云南交通职业技术学院教案首页 课程名称 汽车发动机构造与检修 专业名称 汽车运用技术 授课教师/ 职称 授课方式（合、小 班） 小班 授课题目（章、 节） 第 11 章 发动机装配与调试 教材及参考书 目 教材：汤定国.汽车发动机构造与维修.北京:人民交通出版社， 2005 参考书目： 陈家瑞主编．汽车构造．北京：人民交通出版社，2003 陈文华. 汽车发动机构造与维修.北京:人民交通出版社，2001 教学目的与要求： 熟悉汽车发动机的总装工艺； 掌握汽车发动机的装配程序、调整内容及主要技术要求。 熟悉汽车发动机总装后的磨合过程和技术要求。 内容和时间安排、教学方法： 1．内容和时间安排：理论学时： 8 实践学时：4 2．教学方法：以课堂讲授为主结合实训及作业、辅导进行 教学重点和难点： 1．重点：发动机装配程序、调整内容 2．难点：不同发动机装配程序的区别 复习思考题、作业题： 思考题： 1、发动机修复后的主要使用性能有哪些？ 2、维护和修理竣工后的发动机验收的主要内容是什么 ? 3、什么是发动机的负荷特性？画出汽油机、柴油机的负荷特性图。 4、什么是发动机的速度特性？画出汽油机、柴油机的速度特性图。 实施情况及分析： 第 11 章发动机的装配与调试 1 概 述 国产汽车发动机大修技术标准规定：承修单位对大修竣工的发动机应给予质量保证。质 量保证期自出厂之日起，不少于 3 个月或行驶里程不少于 10000km。在送修单位严格执行走 合期的规定，合理使用、正常保养的情况下，质量保证期内的修理质量问题，承修单位应负 责保修。因此，发动机大修后的装配与调试显得尤为重要。 发动机装配在整个发动机修理过程中是一项重要工作，它是把组成发动机总成的零件和 部件连接在一起的过程，修理时的总成装配与发动机制造时不同，因为修理过程中进人总成 装配的零件有三类：具有允许磨损量的旧零件，经修复合格的零件，换用的零件。这三类零 件中，通常前两类零件尺寸公差要比第三类新零件制造公差要大，为使配合副的配合特性达 到装配技术条件的要求，在组装时必须按装配技术条件的要求对配合件进行选配，包括按尺 寸进行选配和按质量进行选配（如活塞和缸筒的选配；曲轴轴承和曲轴轴颈的选配等） 。维 修中，发动机装配质量的好坏直接影响修复后的发动机性能。 按装配技术要求完成装配后的发动机还需经过磨合、调试和竣工验收，这样才能保证为 汽车提供高质量符合技术标准要求的发动机。发动机总装以后还要进行相关试验，以确定包 括动力性、经济性和排放特性等是否满足技术性能要求。为此，我们必须掌握发动机装配的 一般工艺过程与调整，理解发动机磨合意义与方法：掌握发动机磨合试验的方法与基本要求。 了解汽车大修后的技术标准与验收要求，了解发动机修复的装配要领与调整内容。 2 发动机的装配与调试 2.1 发动机装配注意事项 发动机装配注意事项如下： （1 ）装配前，听有零部件和总成均应经过检验或试验，确保质量。 （2 ）装配前，所有零部件、总成、润滑油路以及工具、工作台等应彻底清洗，并用压 缩空气吹干。 （3 ）装配前，检查全部螺栓螺母，不符合要求的应更换：气缸垫、衬垫、开口销、锁 片、垫圈等在大修时应全部更换。 （4 ）不可互换的零件，如各缸活塞连杆组、轴承盖、气门等，应按相应位置和方向装 配，不得装错。 捷达轿车等现代发动机上有许多重要的螺栓采用的是塑性变形扭。 （5 ）各配合件的配合应符合技术要求，如气缸活塞间隙、轴瓦颈间隙、曲轴轴向间隙、 气门间隙等。 （6 ）有关部件间的正时关系正确，工作协调，如配气相位、供油提前角、点火时刻等。 （7 ）发动机上重要螺栓螺母，如缸盖螺母、连杆螺栓、飞轮螺栓等，必须按规定扭矩 依次拧紧，必要时，还应加以锁定。 （8 ）各相对运动的配合表面，装配时就涂上清洁的润滑油。 （9 ）保证各密封部位的严密性，无漏油、漏水、漏气现象。 （10）在装配过程中、应尽量使用专用工具，以防零件受损。在装配过盈配合组件时 （如 活塞销和连杆活塞的配合）则应使用专用压力机和工、夹具。 应当注意，桑塔纳（1.8I. ） 、捷达等现代轿车有许多重要的部位采封了塑性变形扭力螺 栓。 所谓“塑性变形扭力螺栓”就是把螺栓按规定的初扭矩拧紧。拧紧之后，将螺栓相对联 接再扭转一个规定的角度，使螺栓产生一个规定的变形，并且螺栓具有一定的顶应力起到自 锁防松的目的 例如：上海帕萨特B5 轿车发动机连杆螺栓，就采用了这种塑性变形扭力螺栓，扭紧顺 序为 30N· m＋I/4 圈（ 90 。 ） ，即在安装时，在把螺栓初步拧紧的条件下，光以 30N· m的扭 力将螺栓拧紧，然后再将螺栓相对于扭紧后的位置再扭转 1/4 圈（ 90 。 ） ，另外，上海别克等 轿车发动机上都采用此种螺栓。别克轿车螺栓的扭紧顺序为 20N·m+75 。 。 2.2 装配顺顺序与调整 发动机装配顺序随结构的不同而有所变化，但基本工艺过程大同小异。以下就以奥迪五 缸发动机为例加以说明。 2.2.1 曲轴与飞轮的安装 2.2.1.1 安装曲轴与飞轮。 （1 ）将气缸体侧置在安装工作台上，将各道曲轴主轴承上片放人缸体的轴承座内，并 涂上清洁机油，注意各轴瓦、轴承盖应对号人座，不得错乱；止推片带贮油槽的一面朝向曲 柄臂。 （2 ）将曲轴平稳地轻放入已放好主轴承上片的轴承内，然后将带有下片主轴承的主轴 承盖对号装在各自的轴承座上。 （3 ）按规定力矩均匀地由中间轴承座向两端拧紧主轴承螺栓，按规定扭矩，从中间向 两端分 3~4 次拧紧螺栓。在拧紧过程中，应注意检查各道主轴承间隙，具体方法是：每上紧 一道主轴承，转动曲轴几周，检查有无阻滞现象。全部主轴承拧紧后，检查曲轴转动的阻力 矩。 （4 ）安装飞轮。为了不破坏曲轴的平衡，飞轮与曲轴之间有严格的位置关系。安装飞 轮时，应注意辨认安装记号、定位销或螺栓孔的不等距分布等。 2.2.1.2 安装活塞连杆组件。 （1 ）安装前的检查。先不装活塞环，将活塞连杆组装人气缸内，拧紧连杆螺栓，检查 以下项目： ①活塞偏缸的检查。转动曲轴，应无过大阻力及活塞偏向缸壁一侧的现象。 检查方法：用塞尺分别检查活塞处于上止点和下止点时与缸壁之间的间隙。要求活塞顶 部与缸壁在曲轴前后方向上的间隙基本一致，其差值一般不大于 0.1mm。 ②活塞上止点位置的检查。为保证一定的压缩比，应检查活塞处于上止点时，活塞顶距 气缸体上平面的距离。距离过小，有可能顶撞气门，且使压缩比增大，发动机工作粗暴；距 离过大，压缩比下降，发动机功率下降。活塞上止点位置不符合要求，应查找出原因，排除 故障后，方可继续装配。 （2 ）活塞环的安装。 ①活塞环的检查与修整。 ②活塞环安装位置与方向的确定。安装时，应确定镀铬环、平环、锥形环、扭转环、油 环等各种活塞环的环槽位置和方向。一般镀铬环、内切槽（朝上）扭转环放在第一道环槽内， 油环放在油环槽内；锥形环的小端朝上，扭转环的外切槽朝下。有的活塞环上刻有朝上字样。 ③相邻活塞环的开口应错开 90~1800 。 ，并避开活塞销方向和最大侧压力方向。 （3 ）活塞连杆组的安装。 ①在各摩擦表面涂以清洁的机油。 ②确认活塞连杆组的顺序和安装方向后，摆好活塞环开口位置，用专用工具收紧活塞环， 将活塞连杆组从上面装人气缸内。装入时，可用木榔头轻轻敲击活塞顶，并注意引导连杆大 端靠向连杆轴颈。 ③确认连杆轴承盖（瓦）的顺序和安装方向后，将其套在连杆轴颈上，按规定扭矩拧紧 连杆螺栓。 安装活塞环和连杆轴承时应注意活塞、连杆的安装方向，活塞环的组合方式及环的安装 方向正确。 2.2.1.3 安装气缸盖及配气机构。 配气相位正时是为了确保配气和点火（喷油）正时。一般在曲轴齿轮、凸轮轴齿轮、喷 油泵齿轮及中间齿轮（或正时皮带轮、正时皮带、中间轴惰轮）上刻有记号，装配时只需对 好记号即可。 （1 ）将各气门插入相应的气门导管中，检查气门与气门座的密封性（可用汽油进行渗 漏检），不符合要求时，应进行手工研磨。 （2 ）取各气门，装好气门弹簧下座，用专用工具将气门油封压装到气门导管上，再重 新插入各气门，装好气门弹簧、上弹簧座及锁片（使用过的旧锁牌不准再用），并用塑料外 锤轻轻敲击数次，以确保锁片安装的可靠性。 （3 ）按顺序将各气门挺柱装入承孔中，在气缸盖后端装好凸轮轴半圆塞（新件） ，将凸 轮轴置于气缸盖上的承孔中，按解体的相反顺序以 20N· m 的力矩拧紧各道凸轮轴轴承盖（先 对称紧固 2、 4 道轴承盖，后紧固 1、3 、5 道轴承盖，并复查凸轮轴的轴向和径向间隙。 （4 ）将定位导向螺栓拧入缸体上的 1、3 螺栓孔中。将气缸垫安放于气缸体上。 （5 ）转动曲轴使活塞离开上止点位置，将气缸盖置于气缸体上，用手拧入其它几个缸 盖螺栓，再拧出 1、 3 螺栓孔中的定位螺栓，拧入 2 只缸盖螺栓。 （6 ）按拆卸时的相反顺序分四次拧紧各缸盖螺栓：第一次扭至 40N·m ；第二次扭至 60N；第三次扭至 75N·m ；第四次再旋紧缸盖螺栓 1/4 圈（90 。 ）。 （7 ）装上凸轮轴油封及齿带轮，并以 80N·m 的力矩拧紧齿带轮紧固螺栓。 （8 ）安装气门罩盖密封衬垫、密封条、气门罩盖、压条及储油器等，并以 l0ON· m 的 力矩拧紧其紧固螺母。 2.2.1.4 安装齿形皮带。 （1 ）将齿形皮带套到曲轴及中间轴齿带轮上。 （2 ）转动凸轮轴使其齿带轮上的标记与气门罩盖平面平齐（转动凸轮轴时，曲轴不可 位于上止点位置，以防气门碰撞活塞，造成零件损伤）。 （3 ）装好齿形皮带下护罩及曲轴前端的三角带轮，并装好发电机、水泵及空调压缩机， 套上发电机及压缩机三角带。 （4 ）转动曲轴，使飞轮上的点火正时标记与变速器壳上的标记对齐。或使曲轴带轮外 缘上的标记与齿带下护罩上的箭头标记对正。 （5 ）将齿带套到凸轮轴齿带轮上，并通过张紧轮调整好齿带张紧程度。 （6 ）调好发电机皮带的张紧力。 （7 ）使分火头指向分电器壳上的一缸标记，将分电器插人机体承孔中，并固定好分电 器压板。 2.2.1.5 安装其他附件。 将机油滤清器、进排气歧管、起动机及齿带轮上护罩等依次安装到发动机机体上。 2.2.1.6 发动机总成的装车。 将发动机总成装到车上，并连接好各管路及线路。具体操作可按拆卸的相反顺序进行， 并注意以下问题： （1 ）注意不要碰伤变速器输人轴。 （2 ）发动机橡胶支承块的自锁螺母应换用新件。 （3 ）将发动机装入支架座上，旋紧紧固螺栓。 （4 ）调好离合器踏板自由行程及节气门、阻风门拉索，安好排气管。 （5 ）连接起动机接线时，导线不得碰到发动机。 （6 ）合理加注冷却液。 2.3 发动机的磨合 汽车的磨合目的是使各部机件适应环境的能力得到调整提升。汽车磨合的优劣会对汽车 寿命、安全性和经济性产生重要影响。 总成修理的发动机使用的零件有新有旧，零件的技术状况相差较大。修理工艺装备和企 业生产技术水平又存在着很大的差异。有些总成修理的发动机在磨合中就出现拉缸、烧瓦等 严重故障。因此，总成修理的发动机进行科学的磨合就更为必要。由于磨合期内机件配合间 隙较小，油膜质量差，温升大，机油易氧化变质。加上较多的金属粒混入机油，使机油质量 下降。同时，机件之间较大的磨擦阻力也使油耗增加。磨合期满应更换润滑油，进行全面调 整、紧固，使车辆达到正常技术状态。 2.3.1 发动机磨合的意义 2.3.1.1 形成适应工作条件的配合性质。 （ l）扩大配合表面的实际接触面积。新零件和经过修理的零件，由于表面微观粗糙和 各种误差，装配后配合副的实际接触面积仅为设计面积的 1/100-1/1000，配合表面上单位实 际接触面积的载荷就会超过设计值的百倍乃至千倍。微观接触面积在高应力、高摩擦热作用 下就容易产生塑性变形和粘着磨损，引起咬粘等破坏性故障。因此，使新零件在特定的磨合 规范下运动，粗糙表面的微观凸点镶嵌其上并产生微观机械切削现象，使实际接触面积不断 扩大，在短期内形成适应正常工作条件的配合表面。 （2 ）形成适应工作条件的表面粗糙度。每一种工作条件均有其相应的表面粗糙度，零 件加工的表面粗糙度与工作条件的要求差距甚大。在磨合中才能形成适应工作条件的表面粗 糙度。 （3 ）改善配合性质。由于磨合磨损形成了适应工作条件的实际接触面积和表面粗糙度 以及配合间隙，不但显著地提高了零件综合抗磨损性能，也减少了其摩擦阻力与摩擦热，故 障率降低，提高了大修发动机的可靠性与耐久性。 2.3.1.2 改善配合副的润滑效能。 磨合使配合间隙增大到适应正常工作条件的配合间隙，改善了润滑油的泵送性能，增大 了配合副间润滑油流量，不但改善了配合副的润滑效能，也有利于保持正常的工作温度和配 合表面的清洁。 2.3.1.3 提高发动机的可靠性与耐久性。 金属在低于或近于疲劳极限下，磨合一定的时间，“实现次负荷锻炼”，可以明显提高金 属零件的抗磨损能力和抗疲劳破坏能力，从而提高机械的可靠性和耐久性。 发动机全部磨合过程由微观几何形状磨合期、宏观几何形状磨合期、适应最大载荷表而 准备期三个时期组成。微观几何形状磨合期内（第一时期），微观粗糙表面因微观机械加工 作用逐渐展平，表面金属被强化，显微硬度成倍地提高，产生剧烈的磨损，增大配合间隙， 形成适应摩擦状态下的工作表面质量。宏观几何形状磨合期内（第二时期），零件表面形位 误差部分的得以消除，磨损量逐渐减小，机械损失减弱。适应最大载荷表面准备期内（第三 时期），零件磨损率和发动机动力性、经济性逐渐稳定，故障率降低，可靠性提高。后两个 磨合时期发动机装限速片，在限速限载条件下的运行过程中完成，称为“汽车走合”。第一 时期磨合则于出于厂前在台架上完成，称为“发动机磨合”。 2.3.2 磨合试验设备 发动机的冷磨合一般在测功机上进行。测功设备的型号很多，其中 SG11M 型水力测功 机，性能稳定，测量精度高，既能测功，又能对发动机进行冷、热磨合，与油耗仪配套使用， 还可则定发动机耗油率。该测功机由以下几个部分组成： （1 ）测功部分。它由制动鼓、量秤机构、测速机构等组成。 （2 ）冷磨合部分。它由电动机、摩擦离合器、变速箱和单向离合器组成。 （3 ）发动机支座一部分。它由两个平板和四个支架组成，用以支承和固定发动机。 （4 ）附属部分。它由供水系统、供油系统、方向传动装置组成。 2.3.3 磨合规范 发动机磨合分冷磨合与热磨合两个阶段。冷磨合是由外部动力驱动总成或机构的磨合。 而发动机自行运转的磨合则称为热磨合。其中发动机自行空运转的磨合则称为无载热磨合； 加载自运转磨合称为负载磨合。发动机的磨合质量在材料、结构、装配质量等条件已定的情 况下，主要取决于磨合时期的转速、载荷、磨合时间、润滑油品质。因此，由磨合转速、载 荷和磨合时间组成了发动机的磨合规范： 2.3.3.1 冷磨合规范。 （ 1 ）冷磨合转速。起始转速 400r/min~500r/min （ 0.2~0.25 n e 。 ）终止转速 1200r/min~1400r/min（0.4~0.55n e ）。起始转速过低，由于曲轴溅油能力不足、机油泵输油压 力过低，难以满足配合副很大摩擦阻力和摩擦热对润滑、冷却、清洁能力的需求，极易造成 配合副破坏性损伤。由于高摩擦阻力和高摩擦热的限制，起始转速亦不能过高。 发动机磨合的关键是气缸与活塞环、活塞和曲轴与轴承等配合副的磨合配合面上载荷主 要由活塞连杆组的质量和离心力形成的。据有关资料介绍，在 1200r/min~1400r/min 范围内 单位面积上的载荷最大。超过或低于此转速，载荷反而减小，均会影响磨合效果。 磨合转速采取了四级调速。无级调速磨合效率低，在每级转速下，随着表面质量的改善， 磨损率逐渐下降至平衡状态。为了提高磨合效率，故采取有级调速。 （2 ）冷磨合载荷。单靠活塞连杆组所产生的载荷显然不够，磨合效率低。实践证明， 装好气缸盖，堵死火花塞螺孔，借助气缸的压缩压力来增加冷磨载荷是极为有益的。 （3 ）冷磨合的润滑。现行的润滑方式有自润滑、油浴式润滑和机外润滑。实践证明： 机外润滑方式最佳，对提高磨合效率极为有利。所谓机外润滑是指由专门的泵送系统，将专 门配制的粘度较低，硫化极性添加剂含量高的专用发动机润滑油；以较大的流量送人发动机 进行润滑的润滑方式。不但使摩擦表面松软，加速磨合过程，而且润滑、散热以及清洁能力 很强，还可以提高磨合过程的可靠性。 （4 ）磨合时间。各级转速的冷磨合时间约 15min，共 60min。 2.3.3.2 热磨合规范。 （1 ）无载热磨合。无载热磨合是为有载热磨合作准备，其磨合原理与冷磨合类似，因 此，无载热磨合转速取 0.4~0.55P e （P e 为发动机额定功率）。 （2 ）有载热磨合。起始转速为 0.4~0.5P e ，磨合终了转速一般取 0.8P e ，四级调速。 起始加载取 0.2P e 。，磨合终了前载荷取 0.8P e ，采取四级加载方式，与四级调速相应组 合。磨合时间的确定，多以每级磨合中的转速变化或润滑油温度来判断。当每级负载不变时， 随着磨合的时间的延续、零件工作表面质量的改善、摩擦损失的减小，发动转速会有明显的 升高，就表明这一级磨合已达到了磨合要求，就可以转入高一级转速负载梯度的磨合。也可 以用润滑油的温度变化评价每级磨合时间，在发动机冷却液温度保持恒定的条件下，摩擦阻 力进入稳定阶段后，润滑油温度也从升温转入温度稳定状态，就可以转入高一级磨合。 实践证明，上述磨合规范的总磨合时间约 120min~150min。 在热磨合过程中，必须进行发动机的检查调整和发动机性能试验，排除故障使发动机符 合大修竣工技术条件。并清洗润滑系，更换润滑油和滤清器滤芯，加装限速装置。 2.4 发动机总成修理竣工技术条件 2.4.1 一般技术要求 发动机总成修理竣工的一般技术要求如下： （1 ）装备齐全、按规定完成发动机的磨合，无漏油、漏水、漏气、漏电现象。 （2 ）加注的润滑油量、牌号以及润滑脂符合原厂规定。 （3 ）无异响，发动机急加速时无突爆声，化油器不回火、消声器无放炮声，工作中无 异响现象。 （4 ）润滑油压力和冷却液温度正常。 （5 ）气缸的压力应符合原厂规定，各缸压力差，汽油机应不超过各缸平均压力的 80%， 柴油机则不超过 10％。 （6 ）四冲程汽油机的转速在 500~600r/min 时，以海平面为准，进气歧管真空度少花在 57.2~70.5kPa 范围内。其波动范围，六缸发动机不超过 3.5kPa，四缸发动机则不超过 5kPa。 2.4.2 主要使用性能 发动机总成修理竣工后的主要使用性能如下： （1 ）发动机在正常上作温度下， 5s 时间内能起动。柴油机在 50℃环境下，汽油机在-5 ℃ 环境下，起动顺利。 （2 ）配气相位差不大于 2°03′。 （3 ）加速灵敏，速度过渡圆滑，怠速稳定，各工况工作平稳。 （4 ）最大功率和最大转矩不低于原厂规定的 90%。 （5 ）最低燃料消耗率不得高于原厂的规定。 （6 ）发动机排放限值符合 GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》之规定。 （7 ）电子控制系统的设置应正确无误）自检警告灯应显系统正常，或通过系统自诊断 功能读取的故障码应为正常。 3 发动机试验 发动机试验项日有：最高空转转速、怠速稳定转速、功率、耗油率，即速度特性、负荷 特性试验。 3.1 发动机试验设备 3.1.1 水力测功机 水力测功机，由于发动机试验时会产生较大的振动和旋转力矩，所使用的试验台用坚固、 防振混凝土做基础，基础上固定有安装发动机用的铸铁底座和前后支架。为保证发动机能迅 速拆装和对中，前后支架在底座上的位置和高度做成可谓。 发动机曲轴与测功机转子轴用联轴器连接。通过测功机和转速表所测读数可以计算补测 发动机的功率，燃油由专用油箱通过油量测量装置供给发动机的燃料供给系。 3.1.2 电涡流测功器 电涡流测功器具有结构简单、控制方便、有很宽的转速范围和功率范围等特点，因此应 用很广，但这种测功器只吸收发动机的功率，使其全部转化为热能而不能发出电力，也不能 们为电动机驱动发动机工作。 感应式电涡流测功器的制动器主要由定子（包括作为磁轭的铁心：1 、涡流环 2、励磁 绕组 18、端盖 3），和转子（包括带齿状凹凸的感应子 17、主轴 7、轴承 4）组成。定子靠 轴承 8 支承在轴承架 13 和机座 12 上。从可以自由摆动的定子外壳伸出一臂以测量转矩。由 于电涡流制动器所吸收的功率全部转化为热量，所以制动器的内腔（特别是涡流环和激励绕 组周围）必须通水冷却，对于几千瓦以下的小容量电涡流测功器，因其制动器产生的热量不 大，故多数设计成空气冷却的形式。 电涡流制动器产生制动力的原理是当励磁绕组通以直流电时，由感应子、空气隙、涡流 环、定子磁扼等形成的闭合磁路中产生静止磁通，因感应子的外圆制成齿状凹凸，在齿顶处 的空隙很小，其磁通密度人，齿槽处的空气隙大，其磁通密度很小。当感应子旋转时，涡流 环相应部位的磁通密度不断增减变化。由电磁感应定律可知，此时的涡流环的表面将产生感 应电势而形成涡电流，力图阻止磁通的变化，从而引起对感应子的制动作用。 涡流环和感应子都用具有高导磁率和高电导率的纯铁制造，其转子尺寸和质量与同功率 容量的直流电动机相比要小得多，且其结构简单，因而允许在很高的转速下运转。 电涡流测功器所消耗的励磁功率很小，只需变动最大不过数安培的励磁电流就能自由控 制吸收的转矩。这样就可以便地完成控制自动化，有利于实验运行。 3.1.3 油耗测量装置 油耗测节装置，又称油耗仪，它由油箱量瓶（或量杯）、二通阀、滤清器等组成。 3.2 发动机试验的一般条件 发功机试验的一般条件如下： （1 ）所用燃油及润滑油符合制造厂的规定。 （2 ）测试仪器的精度及测量部位应符合规定要求。 （3 ）试验前发动机应按规定的磨合规范进行磨合。 （4 ）发动机冷却液出液温度为（80 ±5 ）℃，机油温度为（85±5 ）℃，柴油温度为（40 ±5 ）℃。 （5 ）排气背压按制造厂规定或低于 3.5kPa。 （6 ）所有数据要在工况稳定后测量转速、转矩及排气燃料消耗量三者应者应同时测量。 3.3 主要性能的试验方法 3.3.1 速度特性试验 发动机节气门位置不变时，其性能指标随转速的变化而变化的关系，称为发动机的速度 特性。发动机沿速度特性工作时，相当于驾驶员将加速踏板位置保持一定，汽车行驶速度随 道路阻力的变化而变化的情况。用图来表示速度特性时，一般横坐标表示发动机的转速，纵 坐标（性能参数）主要是性能指标，如有效功率P e 、有效转矩M e 和有效燃料消耗率g e ，等。 由发动机台架试验测取一系列数据，绘制成速度特性曲线。节气门（或供油拉杆）保持最大 开度时，所测得的速度特性，称为发动机的外特性。通过分析发动机的速度特性，可找出发 动机在不同转速情况下工作时，其动力性和经济性的变化规律，及对应于最大功率（P max ）、 最大转矩（ M max ） 、最小燃料消耗率（g min ）时的转速，从而确定发动机工作时最有利的转 速范围。 试验时节气门全开，在发动机工作转速范围内，顺序地调节负荷（由小到大或由大到小 加载），改变转速，进行测量。适当地分布八个以上测量点。绘制外特性曲线。 试验中主要测量：进气状态、转速、转矩、燃料消耗量、排气烟度、噪声、排气温度、 点火或喷油提前角及汽油机进气管真空度等。 做发动机速度特性试验，测定发动机的外特性，分析评定所测发动机在全负荷下的动力 性和经济性。 3.3.2 负荷特性试验 发动机的负荷特性是指当发动机转速不变时，其经济性指标随负荷而变化的关系。发动 机沿负荷特性工作时，相当于汽车以等速在不同阻力的道路上行驶时的情况。用图来表示负 荷特性，一般横坐标（负荷）表示发动机的有效功率P e 、 。纵坐标（性能参数）主要是经济 性指标，如每小时燃料消耗量G T 、有效燃料消耗率等。由发动机台架试验测取一系列数据， 绘制成负荷特性曲线。通过分析发动机的负荷特性，可了解发动机在各种负荷情况下工作时 的经济性以及最低燃料消耗率的负荷状态。 试验时，发动机在 50%~80%的额定转速下运行，从小负荷开始逐渐增大负荷，相应增 大节气门开度直到全开。适当地分布八个以上测量点，绘制负荷特性曲线。 试验中主要测量：进气状态、转速、转矩、燃料消耗量、汽油机进气管真空度等。 3.3.3 燃油消耗量的测量 测量发动机燃油消耗量的仪器或装置叫做油耗仪，也称燃油流量计。常用的油耗仪一般 由油箱、串联量瓶（或量杯）、三通开关、滤清器和停表等组成。测量方法分为定容积法和 定质量法两种。 3.3.3.1 定容积法 燃油从油箱经开关、滤清器到三通阀、向发动机供油，并可向量瓶充油。试验时可按以 下步骤操作： （1 ）打开油箱开关，三通阀置于 A 位置，发动机由油箱供油。 （2 ）测量前将三通阀置于 B 位置，油箱同时向发动机和量瓶供油。 （3 ）测量开始时，将三通阀转至 C 位置，由量瓶向发动机供油。记录燃油流过所选球 泡（一般由 50mL、104mL 、200mL 三种串联在一起）上、下刻线所用时间。 （4 ）测量完毕，将三通阀再次转回 B 位置，向量瓶充油，为下次测量作准备。 燃油消耗量可按下式计算： G T =3.6Vr/t,dg/h 式中：V——球泡容积， mL； r——燃油密度，g/mL ； t——消耗容积 V 的燃油所用时间，s。 若发动机功率P e ，以千瓦为单位，则有效耗油率为： ge= 1000GT Pe （ g/kW·h ） 3.3.3.2 定质量法 柴油机通常用定质量测量燃油消耗量。在细颈刻线的一测有电源k 1 ，另一侧有光电管k 2 ， 每对光源与光电管置于同一水平面上。若细颈燃油，光源的光穿细颈管时，由于燃油对光线 的折射作用，光不能照到光电管上；当细颈管无油时，光可穿过细颈管照射到光电管上；当 细颈管无油时，光可穿过细颈管照射到光电管上，使光电管通电，再通过电路控制电动三通 阀和计数器工作，实现时间和油耗的自动显示。 3.3.4 转速的测量 发动机试验时用转速表来测量转速。转速表按结构和工作原理不同可分为电子式、机械 式和电气式三种型式，发动机试验时测量转速的目的不同，对转速表的测量精度要求也不同。 对于参与计算的转速，要求有较高的精度，而对于供监控用的转速则可用较低精度的转速表。 3.3.4.1 电子数字式转速表。电子转速表有固定式及手持式两种，固定式电子转速表由传 感器及指示仪两部分组成。传感器是一只脉冲发生器（可以是磁感应式或光电式）。如磁感 应式脉冲发生器由一个齿盘及一个电磁捡拾器组成。齿盘是固定在测功机主轴上带有 60 个 齿的盘（齿轮）。电磁检拾器靠近齿盘固定，当发动机拖带测功机主轴每旋转一周，捡拾器 内的线圈就发生 60 次感应电脉冲，这个信号送到指示仪表（相当于一个频率计外加时间开 关）。一般每秒钟取样一次， 18 取得的脉冲数等于发动机每分钟转速，用 4 位数字显示，这 种转速表的精度为±1r/ruin 。 手持式电子转速表分为接触式和非接触式两种。接触式的用橡皮轴头和发动机轴端接 触，表内装有光电传感器；非接触式的须在使用前预先在旋转轴或盘上粘贴白色纸条，仪器 前端装有照射灯光和感受反光的光电管。轴每旋转一次给光电管一个脉冲信号，累计运算成 转速。 电子式转速表，由于测量准碗，且有转速信号输出，易于实现自动控制等优点，近年来 已被广泛采用。 3.3.4.2 机械式转速表。手持机械式转速表是利用重块的离心力与转速的平方成正比的原 理而制成的。由于其使用方便，价格低廉，测量范围较广，在发动机试验时仍有应用但其测 量精度较低。 3.3.4.3 电气式转速表。主要有发电机式和脉冲式两种，发电机式做成直流或交流发电机 结构，利用感应电压与转速成正比的原理进行测量。脉冲式是利用转速与频率成正比的原理， 做成一种多级的发电机结构，利用感应电压的频率进行测量。 电气式转速表能远距离测量，并起监督报警自动控制作用，在电力及电涡流测功机上常 配有转速发电机。 3.3.5 气缸压缩压力的测量 气缸压缩压力是指发动机压缩行程终了时气缸内的最大压力。压缩压力的大小，可以表 气缸的密封性。密封性与气缸、气缸盖、气缸垫、活塞、活塞环和进、排气门等包围工作介 质（混合气）的零件有关。发动机在大修后，磨合中检查气缸压缩压力，主要是检查：气缸 与活塞、活塞环的配合间隙，气缸垫的密封和气缸兽螺栓的紧固情况，配气机构调整的准确 性，气门关闭的严密性等。 气缸压缩压力表结构简单，主要由表头、带连接管的测量头、进气阀、排气阀和排气按 钮等组成。测量汽油机的测量头是锥形带橡皮塞子，测量柴油机的油量头有外螺纹，在测量 时，应将其人旋入安装喷油器的螺纹孔内。 发动机运转于正常温度后熄火。拆除汽油机各缸火花塞或柴油机各缸喷油器。汽油机的 节气门和阻风门应置于全开位置。将手持式气缸压缩压车锥形橡皮头紧压在火花塞孔上，柴 油机因压缩压力大，就使用旋入式压力表，将其旋入喷油器螺纹孔内，用起动机带动发动机 运转 3s—5s ，记录下气缸压力表读数后，按下放气阀，使表头指针复重复测量 2~3 次，取 平均值分析用。