如何測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)功率？

發(fā)動(dòng)機(jī)的有效輸出功率是指發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸所發(fā)出的功率，是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)綜合指標(biāo)。通過(guò)檢查，可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要大修或鑒定發(fā)動(dòng)機(jī)的維修質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)功率測(cè)量可分為穩(wěn)態(tài)功率測(cè)量和動(dòng)態(tài)功率測(cè)量。

穩(wěn)態(tài)測(cè)功機(jī)是指在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上用測(cè)功機(jī)測(cè)試功率的方法。通過(guò)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可通過(guò)以下公式計(jì)算：

其中：PE——的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，kW；

—發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm

Me——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，n？m。

動(dòng)態(tài)功率測(cè)量是指在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然打開(kāi)油門(mén)或?qū)⒂烷T(mén)檔位調(diào)到最大來(lái)加速發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率可以直接通過(guò)加速性能反映出來(lái)。這種方法可以在試驗(yàn)臺(tái)或空車(chē)上進(jìn)行，但測(cè)量精度比穩(wěn)態(tài)測(cè)功機(jī)差。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)功機(jī)試驗(yàn)

在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的試驗(yàn)設(shè)備有轉(zhuǎn)速表、水溫表、機(jī)油壓力表、機(jī)油溫度計(jì)、氣象儀器(濕度計(jì)、氣壓計(jì)、溫度計(jì))、計(jì)時(shí)器、燃油測(cè)量?jī)x、測(cè)功機(jī)等。

測(cè)功機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，可以調(diào)節(jié)被測(cè)工況，模擬汽車(chē)實(shí)際行駛時(shí)外界負(fù)載的變化，同時(shí)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

測(cè)功機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試的重要設(shè)備。主要類(lèi)型有液壓式、電動(dòng)式和渦流式。水力測(cè)功器以水為工作介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)力矩。電力測(cè)功機(jī)通過(guò)改變定子磁場(chǎng)的勵(lì)磁電壓來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)力矩。電渦流測(cè)功機(jī)利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流形成制動(dòng)效果。本文僅介紹電渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

1.渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。

(1)渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)

渦流測(cè)功機(jī)因結(jié)構(gòu)不同可分為圓盤(pán)式和感應(yīng)式。目前，電感式電渦流測(cè)功機(jī)應(yīng)用廣泛。

圖2-1是電感式渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。制動(dòng)器由轉(zhuǎn)子和定子組成，制成平衡結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子是由鐵制成的齒盤(pán)。定子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由勵(lì)磁繞組、渦流環(huán)和鐵芯組成。渦流測(cè)功機(jī)吸收的所有發(fā)動(dòng)機(jī)功率都轉(zhuǎn)化為熱量。當(dāng)測(cè)功機(jī)工作時(shí)，冷卻水冷卻測(cè)功機(jī)。

圖2-1:電渦流測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1-轉(zhuǎn)子；2-轉(zhuǎn)子軸；3-連接板；4-冷卻水管；5-勵(lì)磁繞組；6-外殼；

7-冷卻水室；8速傳感器；9-base；10-軸承座；1-進(jìn)水管

(2)渦流測(cè)功機(jī)的工作原理

當(dāng)DC電流流過(guò)勵(lì)磁繞組時(shí)，在由電感、氣隙、渦流環(huán)和鐵芯組成的閉合磁路中產(chǎn)生磁通。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙變化，磁通密度變化。轉(zhuǎn)子齒尖的磁通密度高，但齒根的磁通密度低。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢(shì)來(lái)試圖阻止磁通量的變化，所以在渦流環(huán)上會(huì)感應(yīng)出渦流，從而制動(dòng)轉(zhuǎn)子。渦環(huán)吸收了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，產(chǎn)生的熱量會(huì)被冷卻水帶走。

2.測(cè)試過(guò)程

(1)將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在測(cè)功機(jī)臺(tái)架上，使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的中心線與測(cè)功機(jī)主軸的中心線重合。

(2)安裝儀表，連接電氣線路，連接各種管線。

(3)檢查并調(diào)整氣門(mén)間隙、分電器斷路器觸頭間隙、火花塞電極間隙和點(diǎn)火提前角，擰緊各部分螺栓螺母。

柴油機(jī)應(yīng)檢查和調(diào)整：噴油提前角、噴油壓力、噴油錐角和噴油器的噴霧狀況。

(4)記錄當(dāng)時(shí)的氣壓和溫度。

(5)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，操作測(cè)試儀器，觀察儀器工作情況，記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算并繪制Pe、Me、ge曲線。

兩個(gè)。

從車(chē)上卸下發(fā)動(dòng)機(jī)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，增加了車(chē)的停放時(shí)間。此外，附件的拆裝不僅導(dǎo)致原有運(yùn)轉(zhuǎn)面的改變，還會(huì)造成密封件和連接件的損壞，也大大縮短了機(jī)構(gòu)的工作壽命。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)用于空載功率測(cè)量時(shí)，可以在不拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下快速測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

1.發(fā)動(dòng)機(jī)空載測(cè)功機(jī)的原理

發(fā)動(dòng)機(jī)空載測(cè)功機(jī)不需要外部加載裝置。它的測(cè)量原理是，對(duì)于一定結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可視為某一值，即發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)的慣性載荷。因此，只需測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的平均加速度，就可以知道發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。或者通過(guò)測(cè)量某一轉(zhuǎn)速下的瞬時(shí)加速度，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。瞬時(shí)加速度越大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)空載測(cè)功機(jī)方法

測(cè)量空載功率時(shí)，首先將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)分離，發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值。然后，將傳感器安裝在離合器殼體的專(zhuān)用孔內(nèi)，快速打開(kāi)油門(mén)(汽油機(jī))加速發(fā)動(dòng)機(jī)。這時(shí)功率表就可以顯示被測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率了。為了獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量值，可以多次重復(fù)測(cè)試，取平均值。

加速測(cè)試有兩種方法，一種是通過(guò)快速開(kāi)油門(mén)來(lái)加速汽油機(jī)；另一種是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切斷點(diǎn)火電路，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降后再接通點(diǎn)火電路加速。后一種加速方式省去了化油器加速泵額外的供油功能，因此可以檢查化油器的調(diào)節(jié)質(zhì)量。

空載測(cè)功機(jī)可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的全功率或某個(gè)氣缸的功率(當(dāng)某個(gè)氣缸點(diǎn)火關(guān)閉或高壓油路關(guān)閉時(shí)，測(cè)得的功率與全功率之差即為該氣缸的單缸功率)。通過(guò)比較各缸的功率，可以判斷各缸的技術(shù)狀況(主要是磨損)。

3.空載測(cè)功機(jī)的使用

該空載測(cè)功機(jī)可制成功能單一的便攜式測(cè)功機(jī)，也可與其他測(cè)試儀器組合成為臺(tái)式發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試儀。空載測(cè)功機(jī)的使用方法如下：

(1)儀器自校準(zhǔn)和預(yù)熱

根據(jù)使用說(shuō)明書(shū)，儀器預(yù)熱0.5h，然后自校準(zhǔn)(其面板圖如圖2-2所示)。將計(jì)數(shù)檢查旋鈕1轉(zhuǎn)到“檢查”位置，左時(shí)間(t)表的指針1s擺動(dòng)一次。將旋鈕1轉(zhuǎn)到“測(cè)試”位置，將旋鈕3轉(zhuǎn)到“自校準(zhǔn)”位置，然后慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)“模擬速度”旋鈕2。注意轉(zhuǎn)速(n)，儀器指針慢慢向右偏轉(zhuǎn)(模擬增加轉(zhuǎn)速)。當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)到初始轉(zhuǎn)速n1=1000rpm時(shí)，閘門(mén)控制指示燈亮。當(dāng)模擬速度連續(xù)增加到n2=2800r轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，“T”表指示加速時(shí)間以指示模擬速度。按下“調(diào)零”按鈕，儀器指針歸零，閘門(mén)控制指示燈熄滅，表示儀器調(diào)整正常。否則，微調(diào)n1和n2電位計(jì)。

圖2-2；便攜式空載測(cè)力計(jì)面板

(2)預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)并安裝速度傳感器。

將發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱至正常工作溫度(85 ~ 95)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)正常怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。將變速器置于空檔，然后將儀表轉(zhuǎn)速傳感器的兩個(gè)連接卡分別連接到分電器的低壓端子和鐵連接線上。

(3)測(cè)量加速時(shí)間

操作人員在駕駛室內(nèi)快速踩下油門(mén)踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然升高。當(dāng)“T”表指針顯示加速時(shí)間(或功率)時(shí)，應(yīng)立即松開(kāi)油門(mén)踏板，禁止長(zhǎng)時(shí)間高速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。記下讀數(shù)，儀器就會(huì)歸零。重復(fù)操作三次，計(jì)算讀數(shù)的平均值。

帶伸縮天線的袖珍空載測(cè)功機(jī)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接收點(diǎn)火脈沖信號(hào)，無(wú)需與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行任何有線連接。使用時(shí)，用手握住測(cè)力計(jì)。

配備了許多空載測(cè)力計(jì)

(1)如果發(fā)動(dòng)機(jī)功率低，燃油供給系統(tǒng)狀況不良，點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)狀況不良，應(yīng)調(diào)整機(jī)油和電路。如果調(diào)整后功率仍然較低，請(qǐng)檢查氣缸壓力和進(jìn)氣歧管的真空度，以確定機(jī)械部分是否有故障。

(2)當(dāng)對(duì)個(gè)別氣缸的技術(shù)狀況有懷疑時(shí)，可在停電后測(cè)量功率，從功率下降可診斷出氣缸的工作狀況。

還可以利用單缸失火情況下測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降來(lái)評(píng)估各缸的工作狀況。正常發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定怠速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率和摩擦功率是平衡的。此時(shí)，如果任何氣缸的操作被取消，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將具有相同的降低值。要求最高和最低跌幅之差不超過(guò)平均跌幅的30%。如果速度下降值低于規(guī)定值，說(shuō)明斷火氣缸工作不正常。速度下降值越小，單缸功率越小。當(dāng)落差值等于零時(shí)，單缸功率也等于零，即氣缸不工作。

發(fā)動(dòng)機(jī)單缸功率低一般是由于高壓點(diǎn)火線或火花塞技術(shù)狀況不良、氣缸密封性能差、氣缸有油污等原因造成的。應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或檢修。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)功率與海拔高度密切相關(guān)。空載測(cè)功機(jī)測(cè)量的結(jié)果是實(shí)際大氣壓力下的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。如果你想校正到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，你必須把它乘以校正系數(shù)。