发动机台架试验.docx

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1、同学试验报告试验课程名称：发动机试验技术开课试验室：内燃机试验室2022年5月29日班级、专业、班级学号姓名成果试验项目名称内燃机牢靠性试验讨论指导老师老师评语老师签名：年 月日目 录1 .试验目的2 .试验内容3 .试验进度支配4 .结论名目一、 试验目的二、试验内容L试验依据2 .试验条件3 .试验仪器设施4 .试验样机5 .试验内容与方案(1)交变负荷试验(2)混合负荷试验(3)全速负荷试验(4)冷热冲击试验(5)活塞机械疲惫试验(6)活塞热疲惫试验三、试验进度支配四、试验结果的供应摘要国外在牢靠性试验方面己做了很多有益的讨论工作，但到目前为止尚未形成统一的试验方法，而且考虑到该试验的非

2、普遍性及技术保密性，将来也不行能形成统一的试验法律规范。相对于热疲惫讨论状况来讲，国内对机械疲惫的讨论还比较少。为适应发动机比功率和排放法规日益提高的苛刻要求，发动机面临着更高机械负荷和热负荷的严峻考验。国内高强化发动机最大爆发压力已超过22Mpao活塞的机械疲惫损伤主要体现在销孔、环岸等部位。活塞环岸、销座及燃烧室等部位由于在较高的工作温度下承受着高频冲击作用的爆发压力，润滑状况较差，摩擦磨损，其他破坏牢靠性的腐蚀磨损（缸套一环换向区、排气门/排气门座锥面等）、疲惫磨损（挺杆、轴瓦、齿轮表面等）、微动磨蚀（轴瓦钢背、飞轮压紧处、飞轮壳压紧处、湿缸套止口处等）、电蚀（火花塞电极等）和穴蚀（水泵

3、叶轮等）这些都是牢靠性试验的主要目标，也是实施牢靠性设计、试验讨论的重点部位。众所周知，在内燃机整机上进行零部件牢靠性试验成本昂贵。本文将参照原有的牢靠性试验方法，通过看一些关于牢靠性的零部件加速寿命试验技术制定一种评价内燃机牢靠性的考核法律规范，包括活塞机械疲惫试验和活塞热疲惫试验，可快速做出其牢靠性恰当的评价，可以降低研发成本、缩短研发时间。一、试验目的1通过理解内燃机牢靠性评估，评定发动机的牢靠性。1.1 了解评估的多种理论方法，如数学模型法、上下限法、相像设施法、蒙特卡洛法、故障分析（包括故障模式影响分析和故障树分析）等。并把握故障分析法。1.2学会牢靠性试验评估，为进行牢靠性设计奠定

4、基础理论，为发动机及相关零部件供应测试、验证以及改进的技术支持。2把握牢靠性试验方法2.1把握内燃机牢靠性综合性试验及专项试验。综合性试验的考核对象是零件的牢靠性、零件表面性状的变化和发动机性能的保持性；专项试验是超水温（耐热性）、超负荷、混合负荷、交变负荷循环、超爆发压力、超速等试验。二、试验内容1试验依据参考的试验标准：GB /T 19055-2003汽车发动机牢靠性试验方法GB /T 18297-2001汽车发动机性能试验方法JB/T 5112-1999中小功率柴油机产品牢靠性考核2试验条件一般试验条件：2.1 燃料及机油:采纳制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。2.2 磨合:按

5、制造厂规定的磨合法律规范进行。2. 3冷却系温度:水冷机的冷却液的出口温度掌握在361 K5K,必要时可削减温度允差。2. 4机油温度:按制造厂的规定或掌握在368 K5K,必要时可削减温度允差。2.5燃料温度:柴油温度掌握在311 K5K;汽油温度掌握在298 K5Ko2. 6排气背压:按制造厂的规定或低于6. 7 k Pao3. 7发动机标准进气状态表2标准进气状态进气参数单位标准值进气温度TK298进气干空气压PdkPa99水蒸气分压外kPa1进气急压kPa100应按本标准进气状态，校正点燃机及压燃机油门全开时的实测有效功率、扭矩和压燃机实测燃料消耗率等。试验对仪表精度及测量部位的要求：

6、4. 8扭矩误差不超过所测发动机最大扭矩值的土 l%o5. 9转速误差不超过所测值的0 5%o2.10燃料消耗量误差不超过所测值的1%。2. 11温度a）冷却液温度:在靠近发动机冷却液出口及人口两处测量;误差不超过2Kb）机油温度:在主油道、主油道的入口或有代表性部位测量;误差不超过2K oc）排气温度:传感器端头离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口 50m m处测量，并位于排气连接管的中心，传感器逆气流方向插人;误差不超过15 Kod）燃油温度:柴油温度在燃油喷射泵进口处测量;汽油温度在靠近化油器或喷油器的人口处测量。若有困难，可按制造厂推举有代表性的部位。误差不超过2K。2. 12压力a）

7、进气管真空度及肯定压力：真空度在进气歧管进口（即化油器下法兰）的下游301左右处测量，测压头与管内壁齐平;进气管肯定压力按制造厂规定的位置测量，误差不超过0.15 kPa ob）进气 连接管压降:在发动机进气口（即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口）上游150mm左右处测量，测压头与管内壁齐平;误差不超过土0. 05 kPa。c）涡轮增压器的压气机进、出口压力:在压气机进、出口的管壁上有代表性的部位测量，测压头与管内壁齐平。进口压力测量误差不超过0.1 kPa;出口压力测量误差不超过1 kPaod）排气背压:离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口下游75mm处，在排气连接管里测量，

8、测压头与管内壁齐平;误差不超过0.2kPaoe）机油压力:在润滑系的主油道上或按制造厂推举有代表性的部位测量;压力表精度1.5级。f）气缸压缩压力:在火花塞孔或喷油器孔处测量，除测量的气缸外，其他各缸的火花塞或喷油器等均装好;压力表精度1. 5级。g）曲轴箱压力:在有代表性的部位测量，如加机油口、油标尺插人口等，误差不超过 0.02 kPao2.13点火、喷油及供油提前角：误差不超过士 1。曲轴转角。2. 14进气温度沿发动机进气口（即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口）的轴线，在进气口上游3060 mm处测量，若空气滤清器系周边进气结构，可在空气滤清器里面的中间位置测量;传感器

9、不得受到热辐射，应实行措施进行热屏蔽;误差不超过士 2K。3. 15进气压力在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量;误差不超过0l k Pao2. 16进气湿度在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量，采纳抽风式干湿球温度计;温度误差不超过0.5 K o2.17 发动机空气消耗量误差不超过所测值的3虬2.18 活塞漏气量误差不超过所测值的5%。2.19 测量数据的条件测量数据时的发动机运行转速与选定转速相差应不超过1%或10r/min,待转速、扭矩及排气温度稳定lmin后，方可进行测量。转速、扭矩、燃料消耗量及进气温度尽量同时测量。测量燃料耗时间应不少于20 s,取连续测量两次测量的平均值，前后两次

10、的扭矩及燃料消耗值相差应小于2%。两次测量的时间间隔约1min02.20 特别燃烧的避开点燃机在台架牢靠性试验全过程中，不应发生爆震、早嫩及过高燃烧室温度,可按发动机制造厂的规定对火花塞热值、燃料辛烷值、点火提前角及混合气浓度进行适当调整，并在试验报告中注明。3试验仪器设施试验仪器设施除了一些发动机试验台架普片具有的设施外还有AVL冷热冲击试验装置、活塞液力疲惫试验装置（型号：SHE-A5）、高频感应加速热疲惫试验台、数字超声探伤仪（型号:CTS-4020）。4试验样机试验发动机2台（A发动机及B发动机）应符合发动机制造厂的技术条件，全部紧固件应拧紧至规定值，气门间隙调整至规定值，采纳制造厂规

11、定的润滑脂及密封胶。4100QBZL技术参数汽缸数4气缸排列形式直立排量3.298L最大输出功率81KW最大扭矩285N.m最大扭矩转速2(X)0-2200压缩比17:1额定转速3200rmin气缸行程105cm气缸缸径100cm5试验内容与方案(1)交变负荷试验油门全开，从最大净扭矩的转速(n)匀称地升至最大净功率的转速(勺),历时15 min;在与稳定运行3.5min;随后匀称地降至m，历时1.5 min;在n”稳定运行3.5 min,重复上述交变工况，运行到25 min。油门关闭.转速下降至怠速(%)运行到29.5 min;油门开大，无负荷，使转速匀称提升到105额定转速(105%)或提

12、升到发动机制造厂规定的最高转速，历时0.25 min0. 1 min;随即匀称地关小油门，使转速降至n”，历时0.25 min0.1min,至此完成了一个循环，历时30min0运行800个循环，运行持续时间400h。051016202530 un25图1交变负荷试脸加布示意图(实线表示油门全开)(2)混合负荷试验混合负荷试验法律规范见图2及表，不同工况间转换在lmin内完成，匀称地转变转速及负荷。每循环历时60min,共1000个循环，运行持续时间1000h0rmn0610 IS 20253035404550&560时w，图2混合负荷试验规范示意图(实线表示油门全开)工况序号发动机转速负荷工况

13、时间(min)1怠速四052最大净扭矩的转速叫0油门全开103最大净功率的转速与油门全开404额定转速%油门全开5(3)全速负荷试验转速：额定转速% 负荷：油门全开 运行持续时间：1000h0(4)冷热冲击试验冷热冲击试验法律规范见图3及下表，表中工况I到2,2到3的转换在5s以内完成;工况3到4,4到1的转换在15s以内完成，匀称地转变转速及负荷。每循环历时6mio不同最大总质量汽车用发动机运行持续时间(h),汽车总质量不大于350() kg的运行200 (h);汽车总质量大于3500 kg到12000 kg的为300h;汽车总质量大于12000kg 的运行500h.发机转速内图3冷热冲击试

14、验规范示;图（实线表示油门全开）工况挨次转速负荷冷却水出口温度K工况时间S1（热）n最大净功率的转速油门全开升至3782或385士2 0tp2怠速0自然提升15300自然提升154 （冷）最高怠速0降至31降t360- -15-15a散热器盖在肯定压力150 kPa放气时，冷却水温升至378K 2K,或按发动机制造厂的规定.b散热器盖在肯定压力190kP,放气时，冷却水温升至385 K士2 K或按发动机制造厂的规定。c p系发动机自行加热至规定出水温度所需的时间。（5）内燃机活塞机械疲惫试验活塞是牢靠性试验讨论的重点，它也是发动机最重要的部件之一。内燃机活塞的失效形式有高周疲惫失效、热负荷及机械负荷作用下的耦合应力超过材料的强度极限，使零件产生破坏、材料特性变化诱使部件失效、高温燃气的腐蚀作用促使活塞失效、高温蠕变影响活塞失效等。下图为活塞机械疲惫寿命评价流程图（1）掌握液压油温在330k左右，活塞试验温度333k,提高试验的可比性和精确度。（2）试验频率依据测量的转速换算，加载波形参照发