一、试验项目与依据

1．1主要试验项目

l发动机起动性能试验

l发动机空载稳定转速试验

l发动机负荷特性试验

l发动机速度特性试验

  l发动机可靠性试验

  l发动机耐久性台架试验

1．2依据标准

   1.   GB/T   6702（1、4、6、7）-2000   往复式内燃机   性能

   2.   ISO   3046   往复式内燃机   性能

   3.   ISO   1585—1992   道路车辆—发动机试验规程—净功率

   4.   SAEJ 1312—1995   柴油和火花点火发动机性能规程

   5.   SAE   1995—1995   发动机功率测试规程

   6.   ISO   2534—1998   道路车辆—发动机试验规程—总功率

   7.   ISO/TR   14396—1996   往复式内燃机   发动机功率的测试方法

   8. ISO 2288—1989拖拉机和农用机械—发动机试验规程（台架试验）—净功率

二、系统组成及性能

实验室柴油发动机试验台架主要由发动机试验台架、发动机、电涡流测功机、发动机自动测试控制系统组成。发动机自动测试控制系统包含：测控仪、智能油耗仪、油门执行器、数据采集系统、转速传感器、温度传感器、压力传感器、尾气排放分析仪、工控机及测控系统软件等。

该系统具有如下*特性：

l采用了*的SMART-3000开放型现场总线控制技术，系统具有网络特性；

l采用模块化设计技术，保证维护的方便、快捷；

l采用了数字增量控制方式，保证了无扰动切换；

l采用全数字PID调节方式，提高了控制稳定性；

l采用全数字标定方式，软件线性化处理，减小了人为的标定误差；

l异常情况下的报警、保护处理和人为干预，保护功能完善的报警系统；

l系统错误的自诊断功能；

l功能完善的测控软件；

1、发动机安装支架

发动机安装支架按照用户方需求设计制造设计，以适应不同型号的发动机试验。

2、测控仪

   测控仪用于实现测量和控制发动机的转速、扭矩，该测控仪与传统的控制仪相比具有下列特点：

l液晶显示发动机转速、扭矩、功率、油门开度、水门开度（励磁电流）、油耗、进水温度、出水温度、机油压力排气温度。

l采用数字PID控制，转速、扭矩，控制稳定、快速。

l具有多种控制方式，各种控制方式切换无扰动。

l高精度数字电位器及数字增量方式调整，电位器无磨损，控制设定快捷自如。

l采用数字标定和自稳零技术，使数据测量更加稳定、可靠。

l所有测量参数具有三级报警（报警、保护、紧急处理），各级报警值可任意设定。

l采用总线通信技术，使它与上位机或网络上的其他节点的数据传输更加方便、快捷、可靠。

3、数据采集系统

   使用LWN-E系列智能节点进行数据采集和控制。能够将所有采集的数据处理后，通过通讯适配器传送给上位机显示、存盘、打印、报警、测试过程控制设置等。采用数字化技术，简单、快捷。高智能化，丰富的自检、提示和参数设置功能，模块化设计使结构简化，可靠性提高，可维护性好。

4、油门、励磁驱动单元

    该单元由油门、励磁两个驱动模块组成，可与各种电涡流测功机、油门执行器配套使用，能方便地实现对测功机，发动机的油门的手动（或程控）加载或卸载，采用PWM输出，输入、输出光电隔离。面板上安排有模拟表头，利用面板上的开关切换可以看到测功机的励磁电流和给定励磁电流（或油门位置和给定油门位置）的开度，面板上还安排有“程控/手动”切换开关，可以对测功机的励磁（或油门执行器的开度）实现程控或手动控制。

5、智能油耗仪简介

   智能油耗仪主要用于测量各种汽油机，柴油机的燃油消耗。它采用一体化设计技术，油耗测量变送器和显示仪表集于一体，可以独立的完成发动机燃油消耗的测量。该油耗仪采用*的总线技术，可使多台测试仪器联网，同时保留了标准的RS232/485串行接口，可方便的与通用微型计算机或其它智能仪表组成更高级的测试系统，或实现远程控制。

l采用一体化设计技术，集传感器和二次仪表于一体，是一个独立而完整的油耗测量仪器，并可根据用户要求配置隔室测量、控制仪表。

l兼有平均油耗和瞬时油耗测量的双重功能；

l平均油耗时间可任意设置，并有掉电保护功能；

l任何油面都可进入测量，而不必每次测量前先充油，缩短了测量准备时间，减少了电磁阀动作次数，从而延长了电磁阀使用寿命；

l可保存次平均油耗量测量数据，用键盘可方便的翻阅，便于对照；

l采用*的数字标定技术，使仪器的标定十分方便而简单；

l设有标定密码，在无的情况下不能任意修改，保证参数的准确性；

l全密封设计，燃油不会溢出，保证使用的安全性。

6、电喷回油处理器

   在电喷柴油发动机研制和生产的过程中，燃油消耗的经济性是一项至关重要的指标，用传统的重量法油耗仪测量电喷柴油发动机的油耗时，由于气泡过多，测量数据不准确，重复性能差，难以衡量电喷发动机的燃油经济性能。电喷发动机回油处理器与油耗测量仪配套使用测量油耗，油耗测试精度高，重复性能好，且工作安全可靠，经久耐用，稳定性好，维护方便。

电喷发动机回油处理器工作的基本原理是：来自电喷发动机回油管道内的高温回油，经过电喷发动机回油处理器内置冷凝器冷却，使高温回油降温，从而保障了燃油温度的稳定性。当电喷发动机回油处理器内的传感器一旦检测到回油内有微小的油气泡时，便自动打开阀门，及时释放油气泡，油气泡释放完后关闭阀门，这样就及时地排放掉回油内的气泡。柴油控制范围：38±5℃。

7、油门执行器

   油门执行器是发动机自动测试控制系统中的一个执行机构，它的主要用途是与测控仪或普联测器开发的其它型号的发动机自动控制仪器，水力、电涡流测功机配套，用于控制发动机的油门开度，完成发动机的各种特性试验。

    油门执行器与它的同类产品相比较具有以下优点：

  l信号传输速度快，距离远，便于隔室控制；

  l动作灵敏度高，伺服精度也高

  l输出力矩大；

  l动态反应速度快，满量程动作时间0.4秒；

  l全密封设计可适应恶劣的现场环境。

8、压力变送器

   压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。汽车用压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式（LVDT）、表面弹性波式（SAW）。

    电容式压力传感器主要用于检测负压、液压、气压，测量范围20～100kPa，具有输入能量高，动态响应特性好、环境适应性 好等特点；压阻式压力传感器受温度影响较大，需要另设温度补偿电路，但适应于大量生产；LVDT式压力传感器有较大的输出，易于数字输出，但抗干扰性差；SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点，用于汽车吸气阀压力检测，能在高温下稳定地工作，是一种较为理想的传感器。

    试验台架用压力变送器一般采用硅压阻变送器，该类型的变送器（如5700系列）一般采用全不锈钢结构，*的硅技术隔离部件与数字补偿技术，全范围进行温度补偿与线性校正，产品工作稳定可靠，可广泛地应用于发动机机油压力，进气压力、增压器压力、大气压力、排气压力、曲轴箱压力等的测量。如果是燃气发动机，这种类型的变送器还可用于对气体压力的测量，比如减压阀的几级压力等。

    需要说明的是，大气压力变送器和排气压力变送器均要求为压力变送器；排气压力变送器需要采用高温型的，并在变送器接口部分做降温处理（就变送器的温度范围而言，目前的承受温度均低于250℃，而发动机的排气温度可达到800℃左右）；

9、电涡流测功机                                                           

   电涡流测功机主要用于测量各种动力旋转机械的性能和特性。经过二十多年的技术消化、发展和改进，产品已日臻完善，非常适合各种中小功率型电机、汽车、内燃机、工程机械等动力设备的性能试验，也可作为其它动力设备的吸功装置。它具有测试精度高、动态反映快、制动力矩大、稳定性好等特点，并能符合自动、半自动隔室操作控制的需要，是国内外普遍推广使用的*的测功设备。与其它类型的电涡流测功机相比，它的冷却水道设计的比较大，因而冷却面积较大，冷却效果好，在同等的使用环境下，使用时间较长,而且即使在轻微结垢的情况下也可以正常使用，对水质要求不高等显著优点。由于使用脂润滑，使用和维护都非常方便。

    技术参数和指标：本软件运行于win98- win2000平台，适用于发动机台架性能试验。可由操作人员设置测量参数的名称、单位、量程、报警值等内容。实时显示各项测量参数值；启动油耗测量，测量结束后显示油耗量和油耗率。