(高清版)GBT 21404-2022 内燃机 发动机功率的确定和测量方法 一般要求

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会 I Ⅱ 1 2 2 3 3 93.5试验 4符号 5标准基准状况 6.1总则 7功率修正方法 267.1总则 26 26 26 26 28 288.1总则 28 299试验报告 29 29 I本文件代替GB/T21404—2008《内燃机发动机功率的确定和测量方法一般要求》,与Ⅱ本文件确立了ISO发动机功率测量标准的体系框架。应用这一体系框架可以避免在发动机功率采用这一方式的优点是对相同或同类发动机用于不同用途时可以合理地使用1ISO2710-1往复式内燃机词汇第1部分：发动机设计和运行术语(ReciprocatinginternalISO3046-4往复式内燃机性能第4部分：调速(Reciprocatinginternalcombustionengines—ISO3046-5往复式内燃机性能第5部分：扭转振动(Reciprocatinginternalcombustionen-gines—Performance—ParISO3046-6往复式内燃机性能第6部分：超速保护(Reciprocatinginternalcombustionen-gines—Performance—Part6:ISO3104石油制品透明和不透明液体运动黏度测定法及动力黏度计算法(Petroleumprod-ucts—Transparentandopaqueliqui2ISO3675原油和液体石油产品密度实验室测定法密度计法(Crudepetroleumandliquidpe-troleumproducts—Laboratorydeterminationofdensity—HydrometeISO5163石油制品汽车和航空用燃料抗爆性的确定马达法(Petroleumproducts—Determi-nationofknockcharacteristicsofmotorandaviationfuels—MotormethoISO5164石油制品汽车燃料爆震特性的测定研究法(Petroleumproducts—Determinationofknockcharacteristicsofmotorfuels—Researchmethod)ISO5165石油制品柴油着火性能的测定十六烷值法(Petroleumproducts—Determinationoftheignitionqualityofdieselfuels—CetanISO7876-1燃油喷射装置词汇第1部分：喷油泵(Fuelinjectionequipment—Vocabulary—ISO11614往复压燃式内燃机排气消光度测量仪及光吸收系数测定仪(Reciprocatinginternalcombustioncompressionationofthelightabsorptioncoefficientofexhaustgas)ASTMD240采用弹式量热器forHeatofCombustionofLiquidHydrocarbonFuelsbyBombCalorimeter)mationofNetHeatofCombustionofAviationFuels)3标准量产设备standardpro怠速idlingspeed4之和。ISO9249和ISO41061曲轴箱排放控制系统空气滤清器限速装置2进气加热装置(进气歧管用)3如为SPE,装任选，可使用装如为SPE,装装如为SPE,装装545电控装置、空气流量计等6(柴油)]:喷油泵高压油管喷油器进气门电控装置、空气流量计等调节齿条)7风扇如为SPE,装·如为SPE,装.8如为SPE,装9电器设备：发电机点火线圈或线圈组连接导线6表1发动机功率试验安装的设备和辅助装置(续)ISO9249和ISO4106ISO2534规定的增压设备：如为SPE,装冷却泵或风扇(由发动机驱动)不装i试验台辅助风扇如为SPE,装”注：“如为SPE,装”是指如为标准量产设备(SPE),则在确定发动机功率时安装该设备。如用于总功率试验，当不存在对发动机功率有显著影响的以确保进气负压与制造厂规定的、在使用清洁空气滤清器时的限值之差不超过0.1kPa。—-对ISO8178用发动机功率试验：在下列情况时应装有预定用途的完整的进气系统：●存在对发动机功率有显著影响的风险；●自然吸气火花点燃式发动机；在其他情况下则可使用效果相当的系统，并应检查以确保进气压力与制造厂规定的、清器时的上限值之差不超过0.1kPa。_—对净功率试验：当不存在对发动机功率有显著影响的风险时，可使用效果相当的系统。此时，应检查以确保发动机排气系统背压与制造厂规定的上限值之差不超过1kPa。——对总功率试验：当不存在对发动机功率有显著影响的风险时，可以使用效果相当的系统。此时，应检查以确保发动机排气系统背压与制造厂的规定值之差不超过1kPa。但也可使用损失最小的系统。——对ISO8178用发动机功率试验：在下列情况时应装有预定用途的完整的排气系统：●存在对发动机功率有明显影响的风险；●自然吸气火花点燃式发动机；在其他情况下，只要测得的压力与制造厂规定的上限值之差不超过1kPa,则可采用效果相当的系·若发动机装有排气制动器，则应将节流阀固定在全开位置。7表1发动机功率试验安装的设备和辅助装置(续)试验时安装油”系统时)。进气阀是喷油泵气动调速器的控制阀。调速器或喷油装置可以含有可影响喷油量与发动机冷却系统的数值保持基本相同即可。若装有散热器百叶窗，则应特性曲线计算或由实际试验，确定风扇或鼓风机所发电机的电功率应为最小值，仅限于使发动机运行所必需的辅助装置进行工点火提前角应是在制造厂推荐的最小辛烷值燃料时所确立的在用条件荐的最小辛烷值燃料时所确立的在车内或机内条件冷器的发动机空气的压力降和温度降与制造厂为该系统在整车或整机上所规定的数值保持相同-对ISO8178用发动机功率试验：冷器的发动机空气的最大压力降和最小温度降与制造厂所规定的89按发动机制造厂标定，在制造厂规定的正常维修周期内和下列条件下，只使用基本从属辅助装a)在发动机使用的环境状况和运转工况下按规定转速运转；将发动机在试验状况下测得的功率值修正到在其他运转工况或基准状况下预计的功率值而无需进净扭矩nettorque常用电子数据处理(EDP)表示aA发动机系数(每种机型的特性参数) 表2符号(续)常用电子数据处理(EDP)表示kK指示功率比mMnN替代基准总气压标准基准饱和蒸汽压力现场环境饱和蒸汽压力试验环境饱和蒸汽压力PP替代基准状况下的有效功率qQmg/(L·循环)mg/(L·循环)rR增压比(压气机出口与进口绝对空气压力之比) 5S℃℃t℃℃K替代基准增压中冷介质绝对温度K表2符号(续)常用电子数据处理(EDP)表示KKK替代基准环境空气绝对温度KTKKa β7曲轴与测点间的传动效率%%%a大气的cd干的im机械的最大的表3下标(续)0Pr替代基准状况s饱和的t总的Tx定义允差1在发动机传动轴末端测得的、由nmin-在一定时间内发动机传动轴的min-之和2环境压力气缸压缩压力在关闭燃料时气缸内工作介质的最大压力表4参数表(续)定义允差最大气缸压力介质达到的最大压力压力平均绝对压力增压压力压力气缸进气口前的增压压力涡轮或其他排气辅助增压器(仅适用于恒压系统的发动机)进口处的排气压力冷却介质压力液冷系统中规定点的压力机油压力在润滑系统规定位置处的机油压力(在各润滑油回路中滤清器、冷却器等的前后处)燃油供油压力喷油泵进口处燃油压力的算术3KKTK中冷器后增压空气温度KK口处排气温度TK表4参数表(续)定义允差TKK在润滑系统规定位置处的机油K的燃料温度K4发动机每单位时间内所消耗的BbA空气消耗率a5单位时间内流过发动机冷却系单位时间内流过发动机润滑系6(用光反射率的函数来表示)r±0.3(10个单位的量程)”a)光线被未稀释排气遮挡的Nk%表4参数表(续)定义符号允差比排放注：1ppm=1×10-⁶。d必要时应按照ISO2710-1规定使用下标“e”来区分有效功率·每种压力允差(序号2.1和2.5除外)均以表压的可用bar代替kPa或MPa。h用最大压力记录仪、机械式示功器通过示功图或类似方法测用电气方法(电阻温度计或带测量仪的热电偶)或液体温可用℃来代替K。发动机制造厂可根据现有设备选用6.1或6.3中所示非消光度测量参数，或6"使一已知量的排气通过一定面积的滤纸(白色),测定光从滤纸反射n对自动连续测量，6.1中的允差在满量程为每10个单位时可为±0.6。Pk值由以下公式求得：式中：N是线性满量程为0～100单位的消光烟度计读数。4使一已知量的未稀释排气通过滤纸后，测量该滤纸增加的质量，然后修正到标准基准温度和压力。采用适合于各种组分(和/或其浓度)的化学或物理方法来测“B”是排气各组分的下标。“根据测得的排放浓度和所计算的排气流量来计算。发动机系组编号1最高设计转速通常大于1800r/min、使用时不2最高设计转速约为1500r/min及以34最高设计转速约为250r/min～15005表4第6列所规定的试验发动机和每种测量参数的允差仅适用于相关“卫星”标准规定的标定 6.2.6试验程序表6清单A:试验测量项目发动机系组编号(见表5)12345×××××××XX××X×XX××X×机油压力×X×X排气离开发动机时的温度和压力X×××发动机或增压器进口处进气压力和温度×××X涡轮进口处排气温度×××进气歧管中增压压力×××X××××X发动机进出口处机油温度××X表6清单A:试验测量项目(续)发动机系组编号(见表5)12345×××每台中冷器后的增压压力X××X×X中冷器进出口处冷却介质平均温度X××最大气缸压力××涡轮进口处排气压力×××××各冷却介质回路中的温度和压力×X×X滤清器和冷却器前后机油压力××热交换器进出口处次级冷却介质和机油温度×XXX压缩压力×注：“×”为需要测量的项目；“一”为无需测量的项目。6.2.6.1.5清单C(见表8)所示功能检查项目可作为表5中系组2～系组5发动机的附加测量项目。根据ISO3046-6规定，超速限制装置功能正确根据ISO3046-4规定，调速系统功能正确所有故障保护和报警装置对运行中出现的故障情况(例如：机油压力过低、机油温度过高、发动机曲轴箱压力升高等情况)应对正确所有压力和温度的自动控制功能正确在达到制造厂与客户商定的发动机验收试验条件前和/或后，换向机构、内置式倒车减速机构和联轴节功能正确曲柄臂的偏转未超过规定限值根据ISO3046-5规定，发动机按合同要求与从动机械配套试验时，在规定功率/转速表10清单E:特种试验项目(示例)(续)噪声水平内燃发电机组并车运行及其他电气试验在制造厂规定的时间内进行维护保养的能力在规定故障下运行时，例如一台或几台涡轮增压器失效时的机动性及发出规定功率的能力扭矩的士2%。空气温度测量系统应具有士2K的准确度。大气压力测量系统应具有士100Pa的准确度。用于测量排气系统背压的系统应具有士200Pa的准确度。测量时应符合表1脚注b的要求。按照表1脚注a的要求，压力准确度应达到士50Pa。用来测量进气管道绝对压力的系统准确度应达到实测压力的±2%。6.3.3设定条件为了测定发动机的功率，试验所需设定的条件见表11。设定项目1作进一步变动2喷油泵出油阀设定3点火或喷油定时(定时曲线)4调速器设定56增压控制6.3.4.1功率试验应包括火花点燃式发动机在节气门全开时的运行和压燃式(柴油)发动机将喷油泵调定在全负荷固定油量下的运行，此时发动机应装有标准量产设备(SPE)及表1规定的设备。6.3.4.2应向发动机提供足够的新鲜空气并在稳定工况下测取性能数据。试验前，应按照制造厂建议对发动机进行磨合运行。燃烧室可留有积碳，但不应超过限定量。选择诸如进气空气温度等试验条件时，应使其尽可能接近标准基准状况(见第5章),以便使修正系数达到最小。6.3.4.3应在进气管路中测量发动机的进气温度，并在同一地点测量进气负压。温度计或热电偶应加以防护，以免受飞溅燃油及辐射热的影响，并应将其插入气流中。应选用足够数量的测量位置，以便测得有代表性的进气温度平均值。6.3.4.4应在进气管道、空气滤清器、进气消声器或限速装置(如有)的下游测量进气负压。表12试验燃料试验目的定型试验(认证)客户或检测人员7功率修正方法本功率修正方法已经在一批有代表性的转速大于或等于2000r/min的预调整发动机上进行了试验验证。制造厂若认为合适，可以将本修正方法扩大到其他发动机，或根据经验判断对其进行限制使用。本功率修正方法应用以将试验环境状况下的实测(测定)功率换算为第5章规定的标准基准状况下P,=a.×P, (1)P,=a.×P, (2)7.2试验大气状况a)温度(T,):b)干空气压(pa): 修正系数(aa)由公式(3)求得。公式(3)适用于带化油器和其他设计有随环境状况变化能使燃/空比保持相对不变的燃料控制装置如果超出该限值范围，应给出求得的修正功率值，并在试验报告中确切说明试验状况(温度和压力)。对于按恒定供油量调定(预调定供油量)的压燃式(柴油)发动机，功率修正系数(ac)可由公式(4)a.=(f.)fm (4)f.——大气系数(见7.4.2); (5) (6) (7)发动机系数(fm)取决于发动机机型和相应燃料设定下的实 (8)z——对四冲程发动机Z=120000,对二冲程发动机Z=60000;r,——标准基准状况下压气机出口与进口绝对静压之比(对于自然吸气式发动机r,=1)。对于当qe小于37.2时，fm应取恒定值0.2(fm=0.2);当q.大于65时，fm应取恒定值1.2(fm=1.2)GB/T21404—2022/ISO如果超出该限值范围，应给出求得的修正功率值，并在试验报告中准确说明试验状况(温度和压7.5其他机型发动机对于不包含在7.3和7.4中的发动机，当环境空气密度与标准基准状况下的空8.1通则为了确定发动机在第5章规定的标准基准状况下排烟的光吸收系数，应将用绝对单位表示的烟气k,=a,k (11)a,修正系数(见8.3); (12)料的性能3)宜说明燃料的低热值及其测定方法。9.2.2定型试验报告9.2.2.1压燃式发动机基本特性”9.2.2.1.1发动机说明 型式： 压缩比³): 冷却液性质：…………………b)风冷：鼓风机特性或牌号2):……………型式：………导风管(标准生产):K喷油提前角”:………… 9.2.2.1.9排气系统率时制造厂)规定的最大背压。 机油箱位置： 与燃料混合使用):…………(必要时，列出清单并简要说明):9.2.2.2火花点燃式发动机基本特性”牌号： mm 压缩比”: 9.2.2.2.2冷却系统节温器设定值：…b)风冷：.导风管(标准生产):液冷：K基准点(说明):...KKK手动/自动阻风门²:……压力：...kPa...或特性曲线²):..压力：……点火提前曲线》:……点火定时3):.型式：循环泵):GB/T21404—2022/ISO19.2.2.2.12电器设备直流发电机/交流发电机”:…9.2.2.3测量净功率和总功率时的试验状况发动机冷却介质出口处：…………………K²化油器/喷油器燃油分配器进口”:………K型式：…研究法辛烷值(RON):…………………(根据ISO5164)⁴马达法辛烷值(MON):………………根据ISO5163)⁵密度：..……g/cm³在288K时(根据ISO3675)⁵)实测)低热值：…………………kJ/kg(根据ASTMD240)kJ/kg(根据ASTMD3338/D3338M)对于燃用气体燃料的火花点燃式发动机：对于燃用气体燃料的压燃式发动机：mm²/s在40℃