1转矩TtqNm (kgfm)1.5%中低速大功率柴油机为2%2转速nr / min1%中低速大功率柴油机为2%3有效功率PekW (马力)2%中低速大功率柴油机为3%4燃油消耗率beg / kWh3%5压力6大气压（绝对）p0kPa (mmHg)0.5%环境状况参数7机油压力p MkPa (kgf / cm2)5%8温度9冷却介质温度T HK或2K包括中冷器冷却介质进、出口温度10机油温度T MK2K11柴油温度T fK2K12环境温度（进气温度，内燃机或扫气泵进气口空气温度）T aK2K环境状况参数13排气温度14排气总管或涡轮增压器后的排气温度T rK15K15消耗量17燃油消耗量Bkg / h2%18排气的排放18烟度R波许单位0.3波许单位19有害气体成分的平均比排放量B sig / kWh商定有害气体成分的质量排放量G ig / km商定20有害气体成分的排放浓度V i10-6或%商定21噪声L wdB A商定注：环境状况参数相对湿度应在试验室内不受阳光直射和热辐射处，采用干湿球湿度计进行测量。湿度计的温度测量准确度应为1K或1。1.5.3 测量主要参数的仪器精确度要求测量主要参数的仪器精确度见表4。表 4 测量主要参数的仪器精确度测量参数 仪器精确转矩 1转速 0.5燃油消耗量 10.1s（计时）冷却液温度 1机油温度 1柴油温度 1排气温度 5机油压力 3大气压力（绝对）100 Pa环境温度（进气温度）11.5.4 部分主要参数测量部位要求部分主要参数测量部位见表5。表 5 部分主要参数测量部位测量参数 测 量 位 置大气压（绝对） 在试验室内，不受阳光直射和辐射处测量环境温度（进气温度）中小功率内燃机在离进气管空气进口上游150mm处测量。大功率内燃机在离进气管空气进口上游1.5m处测量。传感器应逆气流安装，端头位于气流中心，并进行热屏蔽。冷却水温度 水冷内燃机在靠近冷却水出口处测量燃油温度 在喷油泵进口处测量机油温度 在主油道或主油道入口处测量。也可在油底壳机油层中间部位测量。排气温度 多缸机在离排气总管出口不大于二倍排气出口直径距离处测量；单缸机在离气缸盖排气道出口端面50mm内测量。传感器逆气流方向插入管道，并使端头位于气流中心。1.6 引用标准GB 1105.1-87内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗和机油消耗的标定GB 1105.2-87内燃机台架性能试验方法试验方法GB 1105.3-87内燃机台架性能试验方法测量技术GB/T 18285-2005 点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）GB/T 3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法2. 发动机性能试验2.1发动机试验所需的仪器设备发动机的试验在大多数情况下，都是在试验室内专门的试验台（台架）上进行的。为了进行发动机试验，必需下列设备和仪器：1. 附有对发动机施加负荷并进行转矩测量的测功器；2. 测量燃料消耗量的油耗仪；3. 测量发动机曲轴转速的仪表；4. 测量温度的仪表（包括水温表，机油温度表，大气温度表）；5. 测量气缸内压力的装置和示功器；6. 测量排气成分的设备；7. 测量废气烟度的设备；8. 测量噪声的仪器；9. 其它辅助仪表（如秒表，液体比重计、大气压力计、大气湿度计等）。（具体内容参看教材）2.2试验组织及方法 1. 每次试验，试验人员根据试验内容分成若干工作部位，在组长统一指挥下，各人按自己分工的内容，按指挥信号、迅速地统一行动，依次测量和记录各点的参数。每个试验点最好测量两次，取其平均值，以减少误差。（在教学试验中由于时间关系可只测一次）2. 试验前检查发动机各连接部位的固定情况及发动机的技术状态，检查燃油箱油量、机油油面和冷却水面，注意各连接处有无漏油漏水现象。3. 在试验中，要绘制监督曲线。所谓监督曲线就是以该试验的变量为横座标，以测得的测功器读数Ttq和设定时间的燃油消耗量m随试验变量而变化的曲线，此曲线即为该试验所测得的性能曲线的大致趋势，这样，在试验中可及时发现远离曲线的特殊点，以便及时重新测量。4. 在试验过程中，发动机必须保持正常技术状态，即机油温度和压力、水温等在正常的范围内，随时注意所发生的各种现象，如排气烟色和各种敲击声等，并把现象记录下来，以供分析曲线时参考。5. 试验结束后，整理试验数据，并绘制试验曲线，写出分析报告。必须说明，燃油消耗率be值不是由所测得的B和Pe值来计算，而是从已绘出的B和Pe曲线上量出对应的B和Pe来计算。3. 安全技术在进行发动机试验时，安全技术应以特别注意。1. 试验人员必须熟悉有关设备的操作规程，不了解时不要乱动，要了解试验室的制度及安全规则。2. 试验人员衣服要贴身，避免过于肥大，以免被卷入机器内。3. 试验前必须仔细检查发动机外部连接情况，拧紧各连接螺钉，尤其应注意发动机与测功器轴连接处的固定螺钉。4. 试验时，转动机件外面应有保护罩，严禁在发动机运转时调整或触碰任何转动部分。5. 试验室内严禁明火，禁止吸烟。4. 要求 1. 每次试验前，应按试验指导书进行预习。2. 试验时，每位同学应准确地完成自己所分担的工作，同时注意整个试验的进行情况。3. 试验过程中，每位同学都要遵守一切安全规则，作到人身及设备安全。4. 试验报告一律用16开纸，曲线用16开的座标纸画。试验报告格式如下：试验题目1. 试验设备仪器，试验用发动机的主要技术性能指标。2. 试验方法及步骤简述。3. 试验数据（填好记录表）4. 试验曲线图。5. 分析。试验一 柴油机负荷特性试验1.目的和要求 （1）了解当负荷变化时，柴油机经济性指标的变化规律，从而找出最经济的负荷区域。（2）熟悉发动机试验方法和试验操作技能。2.设备仪器QT-6水力测功器、或CW-37电涡流测功器、柴油机、油耗仪、水温表、排气温度表、大气压力计和干湿球温度计等。3.试验方法及步骤试验前，喷油泵已按规定调整适当，供油提前角在最佳位置。（1）发动机各连接部位的固定情况及发动机的技术状态，检查机油油面和冷却水，打开试验台油箱开关，记录大气压力和相对湿度。（2）起动发动机，预热到水温达到70以上。（3）制取标定转速下的负荷特性：从小负荷做起，首先，使测功器负荷为零，调节调速手柄位置，使发动机转速为标定转速，待稳定后，开始测取第点，记录设定时间的燃油消耗量m，转速n，测功器读数Ttq 、冷却水出口温度tB、排气温度tr、机油温度tM及机油压力PM等参数。然后逐渐增加负荷至某一值（可预先选好试验点），同时改变调速手柄位置（向大的方向移动），使发动机转速恢复到标定转速，稳定后测取第点上述各项数据。以后依次递增负荷，一直到调速手柄到达最大位置时止。一条负荷特性曲线可测取8点以上。（说明：制取负荷特性理应将喷油泵与调速器脱开，改变供油拉杆的行程，但这样做对操作不熟练者，可能在卸载时会出现飞车事故，为安全起见，我们采用较稳妥的变通办法，即不脱开调速器，但要求试验时严格维持各点转速不变，以保证试验的准确性。）（4）以同样的方法再测取一条转速小于标定转速时的负荷特性。（5）在试验中，为了检查每个试验点的准确性，需要绘制监督曲线（m=f(W)），发现线外点，可立即重新进行试验。在试验中还应随时注意倾听和观察发动机工作情况，如发动机的声音、水温、油温和油压等，水温应保持7595，机油温度保持6595，机油压力应为23kg/cm2。（6）全部试验点测取完后，使发动机在无负荷下以中速运转几分钟，然后熄火。（7）整理试验室，收拾好所有用过的仪表及工具等。4.预习要求（1）复习负荷特性一节，弄清制取负荷特性的意义。（2）预计并画出负荷特性监督曲线m=f(W)的形状。5.试验报告（1）仔细填写记录表格中各项内容。 （2）绘制负荷特性曲线：在同一张图上用同一个座标分别画出两种不同转速下的B=f(Pe),be=f(Pe)和tf=f(Pe)曲线（注意be曲线的画法）。（3）分析be=f(Pe)曲线的变化规律，并比较一下不同转速时be的变化。试验二 汽油机负荷特性试验1.目的和要求 （1）了解当负荷变化时，汽油机经济性指标的变化规律，从而找出最经济的负荷区域。（2）熟悉发动机试验方法和试验操作技能。2.设备仪器QT-6水力测功器、或CW-160电涡流测功器、汽油机、油耗仪、水温表、排气温度表、大气压力计和干湿球温度计等。3.试验方法及步骤试验前，化油器已按规定调整适当，点火提前角在最佳位置。（1）发动机各连接部位的固定情况及发动机的技术状态，检查机油油面和冷却水，打开试验台油箱开关，记录大气压力和相对湿度。（2）起动发动机，预热到水温达到70以上。（3）制取标定转速下的负荷特性：从小负荷做起，首先，使测功器负荷为零，调节节气门位置，使发动机转速为标定转速，待稳定后，开始测取第点，记录设定时间的燃油消耗量m，转速n，测功器读数Ttq 、冷却水出口温度tB、排气温度tr、机油温度tM及机油压力PM等参数。然后逐渐增加负荷至某一值（可预先选好试验点），同时改变节气门位置（向开度增大的方向旋转），使发动机转速恢复到标定转速，稳定后测取第点上述各项数据。以后依次递增负荷，一直到节气门到达最大位置时止。一条负荷特性曲线可测取8点以上。（4）以同样的方法再测取一条转速小于标定转速时的负荷特性。（5）在试验中，为了检查每个试验点的准确性，需要绘制监督曲线（m=f(W)），发现线外点，可立即重新进行试验。在试验中还应随时注意倾听和观察发动机工作情况，如发动机的声音、水温、油温和油压等，水温应保持7595，机油温度保持6595，机油压力应为23kg/cm2。（6）全部试验点测取完后，使发动机在无负荷下以中速运转几分钟，然后熄火。（7）整理试验室，收拾好所有用过的仪表及工具等。4.预习要求（1）复习负荷特性一节，弄清制取负荷特性的意义。（2）预计并画出负荷特性监督曲线m=f(W)的形状。5.试验报告（1）仔细填写记录表格中各项内容。 （2）绘制负荷特性曲线：在同一张图上用同一个座标分别画出两种不同转速下的B=f(Pe),be=f(Pe)和tf=f(Pe)曲线（注意be曲线的画法）。 （3）分析be=f(Pe)曲线的变化规律，并比较一下不同转速时be的变化。试验三 汽油机速度特性试验1.目的和要求 （1）了解汽油机在转速改变时其性能指标的变化规律。 （2）熟悉汽油机试验方法和进行实际操作技能的基本训练。2.设备与仪器CW-160电涡流测功器、汽油机、油耗仪、转速表、大气压力计、干温球温度计等。3.试验方法与步骤试验前，化油器已按规定调整适当，点火提前角在最佳位置。（1）检查发动机各连接部位的固定情况及发动机的技术状态，检查机油油面和冷却水，打开试验台油箱开关和测功器冷却水开关，记录大气压力、温度和相对湿度。（2）起动发动机，预热到水温达到70以上。（3）将节气门固定在某一开度，逐渐加大测功器负荷一直到测功器读数W到达最大值后又开始减小为止，发动机稳定在较低转速下运转，稳定后测取下列各项参数：记录设定时间的燃油消耗量m，转速n，测功器读数Ttq 、冷却水出口温度tB、排气温度tr、机油温度tM及机油压力PM等参数。然后逐渐减小测功器负荷，发动机转速提高，测功器回到最大值时为试验的第二点，稳定后测取上述各项参数。以后继续减小负荷，发动机的转速升高，使发动机转速每升高200300r/min测一点，一直进行到发动机的功率开始下降为止，一条曲线至少应测取6个均匀分布的试验点，在指标数值变化急剧处，试验点间隔应酌量缩短。（4）在试验中，随时注意发动机声音、水温、油压等，发现水温过高时及时调节流经冷却散热器的水量。试验中还应绘制监督曲线W=f(n)和m=f(n)，发现明显线外点，及时重新测定。（5）将节气门固定在另一较小开度，按上述步骤再制取一条速度特性。（6）全部试验点测取完后，减小节气门开度，同时卸掉测功器负荷。使发动机以中速运转几分钟后熄火。（7）整理试验室，收拾好所有仪表及工具，关闭试验台油箱开关和测功器冷却水开关。4.预习要求（1）复习速度特性一节，弄清制取速度特性的条件及速度特性的意义。（2）预习并画出速度特性监督曲线的形状。（3）复习化油器结构。5.试验报告（1）仔细填写记录表中各项内容。 （2）根据所测得的数据进行计算，并用方格纸在同一坐标上绘制两种节气门开度时的速度特性曲线（Ttq、Pe、B、be=f(n)曲线）。（注意：坐标要取得合适，使曲线均匀布满全图）。 （3）分析Ttq=f(n)和be=f(n)曲线的变化规律以及两种不同节气门开度下两组曲线的变化趋势。试验四 柴油机调速特性试验1.目的和要求 （1）了解柴油机装有调速器工作时，其性能指标的变化规律。 （2）能较熟练地掌握试验方法和操作技能。2.设备仪器电涡流测功器、柴油机、油耗仪、排气温度计、大气压力计、干湿球温度计等。3.试验方法和内容试验前，喷油泵及调速器已在油泵试验台上按规定调整好，供油提前角在最佳位置。（1）测取全负荷调速特性：将调速手柄固定在最大位置，使柴油机在标定工况下稳定运转，卸去全部负荷，使其转速达到最高转速。稳定后记录设定时间的燃油消耗量m，转速n，测功器读数Ttq 、冷却水出口温度tB、排气温度tr、机油温度tM及机油压力PM等参数（第一个试验点）。第一点测取后，增加负荷（如增加到0.25Ttq标定），此时发动机转速稍有下降，调速器作用使供油增加，待稳定后即可测取第二点，记录n、Ttq、m、tB、tr、tM及PM 等读数。以后依次按约25%的比例增加负荷，直到出现Ttqmax，每次增加负荷待发动机工作稳定后，立即测取各项数据就可获得不同负荷下的许多试验点。为使结果比较准确，在标定工况附近应多测取几个点，以便能明显的制取出标定工况处的转折点。最大转矩处的试验点也应适当增加，在最大转矩以后应再制取一点。整个调速特性试验至少应制取10个点。其中6个点应位于曲线转折段上，其余各点可均匀分布。（2）试验中绘出监督曲线Ttq =f(n)和m =f(n)。（3）越过标定工况后，再增加负荷，发动机处于超负荷状态运转，此时会严重冒烟（注意记录开始冒烟及冒烟情况），冷却系过热，这对发动机不利，所以试验应尽快进行，以缩短此段运转时间。 （4）测取部分负荷的调速特性：对于全程式调速器，还可将调速手柄定在不同的其它较小位置，按上述方法测定各参数。4.预习要求 （1）复习调速器特性一节，弄清制取调速特性的条件及其意义。（2）拟定出调速特性试验的步骤和方法。（3）预计并绘出调速特性Ttq 。（4）Ttq =f(n)和m =f(n)监督曲线形状。5.试验报告（1）对所测得的数据进行整理计算后，认真填好试验记录表。（2）绘制两种调速手柄位置时的调速特性。同组中1/3同学绘制以n为横坐标的调速特性，即Ttq、Pe、B、be=f(n)曲线；1/3同学绘制以Pe为横坐标的调速特性，即Ttq、n、B、be=f(Pe)曲线；1/3同学绘制以Ttq为横坐标的调速特性，即n、Pe、B、be=f(Ttq)曲线。以便互相参阅。（3）计算全负荷调速特性的转矩储备系数。（4）对各条曲线作扼要分析。试验五 汽油机排气污染物的双怠速测量试验1.目的和要求（1）测量轻型汽车双怠速时排放物；（2）熟悉轻型车排放物测量方法和操作技能；（3）熟悉五气分析仪的用法。2.设备仪器五气分析仪、轻型车一辆，标准气体一瓶。3.适用范围适用于装有点燃式汽油机，最大总质量大于400kg，最大设计车速等于或大于50km/h的汽车。4.测量方法（1）应保证被检测车辆处于制造厂规定的正常状态，发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。（2）应在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测量仪器。测量时，发动机冷却液和润滑油温度应不低于80，或者达到汽车使用说明书规定的热车状态。（3）发动机从怠速状态加速至70% 额定转速，运转30s后降至高怠速状态。将取样探头插入排气管中，深度不少于400mm，并固定在排气管上。维持15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为高怠速污染物测量结果。对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的汽车，还应同时读取过量空气系数（）的数值。（4）发动机从高怠速降至怠速状态15s后，由具有平均值功能的仪器读取30s内的平均值，或者人工读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为怠速污染物测量结果。（5）若为多排气管时，取各排气管测量结果的算术平均值作为测量结果。（6）若车辆排气管长度小于测量深度时，应使用排气加长管。（7）单一燃料车和两用燃料车 对于两用燃料汽车，要求对两种燃料分别进行排放检测；对于单一燃料汽车，仅按燃用气体燃料进行检测。5.测量结果判定（1） 对于规定的车辆，如果检测污染物有一项超过规定的限值，则认为排放不合格。（2） 对于使用闭环控制电子燃油喷射系统和三元催化转化器技术的车辆，如果检测的过量空气系数（）超出要求，则认为排放不合格。 点燃式发动机汽车双怠速法排气污染物测试报告检测站名称：检测日期： 检测操作员：检测驾驶员： AA.1 车辆信息车辆型号： 生产企业： 基准质量： 最大总质量： 单车轴重： 底盘型号： 驱动方式： 驱动轮胎气压： 变速器型式： 档位数： 发动机型号： 生产企业： 气缸数： 发动机排量： 燃油型式： 催化转化器情况： 累计行驶里程： 燃油规格： 车牌号码： 车辆识别码： 车辆登记日期： 车主姓名及其联系方式： AA.2 检测设备设备认证编码： 设备名称：型号：制造厂： AA.3 检测环境状态温度： 大气压： 相对湿度： AA.4 检测结果及裁决：内 容过量空气系数（）低怠速高怠速CO %HC 10-6 CO %HC 10-6 测试结果排放限值判定结果合格/不合格合格/不合格合格/不合格裁决通过/未通过附：在用汽车排气污染物排放限值 表1 在用汽车排气污染物排放限值 （体积分数） 车 型类别怠 速高怠速CO %HC 10-6 1)CO %HC 10-6 1)1995年7月1日前生产的轻型汽车4.512003.09001995年7月1日起生产的轻型汽车4.59003.09002000年7月1日起生产的第一类轻型汽车2)0.81500.31002001年10月1日起生产的第二类轻型汽车1.02000.51501995年7月1日前生产的重型汽车5.020003.512001995年7月1日起生产的重型汽车4.512003.09002004年9月1日起生产的重型汽车1.52500.7200注：1）HC体积分数值按正己烷当量。2）对于2001年5月31日以后生产的5座以下（含5座）的微型面包车，执行表中在用车排放限值。试验六 柴油机自由加速烟度测量试验（滤纸式）1.目的和要求（1）测量柴油机自由加速时的烟度；（2）熟悉柴油机烟度测量方法和操作技能；（3）熟悉滤纸式烟度计的用法。2.设备仪器滤纸式烟度计、柴油车一辆、活塞式抽气泵、取样探头。3.适用范围适用于装有柴油机，最大总质量大于400kg，最大设计车速等于或大于50km/h的汽车，在自由加速工况下烟度排放标准值。4.测量方法（根据GB/T 3847-2005）4.1测量仪器技术要求1）滤纸式烟度计，由取样系统和测量系统组成，其技术参数和要求应符合HJ/T4-93的规定。2）取样系统，由取样探头、抽气装置、清洗装置和取样接管组成。（1）取样探头图如下（2）滤纸有效工作面积直径为32mm。（3）取样连接管长度为5m，内径为5-0.2mm3）测量系统，由光电发射头、指示器组成4）滤纸规格（1）反射因数（923）%（2）当量孔径为45um（3）透气度为3000ml/（cm2*min）4.2测量程序1）安装取样头用压力为300-400kPa压缩空气清洗取样管路，将取样探头固定在排气管内，插深等于300mm，其中心线与排气管轴线平行。2）测量步骤（1）将抽气泵置于待抽气位置，将洁白滤纸放入取样泵夹紧。（2）抽气泵开关置于油门踏板上，使抽气动作和自由加速同步进行。（3）每次抽气完毕，把烟样送到试样台，由指示器读出烟度值。（4）应于20s内完成上述-所规定的步骤。3）测量规程按如下图进行，共测4次，取后3次烟度值的算术平均值即为所测烟度值，当黑烟冒出的时间和抽气泵开始抽气的时间不同步，应取后3次测量的最大值。柴油车自由加速滤纸式烟度测量记录表烟度计型号： _ 转速仪型号：_ _ 大气压力： _ 大气温度：_ 相对湿度：_ 试验地点：_ 试验人员： _ 试验日期： _序号车型车号怠速转速,r/min测量值，Rb平均值，Rb1234试验七 柴油机自由加速烟度测量试验（不透光烟度法）1.目的和要求（1）测量柴油机自由加速时的烟度；（2）熟悉柴油机烟度测量方法和操作技能；（3）熟悉不透光式烟度计的用法。2.设备仪器不透光式烟度计、柴油车一辆、取样探头。3.适用范围适用于装有柴油机，最大总质量大于400kg，最大设计车速等于或大于50km/h的汽车，在自由加速工况下烟度排放标准值。4测试程序（根据GB/T 3847-2005）4.1 车辆准备4.1.1车辆在不进行预处理的情况下也可以进行试验。出于安全考虑，必须确保发动机处于热状态，并且机械状态良好。4.1.2发动机应充分预热，例如：在发动机机油标尺孔位置测得的机油温度应至少为80；如果温度低于80，发动机也应处于正常运转温度。因车辆结构，无法进行温度测量时可以通过其它方法使用发动机处于正常运转温度，例如，通过控制发动机冷却风扇。4.1.3采用至少三次自由加速过程或其它等效方法对排气系统进行吹拂。4.2 试验方法4.2.1目测检测车辆的排气系统的相关部件是否泄漏。4.2.2发动机包括所有装有废气涡轮增压的发动机，在每个自由加速循环的起点均处于怠速状态。对重型发动机，将油门踏板放开后至少等待10秒钟。4.2.3在进行自由加速测量时，必须在1秒内，将油门踏板快速、连续但不粗暴地完全踩到底，使喷油泵供给最大油量。4.2.4对每一个自由加速测量，在松开油门踏板前，发动机必须达到断油点转速。对带自动变速箱的车辆，则应达到制造厂申明的转速（如果没有该数据值，则应达到断油转速的2/3）。关于这一点，在测量过程中必须进行检查，例如：通过监测发动机转速，或延长油门踏到底后与松开油门前的间隔时间，对于重型汽车，该间隔时间应至少为2秒。4.2.5 计算结果取最后三次自由加速测量结果的算术平均值。在计算均值时可以忽略与测量均值相差很大的测量值。4.2.6为了避免不必要的试验，作为4.2.5的例外，对测量次数低于三次，或按4.1.3条规定对排气系统进行吹拂后，其自然吸气机型测量结果超过3.0m-1，增加机型的测量结果超过3.5m-1的车辆，即可判定为不合格；同样，对测量次数低于三次，或按4.1.3条规定对排气系统进行吹拂后，其测量结果比限值低1.0m-1的车辆，即可判定为合格。附：柴油机自由加速试验烟度限值1.于本标准实施后的在用汽车进行自由加速试验，所测得的排气光吸收系数应不大于该车车型型式核准时的自由加速试验排气可见污染物排放的校正值，再加0.5m-1。2.对于2001年10月1日起生产的在用汽车自2001年10月1日起至本标准实施之日期间生产的汽车，进行自由加速试验所测得的最大光吸收系数不应超过以下数值：自然吸气式：2.5m-1；涡轮增压式：3.0 m-1。3 对于2001年10月1日前生产的在用汽车3.1 自1995年7月1日起至2001年9月30日期间生产制造的在用汽车，应按滤纸式烟度法的要求进行试验，测量的烟度值应不大于4.5Rb。3.2自1995年6月30日以前生产制造的在用汽车，应按滤纸式烟度法的要求进行试验，测量的烟度值应不大于5.0Rb。附录：发动机原理复习思考题1-1内燃机的理论循环有几种？试画出基本理论循环的p-v 图和T-S 图。1-2从理论循环的分析可以看出，哪些因素影响内燃机的热效率？1-3 当加热量、压缩比相同时，试比较三种理论循环的热效率。 1-4工质为空气的混合加热循环，其压缩比为=16，定容升压比=1.5，定压膨胀比=1.4，开始压力P1=1（bar）。求循环最高压力和循环热效率。 1-5画出柴油机及汽油机的实际循环示功图（P-V图和P-图），指出各过程的压力、温度大致范围。 1-6内燃机理论循环的热效率比实际的高得多，原因何在？ 1-5什么是泵气损失和换气损失？二者有何差别？ 1-6平均指示压力pi和平均有效压力pe概念是什么？二者有何区别和联系？1-7理论循环热效率t，指示（热）效率i、有效（热）效率e和机械效率m的定义和计算公式是什么？比较柴油机和汽油机上述各值的大小。1-8发动机动力性指标有哪些？经济性指标有哪些？1-9发动机的机械损失主要包括哪些项目？分析转速和负荷对机械效率m的影响。1-10如何用灭缸法测量机械效率？1-11提高发动机动力性和经济性的途径有哪些？1-12先比较k=1.4，=5，=1.5，=1.4的三种内燃机理论循环的热效率，再将定容加热循环的压缩比保持为5，而将定压加热循环的压缩比提高到20进行比较，并分析比较结果。1-13在柴油机中，为了使喷入的柴油能自燃，必须保证空气被压缩后的温度在500以上。假定压缩后的温度为600，压缩过程视为可逆绝热压缩过程，压缩的始点温度为50，起始压力为1bar（绝对），求压缩后的气体压力和压缩比。1-14已知495型柴油机S=115mm，燃料低热值Hu=42700KJ/kg，n=2000rpm时，Pe=36.76KW，m=0.75，be=265g/KWh，求该机的i、pi、bi、pe、e、PL。1-15解放CA141型载货汽车用CA6102发动机，S=114.3mm，D=101.6mm，在3000rpm时发出99KW功率，计算该机的Ttq、pe、PL。2-1对内燃机换气过程要求是什么？什么是自由排气？什么强制排气？它们各自有何特点。2-2什么是充气效率v？影响充气效率v的因素有哪些？2-3试分析内燃机转速对充气效率的影响？2-4内燃机负荷对充气效率的影响在柴油机和汽油机上有什么不同？为什么？2-5每循环充气量和单位时间的充气量有何区别？与发动机转矩Ttq和功率Pe是什么关系？2-6说明进气迟闭角大小对v=f(n)变化曲线的影响。3-1了解汽油和柴油的使用性能。3-2评价汽油抗爆性的指标是什么？评价柴油自燃性的指标是什么？如何评价它们的好坏？3-3内燃机燃烧有哪几种方式？柴油机和汽油机的着火特点和燃烧方式有何不同？3-4什么是完全燃烧？什么是燃料高、低热值？3-5 预混合燃烧与扩散燃烧有那些差别？4-1汽油机的正常燃烧分几个时期？4-2汽油机不正常燃烧有哪两种？4-3汽油机“爆震燃烧”有何特征？造成的危害是什么？分析影响“爆燃”的主要因素？如何防止“爆燃”？4-4列表对比汽油机和柴油机的燃烧过程的特点。4-5影响汽油机燃烧过程的因素有哪些？点火提前角、转速和负荷怎样影响燃烧过程？4-6汽油机、柴油机废气中含有哪些有害成分？这些有害排放物是怎样生成的？如何降低这些有害排放物？5-1柴油机的燃烧过程可分为几个时期？各有何特征？5-2喷油提前角对燃烧过程有何影响？5-3柴油机的燃烧室可分为哪几类？弄清楚柴油机上常用的各种燃烧室的构造及燃烧过程的特点是什么？5-4什么是喷油规律？喷油规律对燃烧过程有何影响？5-5 B、g、be的含义是什么？三者的关系如何？单位各是什么？5-6影响柴油机燃烧过程的运行因素有哪些？它们是如何影响燃烧过程的？5-7什么是柴油机的“工作粗暴性”？分析影响“粗暴性”的主要因素？5-8试分析供油提前角对柴油机燃烧过程的影响，并用P-图表示。当发动机转速变化时，最佳供油提前角是否要变？为什么？5-9燃烧放热规律的三要素是哪些？理想的喷油规律是什么？6-1内燃机工况用什么参数来表示？根据使用条件可分几类？各有何特点？6-2搞清楚内燃机工况、特性和特性曲线的概念。研究内燃机特性有什么意义？6-3研究内燃机负荷特性有什么实际意义？6-4制取柴油机和汽油机负荷特性时，哪些条件相同？哪些条件不同？6-5比较汽油机、柴油机be曲线。低负荷时，be高的原因是什么？6-6搞清楚柴油机冒烟界限的概念。它和功率标定有何关系？6-7制取柴油机的速度特性的条件是什么？什么是外特性和部分特性？6-8柱塞泵供油速度特性对柴油机的Pe=f(n)曲线有何影响？6-9什么是发动机的转矩储备系数M和转速适应性系数K？6-10制取汽油机速度特性的条件是什么？6-11如何根据内燃机使用特点选择合适的转矩特性？6-12为什么汽油机工作比较稳定且高速不易飞车？而柴油机工作则不稳定、高速易飞车？6-13万有特性中，等油耗曲线be=f(n、pe)应具有怎样分布规律才适合汽车拖拉机发动机的工作？6-14同一台发动机在不同大气状况下（南方与北方、夏季与冬季、高原与平原等）使用时，其性能指标会有什么变化？如何进行大气修正？7-1为什么说增压是提高内燃机功率的重要途径？增压有几种方式？7-2搞清楚增压比、增压度、增压中冷等含义？7-3废气涡轮增压柴油机需要在结构和参数上有哪些改动？为什么？8-1内燃机试验有哪些类型？8-2内燃机试验需要哪些试验设备和仪器？8-3内燃机试验需测哪些数据？