汽車使用性能與檢測(cè)技術(shù)教案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽車動(dòng)力性能檢測(cè)授課班級(jí)課程名稱汽車使用性能與檢測(cè)技術(shù)第 5 講章節(jié)第三章 汽車動(dòng)力性能檢測(cè)課題汽車動(dòng)力性能檢測(cè)學(xué)時(shí)2本講主要內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的基本組成；發(fā)動(dòng)機(jī)功率檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)車輪輸出功率檢測(cè)本講教學(xué)目的知識(shí)點(diǎn)：了解發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的組成；發(fā)動(dòng)機(jī)功率檢測(cè)的原理；驅(qū)動(dòng)車輪輸出功率檢測(cè)能力點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的組成和功用；學(xué)會(huì)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)測(cè)功和動(dòng)態(tài)測(cè)功的原理步驟；驅(qū)動(dòng)車輪輸出功率檢測(cè)教學(xué)重點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置的基本組成和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的檢測(cè)原理。教學(xué)難點(diǎn)穩(wěn)態(tài)測(cè)功和動(dòng)態(tài)測(cè)功的操作步驟。教學(xué)方法及手段導(dǎo)入、重點(diǎn)介紹、講授、多媒體課外作業(yè)1、  

2、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)儀的功能有哪些？2、   發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)儀的組成部分是什么？ 各部分的職能是什么？3、   無(wú)負(fù)荷測(cè)功的測(cè)量原理是什么？操作中應(yīng)注意什么？ 本講主要教學(xué)內(nèi)容由發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力檢測(cè)導(dǎo)入本講內(nèi)容引題：汽車使用性能指標(biāo)是如何進(jìn)行檢測(cè)和故障診斷。重點(diǎn)介紹：汽車的容載量、質(zhì)量利用、使用方便性的含義以及因素一、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)的基本內(nèi)容及特點(diǎn)1、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況變化的現(xiàn)象發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況變化的主要外觀癥狀有功率下降，燃料與潤(rùn)滑油消耗量增加，起動(dòng)困難，漏水、漏油、漏氣、漏電以及運(yùn)轉(zhuǎn)中有異常響聲等。2、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀的基本功能:(1)無(wú)外載測(cè)功功能即加速

3、測(cè)功法。(2)檢測(cè)點(diǎn)火系統(tǒng)。初級(jí)與次級(jí)點(diǎn)火波形的采集與處理，平列波、并列波與重疊波和重疊角的處理與顯示，斷電器閉合角和開啟角，點(diǎn)火提前角的測(cè)定等。(3)機(jī)械和電控噴油過(guò)程各參數(shù)(壓力、波形、噴油、脈寬、噴油提前角等)的測(cè)定。(4)進(jìn)氣歧管真空度波形測(cè)定與分析。(5)各缸工作均勻性測(cè)定。(6)起動(dòng)過(guò)程參數(shù)(電壓、電流、轉(zhuǎn)速)測(cè)定。(7)各缸壓縮壓力判斷。(8)電控供油系統(tǒng)各傳感器的參數(shù)測(cè)定。(9)萬(wàn)用表功能。(10)排氣分析功能。 3、特點(diǎn)(l)動(dòng)態(tài)的測(cè)試功能 它的傳感系統(tǒng)和信號(hào)采集與記憶存儲(chǔ)系統(tǒng)能迅速準(zhǔn)確地捕獲發(fā)動(dòng)機(jī)各瞬變參數(shù)的時(shí)間函數(shù)曲線，這些動(dòng)態(tài)參數(shù)才是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效判斷的科學(xué)依據(jù)。(2

4、)通用性 測(cè)試過(guò)程不依據(jù)被檢車輛的數(shù)據(jù)卡(即測(cè)試軟件);只針對(duì)基本結(jié)構(gòu)和各系統(tǒng)的形式和工作原理進(jìn)行測(cè)試，因此它的檢測(cè)結(jié)果具有良好的普遍性，其檢測(cè)方法同樣也具有最廣泛的通用性。(3)主動(dòng)性 發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀不僅能適時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)，而且還能主動(dòng)地發(fā)出指令干預(yù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，以完成某些特定的試驗(yàn)程序，如斷缸試驗(yàn)等。重點(diǎn)介紹：發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的基本組成重點(diǎn)介紹功率檢測(cè)的方法和步驟掌握穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)功的定義重點(diǎn)介紹無(wú)負(fù)荷測(cè)功的測(cè)量原理，并要求學(xué)生掌握步驟歸納總結(jié)功率測(cè)功的方法和儀器組成以及操作步驟二、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的基本組成1、信號(hào)提取系統(tǒng)信號(hào)提取系統(tǒng)的任務(wù)在于提取汽車被測(cè)點(diǎn)的參數(shù)值，鑒

5、于被測(cè)點(diǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和參數(shù)性質(zhì)不同，信號(hào)提取裝置必須具有多種形式以適應(yīng)不同的測(cè)試部位。2、信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)也稱前端處理名器，俗稱"黑盒子"，它是電控燃油噴射系統(tǒng)檢測(cè)的關(guān)鍵部件，其作用相當(dāng)于多路測(cè)試系統(tǒng)中的多功能二次儀表的集合，它可將發(fā)動(dòng)機(jī)的所有傳感信號(hào)，經(jīng)衰減、濾波、放大、整形，并將所有脈沖和數(shù)字信號(hào)百接輸人CPU的高速輸入端(HSI)，也可經(jīng)F一V轉(zhuǎn)換后變?yōu)?5V或010V的直流模擬信號(hào)送入高速瞬變信號(hào)采集卡。 發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)控制和判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障的關(guān)鍵部件，但其輸出的電信號(hào)千差萬(wàn)別，不能被車載計(jì)算機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀的中央控制器直接使用，必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理

6、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)后送人計(jì)算機(jī)。車載傳感器的輸出信號(hào)從電子學(xué)角度分，也就是模擬信號(hào)和頻率信號(hào)兩種，應(yīng)采取不同的處理方法。對(duì)于模擬信號(hào)，如溫度傳感器、壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等其幅值為05v，頻率變化也比較緩慢，主要的處理手段是對(duì)其進(jìn)行低通濾波和信號(hào)隔離。經(jīng)低通濾波后的純凈低頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)隔離裝置送入A/D(模擬量/數(shù)字量)轉(zhuǎn)換器，以消除模擬電路和數(shù)字電路的共地干擾。對(duì)于低頻模擬信號(hào)的隔離多采用隔離放大器，即變壓器隔離方式;也有先將模擬信號(hào)進(jìn)行V一F轉(zhuǎn)換，然后由光電隔離器再進(jìn)行F一V轉(zhuǎn)換的，但后一種方法多用于需遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的場(chǎng)合。模擬信號(hào)中有一些幅值較小，如氧傳感器為01V，廢氣分析儀的電

7、氣接口輸出信號(hào)多為050mV，這些信號(hào)若直接送入A/D轉(zhuǎn)換器，由于不能充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的精度，轉(zhuǎn)換精度很低，故需對(duì)其做放大處理。由于信號(hào)幅值的差異，故采用程控放大器，對(duì)不同的傳感器輸出信號(hào)由軟件控制分配，以不同的放大倍數(shù)使輸出信號(hào)幅值達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換器的全量程范圍，以提高A/D轉(zhuǎn)換器的精度。當(dāng)然，這些信號(hào)經(jīng)程控放大器放大以后，仍須經(jīng)過(guò)低通濾波和信號(hào)隔離才能進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)中也有一些大幅值信號(hào)，如起動(dòng)電壓，對(duì)此須經(jīng)過(guò)衰減以后再由低通濾波和隔離后方能迸行A/D轉(zhuǎn)換。模擬信號(hào)中也有一些信號(hào)如初次級(jí)點(diǎn)火信號(hào)、爆震信號(hào)、噴油脈沖、起動(dòng)電流等，或具有較高的頻率，或具有較高的電壓、電流幅值。這些信

8、號(hào)須特殊處理，如初次級(jí)點(diǎn)火信號(hào)由于線圈的自感和互感作用，其電壓幅值可達(dá)300V或30kV，甚至更高，故須利用電壓衰減器進(jìn)行衰減后再進(jìn)行后繼處理，由于其頻率很高(可達(dá)1MHz以上)，故須使用高速A/D轉(zhuǎn)換器，才能保證轉(zhuǎn)換后的信號(hào)不失真(即經(jīng)數(shù)學(xué)處理后，準(zhǔn)確復(fù)原信號(hào))。對(duì)于起動(dòng)電流其峰值可達(dá)200A以上，無(wú)法直接測(cè)量，須利用電流互感器轉(zhuǎn)換成05V的電壓信號(hào)再進(jìn)行測(cè)量，車用爆震傳感器和柴油機(jī)噴油壓力傳感器多用壓電晶體作為敏感元件，其輸出信號(hào)為電荷量，故須采用電荷放大器作為前級(jí)放大，且要從頻率非常豐富的振動(dòng)信號(hào)中準(zhǔn)確提取有效信號(hào)，因而必須對(duì)其進(jìn)行帶通濾波。噴油脈沖在噴油器的電磁線圈斷電瞬間也會(huì)由于自感

9、作用而產(chǎn)生40V左右的振蕩，對(duì)此可利用電阻分壓器分壓后再后繼處理。對(duì)于頻率信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、判缸信號(hào)、車速信號(hào)等，由于多選用電磁式、霍爾效應(yīng)式和光電式傳感器，其輸出信號(hào)本身即為數(shù)字脈沖。但由于傳輸過(guò)程中的衰減、交變電磁波輻射等原因，也易形成一定程度的失真，故需對(duì)其進(jìn)行整形，這多用電壓比較器或施密特觸發(fā)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。整形后輸出的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字脈沖，再經(jīng)高速光電隔離器送人后繼電路，以消除其干擾，提高系統(tǒng)的工作可靠性。為了實(shí)現(xiàn)傳感器的準(zhǔn)確測(cè)量，不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行信號(hào)提取時(shí)必須保證電路有足夠的輸入阻抗，而且為了保證預(yù)處理系統(tǒng)主板的安全，對(duì)各路輸出信號(hào)均采取了限幅措施。3、采控與顯示系統(tǒng)臺(tái)式和柜式

10、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀多采用l4英寸彩色CRT顯示器，手提便攜式則用小型液晶顯示器，現(xiàn)代分析儀都能醒目地顯示操作菜單，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前動(dòng)態(tài)參數(shù)和波形，十字光標(biāo)可顯示曲線任-點(diǎn)的數(shù)值，同時(shí)也可顯示極限參數(shù)的數(shù)值，并配以色棒顯示以示醒目，使用者可任意設(shè)定顯示范圍和圖形比例。三、發(fā)動(dòng)機(jī)功率的檢測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率是曲軸對(duì)外輸出的功率，是一個(gè)綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)該指標(biāo)可以定性地確定發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況，并定量地獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的方法，有穩(wěn)態(tài)測(cè)功和動(dòng)態(tài)測(cè)功兩種。1、穩(wěn)態(tài)測(cè)功（1）定義穩(wěn)態(tài)測(cè)功是指發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門開度一定、轉(zhuǎn)速一定和其他參數(shù)保持不變的穩(wěn)定下，在測(cè)功器上測(cè)定功率的一種方法。常見的測(cè)

11、功器有水力測(cè)功器、電力測(cè)功器和電渦流測(cè)功器等。（2）計(jì)算公式穩(wěn)態(tài)測(cè)功時(shí)，不論發(fā)動(dòng)行程數(shù)和形式如何，其有效功率 (kw)、有效轉(zhuǎn)矩Te。和轉(zhuǎn)速n均具有下列關(guān)系：Pe= Te×n/9550（3）使用穩(wěn)態(tài)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效功率是在節(jié)氣門全開情況下，由測(cè)功器給發(fā)動(dòng)機(jī)施加一定負(fù)荷，測(cè)出額定轉(zhuǎn)速以及相應(yīng)轉(zhuǎn)矩，即可由上式計(jì)算出功率。穩(wěn)態(tài)測(cè)功的結(jié)果比較準(zhǔn)確可靠，但該方法測(cè)功需要大型、固定安裝的測(cè)功器，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本較高，故多用于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造及院校和科研部門做性能試驗(yàn)，而一般運(yùn)輸、維修企業(yè)和檢測(cè)站中采用不多。由于穩(wěn)態(tài)測(cè)功時(shí)，需由測(cè)功器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加外部負(fù)荷，故也稱為有負(fù)荷測(cè)功或有外載測(cè)功。2、動(dòng)態(tài)測(cè)

12、功（1）定義動(dòng)態(tài)測(cè)功是指發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速等均為變動(dòng)的狀態(tài)下，測(cè)定其功率的一種方法。動(dòng)態(tài)測(cè)功時(shí)，無(wú)需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加外部負(fù)荷，故又稱為無(wú)負(fù)荷測(cè)功或無(wú)外載測(cè)功。（2）基本方法動(dòng)態(tài)測(cè)功的基本方法是:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或處于空載某一低速下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然全開節(jié)氣門，使發(fā)動(dòng)機(jī)克服慣性和內(nèi)部阻力而加速運(yùn)轉(zhuǎn)，用其加速性能的好壞直接反映最大功率的大小。因此，只要測(cè)出加速過(guò)程中的某一參數(shù)，就可得出相應(yīng)的最大功率。（3）使用由于動(dòng)態(tài)測(cè)功時(shí)不加負(fù)荷，又不需要大型設(shè)備，既可以在臺(tái)架上進(jìn)行，也可以就車進(jìn)行，因而提高了檢測(cè)速度和方便性。雖然其測(cè)量精度較之穩(wěn)態(tài)測(cè)功要差一些，但該方法特別適用于在用車發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)，故一般運(yùn)輸企業(yè)、

13、維修企業(yè)和檢測(cè)站采用較多。3、無(wú)負(fù)荷測(cè)功的測(cè)量原理目前使用的無(wú)負(fù)荷測(cè)功儀，主要有單一功能的便攜式測(cè)功儀和與其他測(cè)試儀表組裝在一的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試儀兩種類型。某顯示方法、儀器方案和測(cè)功方法如下所述。（1）顯示方法無(wú)負(fù)荷測(cè)功結(jié)果的顯示方法，常見的有三種形式，即指針指示式、數(shù)字顯示式和等級(jí)顯示式。指針指示式和數(shù)字顯示式可指示出功率或加速時(shí)間的具體數(shù)值，等級(jí)顯示式只顯示良好、合格和不合格三個(gè)等級(jí)。（2）儀器組成 測(cè)瞬時(shí)加速度:該方案是通過(guò)測(cè)量加速過(guò)程中某一轉(zhuǎn)速的加速度，從而獲得瞬時(shí)功率的儀器方案。按這一方案設(shè)計(jì)的儀器，由傳感器、脈沖整形裝置、時(shí)間信號(hào)發(fā)生器、加速度計(jì)數(shù)器和控制裝置、轉(zhuǎn)換分析器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、

14、功率指示表、轉(zhuǎn)速表和電源等組成。（3）測(cè)試方法 為了提高無(wú)外載測(cè)功機(jī)的測(cè)試精度，必須從操作方法和被測(cè)車輛的準(zhǔn)備工作著手。首先加速踏板踏下的速度和力度要均勻，且要求重復(fù)性良好，為此該項(xiàng)測(cè)試必須由經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的專職人員操作。為避免操作上的主觀誤差，須取三次測(cè)試結(jié)果的平均值，若有飛點(diǎn)必須剔除。 被測(cè)車輛與加速能力有關(guān)的機(jī)構(gòu)必須處于正確技術(shù)狀態(tài)，尤其是供油系統(tǒng)的踏板拉線、節(jié)氣門搖臂等機(jī)構(gòu)的間隙對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的加速過(guò)程影響極大，在測(cè)試前必須設(shè)法消除上述各連接處的不當(dāng)間隙與松緊度，但不允許調(diào)整原車化油器的加速泵位置和柴油機(jī)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。 為避免迅猛加速過(guò)程操作上的誤差而引起的數(shù)據(jù)離散，可將節(jié)氣門事先開至最大，然后

15、打開點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)即起動(dòng)并自由加速。為使測(cè)試數(shù)據(jù)盡量準(zhǔn)確并不傷害發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)前必須充分暖車使冷卻系統(tǒng)預(yù)熱到正常溫度。 必須說(shuō)明的是上述無(wú)外載測(cè)功的理論依據(jù)在機(jī)理上尚需斟酌，首先這一方法所測(cè)得的是發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性能，僅僅是動(dòng)力性的一個(gè)側(cè)面，而不是全部。眾所周知，功率指標(biāo)高的發(fā)動(dòng)機(jī)其加速性能不一定優(yōu)良。 但因無(wú)外載測(cè)功法簡(jiǎn)單易行，在沒(méi)有測(cè)功設(shè)備或勿須嚴(yán)格要求最終測(cè)試結(jié)果的情況下，例如作為同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整前后或維修前后的質(zhì)量判斷，這是十分有效的。4、單缸功率的檢測(cè)檢查各氣缸動(dòng)力性能是否一致是發(fā)動(dòng)機(jī)診斷的一個(gè)重要內(nèi)容。無(wú)負(fù)荷測(cè)功儀既可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)功率，又可以檢測(cè)某氣缸的單缸功率。檢測(cè)單缸功率的方

16、法是:先測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)功率，再測(cè)出某缸斷火情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，兩功率之差即為斷火之缸的功率。對(duì)于技術(shù)狀況良好的發(fā)動(dòng)機(jī)，各缸功率應(yīng)是一致的，否則會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，比較各單缸功率，可判斷各缸工作狀況。此外，也可以利用在單缸斷火情況下測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降值，來(lái)評(píng)價(jià)各缸的工作狀況。工作正常的發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率摩擦功率是平衡的。此時(shí)，若取消任一缸的工作，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都會(huì)有相同的下降值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在800m/min下穩(wěn)定工作時(shí)，每斷開一個(gè)缸工作就會(huì)使轉(zhuǎn)速正常平均下降。要求最高和最低下降值之差不大于平均下降值的30%。如果轉(zhuǎn)速下降值偏低，說(shuō)明斷火之缸工作不良。 應(yīng)該指出，在進(jìn)行斷火試驗(yàn)時(shí)，斷火時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)闆](méi)有燃燒的燃油會(huì)洗掉氣缸壁上的油膜，造成潤(rùn)滑不良，加速氣缸磨損。發(fā)動(dòng)機(jī)單缸功率偏低，一般是該缸高壓分線、分線插座或火花塞技術(shù)狀況不良，氣缸密封性不佳，氣缸竄機(jī)油等原因造成的，應(yīng)調(diào)整、更換或修理。四、驅(qū)動(dòng)車輪輸出功率檢測(cè) 1、汽車底盤測(cè)功機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 汽車底盤測(cè)功機(jī)主要由道路模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)及引導(dǎo)系統(tǒng)等構(gòu)成。 2、工作原理 汽車在道路上運(yùn)行過(guò)程中存在著運(yùn)動(dòng)慣性、行駛阻力，要在試驗(yàn)臺(tái)上模擬汽車道路運(yùn)行工況，首先要解決模擬汽車整車的運(yùn)動(dòng)慣性和行駛阻力問(wèn)題，這樣才能用臺(tái)架測(cè)試汽車運(yùn)行狀況的動(dòng)態(tài)性能。為此，在該試驗(yàn)臺(tái)上利用慣性飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)