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汽车动力性能检测
授课班级 章节 本讲主要内容 课程名称 汽车使用性能与检测技术 课题 汽车动力性能检测 第 5 讲 学时 2 第三章 汽车动力性能检测 发动机综合性能检测装置的基本组成；发动机功率检测、驱动车轮输出功率检测 知识点： 能力点： 发动机综合性能检测装置的组成和功用； 学会发动机稳态测功和动态测功的原理步骤； 驱动车轮输出功率检测 本讲教学目的 了解发动机综合性能检测装置的组成； 发动机功率检测的原理； 驱动车轮输出功率检测 教学重点 教学难点 发动机检测装置的基本组成和发动机功率的检测原理。 稳态测功和动态测功的操作步骤。 教学方法及手段 导入、重点介绍、讲授、多媒体 1、 发动机综合性能检测仪的功能有哪些？ 课外作业 2、 发动机综合性能检测仪的组成部分是什么？ 各部分的职能是什么？ 3、 无负荷测功的测量原理是什么？操作中应注意什么？ 本讲主要教学内容 一、发动机综合性能检测的基本内容及特点 1、发动机技术状况变化的现象 由发动机动力检测导入本讲内容 引题：汽车使用性能指标是如何进行检测和故障诊断。 重点介绍： 汽车的容载量、质量利用、使用方便性的含义以及因素 发动机技术状况变化的主要外观症状有功率下降，燃料与润滑油消耗量增加，起动困难，漏水、漏油、漏气、漏电以及运转中有异常响声等。 2、发动机综合分析仪的基本功能: (1)无外载测功功能即加速测功法。 (2)检测点火系统。初级与次级点火波形的采集与处理，平列波、并列波与重叠波和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角，点火提前角的测定等。 (3)机械和电控喷油过程各参数(压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等)的测定。 (4)进气歧管真空度波形测定与分析。 (5)各缸工作均匀性测定。 (6)起动过程参数(电压、电流、转速)测定。 (7)各缸压缩压力判断。 (8)电控供油系统各传感器的参数测定。 (9)万用表功能。 (10)排气分析功能。 3、特点 (l)动态的测试功能 它的传感系统和信号采集与记忆存储系统能迅速准确地捕获发动 机各瞬变参数的时间函数曲线，这些动态参数才是对发动机进行有效判断的科学依据。 (2)通用性 测试过程不依据被检车辆的数据卡(即测试软件);只针对基本结构和各系 统的形式和工作原理进行测试，因此它的检测结果具有良好的普遍性，其检测方法同样也具有最广泛的通用性。 名师精编 精品教案
(3)主动性 发动机综合检测仪不仅能适时采集发动机的动态参数，而且还能主动地发出指令干预发动机工作，以完成某些特定的试验程序，如断缸试验等。 重点介绍： 发动机综合性能检测装置的基本组成 二、发动机综合性能检测装置的基本组成 1、信号提取系统 信号提取系统的任务在于提取汽车被测点的参数值，鉴于被测点的机械结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适应不同的测试部位。 2、信号预处理系统 信号预处理系统也称前端处理名器，俗称\黑盒子\，它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于多路测试系统中的多功能二次仪表的集合，它可将发动机的所有传感信号，经衰减、滤波、放大、整形，并将所有脉冲和数字信号百接输人CPU的高速输入端(HSI)，也可经F一V转换后变为0~5V或0~10V的直流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡。 发动机上装配的传感器是发动机控制和判断发动机故障的关键部件，但其输出的电信号 千差万别，不能被车载计算机或发动机分析仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理转换成标准的数字信号后送人计算机。 车载传感器的输出信号从电子学角度分，也就是模拟信号和频率信号两种，应采取不同的处理方法。 对于模拟信号，如温度传感器、压力传感器、节气门位置传感器等其幅值为0~5v，频率变化也比较缓慢，主要的处理手段是对其进行低通滤波和信号隔离。经低通滤波后的纯净低频信号再经过隔离装置送入A/D(模拟量/数字量)转换器，以消除模拟电路和数字电路的共地干扰。对于低频模拟信号的隔离多采用隔离放大器，即变压器隔离方式;也有先将模拟信号进行V一F转换，然后由光电隔离器再进行F一V转换的，但后一种方法多用于需远距离传输信号的场合。模拟信号中有一些幅值较小，如氧传感器为0~1V，废气分析仪的电气接口输出信号多为0~50mV，这些信号若直接送入A/D转换器，由于不能充分利用A/D转换器的精度，转换精度很低，故需对其做放大处理。由于信号幅值的差异，故采用程控放大器，对不同的传感器输出信号由软件控制分配，以不同的放大倍数使输出信号幅值达到A/D转换器的全量程范围，以提高A/D转换器的精度。当然，这些信号经程控放大器放大以后，仍须经过低通滤波和信号隔离才能进行A/D转换，模拟信号中也有一些大幅值信号，如起动电压，对此须经过衰减以后再由低通滤波和隔离后方能迸行A/D转换。模拟信号中也有一些信号如初次级点火信号、爆震信号、喷油脉冲、起动电流等，或具有较高的频率，或具有较高的电压、电流幅值。这些信号须特殊处理，如初次级点火信号由于线圈的自感和互感作用，其电压幅值可达300V或30kV，甚至更高，故须利用电压衰减器进行衰减后再进行后继处理，由于其频率很高(可达1MHz以上)，故须使用高速A/D转换器，才能保证转换后的信号不失真(即经数学处理后，准确复原信号)。对于起动电流其峰值可达200A以上，无法直接测量，须利用电流互感器转换成0~5V的电压信号再进行测量，车用爆震传感器和柴油机喷油压力传感器多用压电晶体作为敏感元件，其输出信号为电荷量，故须采用电荷放大器作为前级放大，且要从频率非常丰富的振动信号中准确提取有效信号，因而必须对其进行带通滤波。喷油脉冲在喷油器的电磁线圈断电瞬间也会由于自感作用而产生40V左右的振荡，对此可利用电阻分压器分压后再后继处理。 对于频率信号，如发动机的转速、判缸信号、车速信号等，由于多选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号本身即为数字脉冲。但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形，这多用电压比较器或施密特触发器进行实现。整形后输出的标准数字脉冲，再经高速光电隔离器送人后继电路，以消除其干扰，提高系统的工作可靠性。 为了实现传感器的准确测量，不影响发动机的正常运转，进行信号提取时必须保证电路有足够的输入阻抗，而且为了保证预处理系统主板的安全，对各路输出信号均采取了限幅措施。 3、采控与显示系统 台式和柜式发动机综合性能分析仪多采用l4英寸彩色CRT显示器，手提便携式则用小型液晶显示器，现代分析仪都能醒目地显示操作菜单，实时显示当前动态参数和波形，十字光标可显示曲线任--点名师精编 精品教案
重点介绍功率检 掌握稳态和动态测功的定义 重点介绍无负荷测功的测量原理，并要求学生掌握步骤 的数值，同时也可显示极限参数的数值，并配以色棒显示以示醒目，使用者可任意设定显示范围和图形比例。 三、发动机功率的检测 发动机的有效功率是曲轴对外输出的功率，是一个综合性评价指标。通过该指标可以定性地确定发动机的技术状况，并定量地获得发动机的动力性。检测发动机有效功率的方法，有稳态测功和动态测功两种。 1、稳态测功 （1）定义 稳态测功是指发动机在节气门开度一定、转速一定和其他参数保持不变的稳定下，在测功器上测（2）计算公式 稳态测功时，不论发动行程数和形式如何，其有效功率 (kw)、有效转矩Te。和转速n均具有下列关系： Pe= Te×n/9550 （3）使用 稳态测定发动机最大有效功率是在节气门全开情况下，由测功器给发动机施加一定负荷，测出额定转速以及相应转矩，即可由上式计算出功率。稳态测功的结果比较准确可靠，但该方法测功需要大型、固定安装的测功器，费时费力且成本较高，故多用于发动机设计、制造及院校和科研部门做性能试验，而一般运输、维修企业和检测站中采用不多。由于稳态测功时，需由测功器对发动机施加外部负荷，故也称为有负荷测功或有外载测功。 2、动态测功 （1）定义 动态测功是指发动机在节气门开度和转速等均为变动的状态下，测定其功率的一种方法。动态测功时，无需对发动机施加外部负荷，故又称为无负荷测功或无外载测功。 （2）基本方法 动态测功的基本方法是:当发动机在怠速或处于空载某一低速下运转时，突然全开节气 门，使发动机克服惯性和内部阻力而加速运转，用其加速性能的好坏直接反映最大功率的大 小。因此，只要测出加速过程中的某一参数，就可得出相应的最大功率。 （3）使用 由于动态测功时不加负荷，又不需要大型设备，既可以在台架上进行，也可以就车进行，因而提高了检测速度和方便性。虽然其测量精度较之稳态测功要差一些，但该方法特别适用于在用车发动机的检测，故一般运输企业、维修企业和检测站采用较多。 3、无负荷测功的测量原理 目前使用的无负荷测功仪，主要有单一功能的便携式测功仪和与其他测试仪表组装在一的发动机综合测试仪两种类型。某显示方法、仪器方案和测功方法如下所述。 （1）显示方法 无负荷测功结果的显示方法，常见的有三种形式，即指针指示式、数字显示式和等级显示式。指针指示式和数字显示式可指示出功率或加速时间的具体数值，等级显示式只显示良好、合格和不合格三个等级。 （2）仪器组成 测瞬时加速度:该方案是通过测量加速过程中某一转速的加速度，从而获得瞬时功率的仪器方案。按这一方案设计的仪器，由传感器、脉冲整形装置、时间信号发生器、加速度计数器和控制装置、转换分析器、转换开关、功率指示表、转速表和电源等组成。 测的方法和步骤 定功率的一种方法。常见的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器等。