4-2 发动机功率的检测

1、第二节第二节 发动机功率的检测发动机功率的检测 发动机输出的有效功率是指发动发动机输出的有效功率是指发动机输出轴上发出的功率，是发动机一机输出轴上发出的功率，是发动机一项综合性指标，通过检测，可掌握发项综合性指标，通过检测，可掌握发动机的技术状况，确定发动机是否需动机的技术状况，确定发动机是否需要大修或鉴定发动机的维修质量。发要大修或鉴定发动机的维修质量。发动机功率的检测可分为动机功率的检测可分为稳态测功稳态测功和和动动态测功态测功。 一、稳态测功和动态测功一、稳态测功和动态测功 稳态测功是指发动机在节气门开度一定，转速稳态测功是指发动机在节气门开度一定，转速一定和其他参数都保持不变的稳定状态

2、下，由一定和其他参数都保持不变的稳定状态下，由测功器测试功率的方法。测功器测试功率的方法。 通过测量发动机的输出转矩和转速，由下式计通过测量发动机的输出转矩和转速，由下式计算出发动机的有效功率：算出发动机的有效功率： 式中：式中：PePe发动机功率，发动机功率，kwkw； n n发动机转速，发动机转速，r/minr/min； Me Me发动机输出扭矩，发动机输出扭矩，N N m m。 稳态测定额定功率：节气门全开，施加稳态测定额定功率：节气门全开，施加额定负荷，在额定转速下，测出转矩额定负荷，在额定转速下，测出转矩 稳态测功优点：结果比较准确、可靠，稳态测功优点：结果比较准确、可靠，多为发动机

3、设计、制造、院校和科研单多为发动机设计、制造、院校和科研单位做性能试验所采用；位做性能试验所采用； 缺点：测功时费时费力、成本较高，需缺点：测功时费时费力、成本较高，需要大型、固定安装的测功器。要大型、固定安装的测功器。 有负荷测功、有外载测功。有负荷测功、有外载测功。 动态测功：动态测功： 定义：发动机在节气门开度和转速等参数均处定义：发动机在节气门开度和转速等参数均处于变动的状态下，测定发动机功率的一种方法。于变动的状态下，测定发动机功率的一种方法。 基本方法：发动机在低速基本方法：发动机在低速( (怠速或空载怠速或空载) )运转时，运转时，突然全开节气门或置油门齿杆位置为最大，使突然全开

4、节气门或置油门齿杆位置为最大，使发动机加速运转，用加速性能直接反映最大功发动机加速运转，用加速性能直接反映最大功率。率。 无负荷测功、无外载测功无负荷测功、无外载测功 无需施加负荷，不需测功器，可就车检测，使无需施加负荷，不需测功器，可就车检测，使用方便，省事省力；精度差用方便，省事省力；精度差 二、发动机无负荷测功的原理二、发动机无负荷测功的原理测量原理：（测量原理：（动力学动力学）对于某一结构的发动）对于某一结构的发动机，它的运动件的转动惯量可以认为是一定机，它的运动件的转动惯量可以认为是一定值，这就是发动机加速时的值，这就是发动机加速时的惯性负载惯性负载，因此，因此，只要测出发动机在指定

5、转速范围内急加速时只要测出发动机在指定转速范围内急加速时的平均加速度，即可得知发动机的动力性能。的平均加速度，即可得知发动机的动力性能。或者说通过测量某一定转速时的瞬时加速度，或者说通过测量某一定转速时的瞬时加速度，就可以确定出发动机的功率大小。瞬时加速就可以确定出发动机的功率大小。瞬时加速度愈大，则发动机功率愈大，加速时间也愈度愈大，则发动机功率愈大，加速时间也愈短。短。测定瞬时角加速度测定瞬时角加速度瞬时功率瞬时功率， 测定加速时间测定加速时间平均功率平均功率1 1、测角角加速度、测角角加速度dtdnIdtdIMe30式中：式中：MeMe发动机的有效转矩，发动机的有效转矩， I I 发动机

6、运动机件对曲轴中心线发动机运动机件对曲轴中心线 的当量转动惯量，的当量转动惯量， n n 发动机转速，发动机转速，r/minr/min d d/dt/dt 曲轴的角加速度，曲轴的角加速度，rad/srad/s2 2 dn/dtdn/dt 曲轴的加速度，曲轴的加速度，r/sr/s2 2mN 2mkg 把Me代入式 中令则 乘以修正系数K令则 （4-1） dtdnnCPeKCCdtdnnKCPedtdnnCPeICdtdnnIPe2121113095503095502 2、测加速时间、测加速时间将式4-1变换：积分：令得tCPnnCCtnnCPdtdnnCPdtdnnCPeeaveavavavea

7、v12112132122232122222Peav平均有效加速 功率，kW nav平均转速， r/min 平均加速度， r/s2n1、n2设定的起止 转速，r/mint加速时间，savdtdn三、无负荷测功仪及使用方法三、无负荷测功仪及使用方法仪器方案：测瞬时加速度、测加速时间仪器方案：测瞬时加速度、测加速时间1 1、测瞬时加速度原理、测瞬时加速度原理通过测量加速过程中某一转速的加速通过测量加速过程中某一转速的加速度从而获得瞬时功率的仪器方案。度从而获得瞬时功率的仪器方案。仪器组成：传感器、脉冲整形装置、仪器组成：传感器、脉冲整形装置、时间信号发生器、加速度计算器和控时间信号发生器、加速度计算

8、器和控制装置、转换分析器、转换开关、功制装置、转换分析器、转换开关、功率指示表、转速表和电源，如率指示表、转速表和电源，如图图4-394-39所示。所示。1-1-传感器传感器2-2-整形装置整形装置3-3-时间信号发生器时间信号发生器4-4-加速度计算器和加速度计算器和控制装置控制装置5-5-转换分析器转换分析器6-6-转换开关转换开关7-7-功率指示表功率指示表8-8-转速表转速表9-9-电源电源矩形触发脉冲信号矩形触发脉冲信号转速到转速到n1时才被触发时才被触发控制时间间隔控制时间间隔每一时间间隔的脉冲数与每一时间间隔的脉冲数与n n成正比成正比后一时间间隔与前一时间间隔脉冲数的差值与后一

9、时间间隔与前一时间间隔脉冲数的差值与a a成正比成正比 电磁感应传感器：脉冲数电磁感应传感器：脉冲数 倍频倍频（2-42-4倍倍）：提高灵敏度）：提高灵敏度 加速到加速到n n1 1 整形装置输出触发脉冲信号整形装置输出触发脉冲信号 ZnnnZff212 2、无负荷测功仪使用方法、无负荷测功仪使用方法 (1)(1)仪器自校、预热仪器自校、预热 按使用说明书，仪器预热按使用说明书，仪器预热0.5h0.5h，然后进行自校（其，然后进行自校（其面板图面板图如图如图4-414-41所示）。把计数检查旋钮所示）。把计数检查旋钮1 1拨向拨向“检查检查”位置，左边时间（位置，左边时间（T T）表头指针）表

10、头指针1s1s摆动一摆动一次。把旋钮次。把旋钮1 1拨向拨向“测试测试”位置，把旋钮位置，把旋钮3 3拨向拨向“自自校校”位置，再缓慢旋转位置，再缓慢旋转“模拟转速模拟转速”旋钮旋钮2 2，注意，注意转速（转速（n n）表头指针慢慢向右偏转（模拟增加转）表头指针慢慢向右偏转（模拟增加转速）。当指针偏转至起始转速速）。当指针偏转至起始转速n n1 1=1000r/min=1000r/min位置时，位置时，门 控 指 示 灯 即 亮 。 继 续 增 加 模 拟 转 速 至门 控 指 示 灯 即 亮 。 继 续 增 加 模 拟 转 速 至n n2 2=2800r/min=2800r/min时，时，“

11、T”T”表即指示出加速时间，以表即指示出加速时间，以表示模拟速度的快慢。按下表示模拟速度的快慢。按下“复零复零”按钮，仪器表按钮，仪器表针回零，门控指示灯熄灭，表示仪器调整正常。否针回零，门控指示灯熄灭，表示仪器调整正常。否则，微调则，微调n1n1、n2n2电位器。电位器。 图4-41 便携式无负荷测功仪面板 (2)(2)预热发动机，安装转速传感器预热发动机，安装转速传感器 预热发动机至正常工作温度预热发动机至正常工作温度(80(8090)90)，并使，并使发动机怠速正常。变速器空档，然后把仪器转速发动机怠速正常。变速器空档，然后把仪器转速传感器二接线卡分别接在分电器低压接柱和接铁传感器二接线

12、卡分别接在分电器低压接柱和接铁线路上。线路上。 (3)(3)测加速时间（测加速时间（怠速加速法怠速加速法） 操作者在驾驶室内迅速地把加速踏板踩到底，发操作者在驾驶室内迅速地把加速踏板踩到底，发动机转速猛然上升，当动机转速猛然上升，当“T”T”表指针显示出加速表指针显示出加速时间时间( (或功率或功率) )时，应立即松开加速踏板，切忌发时，应立即松开加速踏板，切忌发动机长时间高速空转。记下读数，仪器复零。重动机长时间高速空转。记下读数，仪器复零。重复操作三次，读数取平均值。复操作三次，读数取平均值。( (n n2 2自动熄火，低于自动熄火，低于n n1 1时，时，“复零复零”) ) 视频四、检测

13、结果分析（诊断参数标准）四、检测结果分析（诊断参数标准） 根据测定结果进行分析，对发动机技术状况作根据测定结果进行分析，对发动机技术状况作出判断。出判断。 在用车发动机功率不得低于原额定功率的在用车发动机功率不得低于原额定功率的75%75%，大修后发动机功率不得低于原额定功率的大修后发动机功率不得低于原额定功率的90%90%。 (1)(1)若发动机功率偏低，系燃料供给系调整状况若发动机功率偏低，系燃料供给系调整状况不佳，点火系技术状况不佳，应对油、电路进不佳，点火系技术状况不佳，应对油、电路进行调整。若调整后功率仍低时，应结合气缸压行调整。若调整后功率仍低时，应结合气缸压力和进气歧管真空度的检

14、查，判断是否是机械力和进气歧管真空度的检查，判断是否是机械部分故障。部分故障。 (2)(2)对个别气缸技术状况有怀疑时，可对其进行对个别气缸技术状况有怀疑时，可对其进行断火后再测功，从功率下降的大小，诊断该缸断火后再测功，从功率下降的大小，诊断该缸的工作情况。的工作情况。五、单缸功率的检测和单缸转速降五、单缸功率的检测和单缸转速降 动力平衡：整机功率与单缸断火功率之差为断火之缸功率，动力平衡：整机功率与单缸断火功率之差为断火之缸功率，技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的。技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的。 也可利用在单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，来也可利用在单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，来评价各缸的工作情况。工作正常的发动机，在某一转速下评价各缸的工作情况。工作正常的发动机，在某一转速下稳定空转时，发动机的指示功率与摩擦功率是平衡的。此稳定空转时，发动机的指示功率与摩擦功率是平衡的。此时，若取消任一气缸的工作，发动机转速都会有相同的下时，若取消任一气缸的工作，发动机转速都会有相同的下降值。要求最高与最低下降之差不大于平均下降值的降值。要求最高与最低下降之差不大于平均下降值的30%。如果转速下降值低于一定规定值，说明断火之缸