汽車發(fā)動機(jī)試驗學(xué)教程

前言

　　汽車工業(yè)的發(fā)展離不開先進(jìn)的發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)的支撐，汽車發(fā)動機(jī)的試驗知識與技能也是從事汽車及發(fā)動機(jī)生產(chǎn)、研發(fā)的技術(shù)人員不可缺少的知識和能力。多年來，發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)已在我國高等院校汽車及內(nèi)燃機(jī)專業(yè)中全面鋪開，并取得了不少成績和經(jīng)驗?！　‰S著汽車工業(yè)的發(fā)展，社會對汽車發(fā)動機(jī)的各種性能不斷提出新的要求，新技術(shù)、新裝置和新法規(guī)不斷涌現(xiàn)，發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的局限于發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性的試驗內(nèi)容已不能滿足日益擴(kuò)展的教學(xué)要求，適時引入汽車發(fā)動機(jī)排放、電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定、動態(tài)性能乃至新型動力系統(tǒng)等試驗內(nèi)容，已成為發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)的新目標(biāo)。因此，編寫反映現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)全新技術(shù)的教學(xué)試驗新教材已成必然趨勢，這也正是作者編寫本書最主要的出發(fā)點。　　目前，系統(tǒng)介紹汽車發(fā)動機(jī)試驗方法、知識和技能的書籍并不多，而可用作高等院校汽車發(fā)動機(jī)試驗的專用教科書基本沒有。清華大學(xué)汽車工程系長期開展關(guān)于汽車發(fā)動機(jī)的多方面的科研工作，并對現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)試驗新技術(shù)積累了豐富的經(jīng)驗。作者在吸取本系各科研組經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，參閱了大量的相關(guān)文獻(xiàn)，并與兄弟院校發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)人員進(jìn)行切磋交流，決定編寫此書，以滿足教學(xué)及生產(chǎn)單位工程技術(shù)人員培訓(xùn)的需要?！　‖F(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)試驗的內(nèi)容和知識是一個極寬廣的領(lǐng)域。為了能夠比較系統(tǒng)地介紹汽車發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)，使讀者對發(fā)動機(jī)整機(jī)試驗有個比較全面的了解，作者在汽車發(fā)動機(jī)試驗講義的基礎(chǔ)上，對全書的編寫體系和內(nèi)容重新進(jìn)行了精心籌劃和安排。整機(jī)的各種性能試驗是發(fā)動機(jī)試驗的核心內(nèi)容，與發(fā)動機(jī)原理的關(guān)系最為密切，對產(chǎn)品質(zhì)量有決定意義，也是汽車生產(chǎn)單位最為關(guān)注的試驗項目。因此本書側(cè)重介紹與整機(jī)臺架運行有關(guān)的性能試驗，而不涉及零部件的試驗內(nèi)容。

內(nèi)容概要

本書是對現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)試驗進(jìn)行全面系統(tǒng)論述的專業(yè)教科書。書中首先論述了進(jìn)行汽車發(fā)動機(jī)試驗必備的試驗臺架系統(tǒng)、測試技術(shù)以及法規(guī)、試驗標(biāo)準(zhǔn)和試驗內(nèi)容及方法等基礎(chǔ)知識；然后系統(tǒng)地介紹了國標(biāo)規(guī)定的汽車發(fā)動機(jī)主要性能參數(shù)測試、發(fā)動機(jī)性能試驗、發(fā)動機(jī)可靠性試驗方法、發(fā)動機(jī)排放試驗；最后介紹了電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗以及汽車發(fā)動機(jī)動態(tài)模擬試驗技術(shù)，及新能源燃料電池發(fā)動機(jī)的部分試驗技術(shù)。本書在附錄A中列出了作者所在單位的多份汽車發(fā)動機(jī)試驗指導(dǎo)書供讀者參考。   本書可作為車輛工程專業(yè)和動力機(jī)械與工程專業(yè)內(nèi)燃機(jī)方向的本科生的教材或參考書，也可供從事汽車發(fā)動機(jī)性能試驗研究的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

概論　1.1　汽車發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)的目的與意義　1.2　汽車發(fā)動機(jī)試驗類別與本書內(nèi)容簡介　　1.2.1　汽車發(fā)動機(jī)試驗類別　　1.2.2　本書內(nèi)容簡介　1.3　汽車發(fā)動機(jī)試驗的組織與實施　　1.3.1　試驗前的準(zhǔn)備　　1.3.2　試驗過程　　1.3.3　試驗總結(jié)與分析　1.4　汽車發(fā)動機(jī)試驗標(biāo)準(zhǔn)　　1.4.1　標(biāo)準(zhǔn)概述　　1.4.2　試驗時對發(fā)動機(jī)所帶附件的要求2　發(fā)動機(jī)臺架試驗系統(tǒng)　2.1　測試系統(tǒng)　　2.1.1　加載與測量裝置--測功機(jī)　　2.1.2　數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)　　2.1.3　控制系統(tǒng)　　2.1.4　冷卻系統(tǒng)　2.2　實驗室環(huán)境系統(tǒng)　　2.2.1　通風(fēng)系統(tǒng)　　2.2.2　發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)　　2.2.3　實驗室消聲與隔聲系統(tǒng)3　發(fā)動機(jī)主要性能參數(shù)的測量　3.1　發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩測量和功率計算　　3.1.1　轉(zhuǎn)速測量　　3.1.2　扭矩測量　3.2　活塞壓縮上止點與點火提前角和噴油提前角的測定　3.3　壓力測量與示功圖制取　　3.3.1　概述　　3.3.2　發(fā)動機(jī)缸內(nèi)動態(tài)壓力測量與示功圖制取　3.4　其他熱力狀態(tài)參數(shù)的測定　　3.4.1　液溫、進(jìn)排氣溫度及大氣溫度的測量　　3.4.2　大氣濕度和燃油密度的測定　3.5　進(jìn)氣流量及燃油消耗率的測定　　3.5.1　進(jìn)氣流量的測定　　3.5.2　燃料消耗率的測定　3.6　空燃比的測量　3.7　汽車排放污染物的檢測方法　　3.7.1　CO、CO?2的測量　　3.7.2　THC的測量　　3.7.3　NO??x?的測量　　3.7.4　煙度和微粒測量　3.8　性能參數(shù)的測量精度及標(biāo)準(zhǔn)4　發(fā)動機(jī)性能試驗　4.1　概述　4.2　發(fā)動機(jī)功率試驗　　4.2.1　試驗內(nèi)容及測試項目　　4.2.2　大氣校正　　4.2.3　功率特性試驗的應(yīng)用　4.3　負(fù)荷特性試驗　4.4　萬有特性試驗　　4.4.1　萬有特性及其作用　　4.4.2　萬有特性曲線的制取方法　4.5　機(jī)械損失功率試驗　4.6　起動試驗　4.7　怠速試驗5　發(fā)動機(jī)可靠性試驗　5.1　可靠性定義　5.2　可靠性試驗的意義及內(nèi)容　　5.3　可靠性試驗方法　　　5.3.1　試驗方法　　5.3.2　試驗過程中的檢查　　5.3.3　試驗評價　　5.4　試驗結(jié)果及分析　5.5　發(fā)動機(jī)加速試驗　6　發(fā)動機(jī)排放試驗　6.1　概述　6.2　各國排放法規(guī)　　6.2.1　排放污染物的評定指標(biāo)　　6.2.2　美國法規(guī)　　6.2.3　日本法規(guī)　　6.2.4　歐洲法規(guī)　　6.2.5　中國法規(guī)　6.3　我國排放測試方法　　6.3.1　輕型汽車排氣污染物測試方法　　6.3.2　重型車用汽油機(jī)排氣污染物檢測方法　　6.3.3　燃油蒸發(fā)排放物　　6.3.4　曲軸箱污染物　　6.3.5　怠速排放　　6.3.6　重型車用柴油機(jī)排氣污染物檢測方法7　電控發(fā)動機(jī)匹配與標(biāo)定試驗　7.1　概述　7.2　匹配、標(biāo)定的基本概念　7.3　匹配、標(biāo)定的基本內(nèi)容和方法　　7.3.1　基本內(nèi)容　　7.3.2　標(biāo)定的基本步驟　　7.3.3　MAP圖工況節(jié)點的確定　　7.3.4　MAP圖中控制參數(shù)的優(yōu)化方法　7.4　電控汽油機(jī)標(biāo)定試驗　7.5　電控柴油機(jī)標(biāo)定試驗8　發(fā)動機(jī)動態(tài)模擬試驗　8.1　概述　8.2　動態(tài)模擬試驗的主要內(nèi)容　8.3　動態(tài)試驗臺的結(jié)構(gòu)和原理　8.4　發(fā)動機(jī)動態(tài)模擬試驗　　8.4.1　行駛阻力模擬　　8.4.2　車輛模擬　　8.4.3　駕駛員模擬　　8.4.4　動態(tài)模擬試驗方法及應(yīng)用實例9　燃料電池系統(tǒng)的開發(fā)試驗附錄A　汽車發(fā)動機(jī)試驗指導(dǎo)書　試驗1　汽油機(jī)速度特性試驗　試驗2　汽油機(jī)負(fù)荷特性試驗　試驗3　柴油機(jī)速度特性、負(fù)荷特性試驗　試驗4　發(fā)動機(jī)滅缸法機(jī)械損失試驗　試驗5　電控汽油機(jī)容積效率測量試驗　試驗6　電控汽油機(jī)點火提前角MAP圖測定試驗　試驗7　汽油機(jī)排放污染物的運行特性試驗　試驗8　汽油機(jī)9工況排放試驗　試驗9　柴油機(jī)排放試驗　試驗10　發(fā)動機(jī)燃燒過程試驗　試驗11　發(fā)動機(jī)動態(tài)模擬試驗參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1　概論　　1.1　汽車發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)的目的與意義　　“汽車發(fā)動機(jī)試驗學(xué)”是清華大學(xué)車輛工程(汽車)專業(yè)的必修課程。多年前，此課程只是發(fā)動機(jī)原理課的配套教學(xué)環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容是發(fā)動機(jī)性能的試驗驗證，因而內(nèi)容單調(diào)，試驗組織也不夠規(guī)范和嚴(yán)謹(jǐn)?！　‰S著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，排氣污染防治、發(fā)動機(jī)電子控制等新技術(shù)的引入以及各種法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、鑒定程序的完善，汽車發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)和方法作為汽車工程領(lǐng)域技術(shù)人員的必備知識，早已不是對理論的單純驗證，而是真正了解和掌握汽車先進(jìn)技術(shù)并實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的必要手段?？梢哉J(rèn)為，不掌握汽車發(fā)動機(jī)試驗的相關(guān)知識是無法在這一領(lǐng)域立足的。這是因為，汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)品主要是“試”出來的，不是“算”出來的，因而，汽車發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)、試驗方法等方面的教學(xué)工作也被賦予了更為重要的意義?！　∑嚢l(fā)動機(jī)試驗教學(xué)的目的與意義可以歸納為以下三點?！　?.汽車發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)是汽車專業(yè)人才培養(yǎng)中重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)　　汽車發(fā)動機(jī)的原理和規(guī)律是百年來廣大科技人員和工程技術(shù)人員大量實踐和經(jīng)驗的總結(jié)，具有極強的實踐性質(zhì)，但還有很多問題和現(xiàn)象無法解釋。廣大工程技術(shù)人員和學(xué)生僅憑課堂和書本上的知識是無法真正理解和解決相關(guān)技術(shù)問題的。在發(fā)動機(jī)實驗室里所花的幾個小時可以說是對汽車發(fā)動機(jī)的“真實世界”的最好介紹，是對課堂教學(xué)或者計算機(jī)模擬的最佳鑒別和考核。因此，通過汽車發(fā)動機(jī)試驗教學(xué)，可使學(xué)生進(jìn)一步全面了解復(fù)雜的發(fā)動機(jī)，并培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識（如汽車發(fā)動機(jī)原理、測試技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、試驗技術(shù)等），來綜合分析和解決實踐中遇到的各種問題的能力。這一環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，將促使學(xué)生增進(jìn)工程意識、創(chuàng)新意識、專業(yè)素養(yǎng)及實踐能力，以適應(yīng)社會對人才的需求?！　?.汽車發(fā)動機(jī)試驗技術(shù)和方法是從事汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)工作的必備知識

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