发动机台架试验简单讲义
1、 试验目的
寻求参数设定和设计的依据，检验参数设定和设计的合理性及与目标的距离
2、 试验类型
调整、匹配标定
比对、验证、质量检验
可靠性和耐久性
法规试验
3、 完整试验的程序
3.1 获得试验依据：项目计划、设计需要、会议纪要、外委等
3.2 填写试验任务单
l 试验任务单流程：提出人员填写→项目负责人审核→部领导批准→中心计调科会签→执行单位执行→执行人员编写试验大纲、执行并编制试验报告
l 提出人员填写试验任务单后，应负责完成审核和批准，然后交部办公室。
l 提出人员：工程师、项目管理人员、计划人员
l 项目负责人：主任工程师、科长、部总师
l 批准：部长、部总师
l 执行单位：能够执行试验的相关科室
l 执行人员：提出单位或试验室的工程师、技师
l 试验任务单是4联单，计调科、提出单位、执行单位各备存1联，另一联随试验报告
l 详见试验任务单
3.3 执行人员编写试验大纲
l 试验人员接到任务单后，应按任务单的要求编写试验大纲，不详之处应与提出人员联系沟通。
l 目的：试验方案设计并得到确认、备忘、合作人员了解；普通人员通过试验大纲可以对试验得到全面的了解，并能够正确地执行试验。
l 编写：执行人员
l 审核：主任工程师、科长、项目负责人、总师
l 批准：部领导、总师
根据 号试验任务单进行试验
4.1 试验对象
样品名称型号，样品参数，生产厂家，生产日期，样品来源
与试验对象进行比对的产品的描述
4.2 载体的描述（发动机）
l 发动机型号：
l 发动机编号：
l 生产厂家：
l 主要技术参数：
u 气缸数：
u 缸径×冲程：
u 压缩比：
u 排量：
u 燃烧室型式：
l 性能参数：额定功率、最大扭矩、排放水平等
零部件尺寸、形状位置的测量、照像
总功率、净功率试验；
调速特性试验；
负荷特性试验；
怠速试验；
万有特性试验；
机械损失功率试验；
各缸工作均匀性试验；
机油消耗量试验；
活塞漏气量试验；
全负荷稳态烟度试验；
排气污染物试验；
可见污染物试验；
可靠性试验
试验后零部件的测量、检验、照像
各种匹配标定试验
检验
。。。。。。
l 特殊试验方法和工况的描述和说明
l 一般试验或标准试验按照国家、行业、企业的标准和法规
GB/T18297-2001 汽车发动机性能试验方法
GB/T17692-1999 汽车用发动机净功率测试方法
GB17691-2001车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法
GB3847-1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测量方法
l 企业的工程标准
l 其它特殊要求，例如对附件的要求、条件的要求。
燃料、润滑油、环境等条件
油温、水温、进气阻力、排气背压的控制
l 确定每项试验的测量项目
测量转速，扭矩，进气温度、压力、流量，燃油消耗量，燃油温度，排气温度，汽油机进气管真空度，冷却液温度、压力，机油温度、压力，排气污染物浓度，烟度，可见污染物光吸收系数，颗粒收集质量，气缸压缩压力、最高爆发压力等
l 部分零件需要进行的测量和分析，例如曲轴轴径的测量、材质分析等。
试验的程序（先后顺序），包括对设备的标定。
根据测量项目和要求的精度对试验设备和仪表提出要求。
报警量的设定要求
安全提示
预见故障的处理办法
3.4 试验执行
执行人员应根据试验大纲组织试验，包括获得辅助人员、获得试验台架、获得试验样机和样品、熟悉和了解设备、对设备量程和精度确认、对标定确认等，以及让试验参加人员熟悉试验大纲，对参加人员进行分工等，最终目标是保证试验安全、正确、高效地完成；
执行人员与相关的人员加强联系和沟通很重要，特别是与执行单位管理人员和合作者的联系和沟通，他们的经验对保证试验的顺利完成很有价值。
3.5 编制试验报告
l 由试验执行人编写试验报告
l 试验报告经过编制、校对、审核、批准4道程序交部办，由部办交文件科编号存档和复制，并发给相关科室。
l 报告的编制按EQCB-25-2001 产品试验报告编制规范进行
试验报告内容
1 试验项目名称
2 试验依据
3 试验目的
4 试验对象
5 试验内容
6 试验方法
7 试验条件
8 试验设备和仪器
列出使用的设备和仪器名称以及生产厂家、型号、有效期
9 试验起止时间
10 试验数据处理和分析
绘制出曲线，编制图表进行说明和分析
从动力性、经济性、排放几方面进行说明
11 试验过程中发生的问题及分析
12 试验结论和建议
用精练、严密的语言表述结论和建议
13 附录
14 照片
15 其它附件
16 试验单位、人员及报告编制时间
4 常用试验设备
4.1 测功机
l 水力测功机
能量的吸收是通过水的粘性阻力实现的
扭矩的测量是利用水介质所产生的反作用实现的
l 电涡流测功机
利用磁性转子旋转时在定子上产生电涡流，此电涡流与磁场相互作用而形成制动力矩，涡电流转换成热而消耗。水冷却定子。
l 电力测功机
发电机----机械能转换成电能，消耗机械能。电动机----电能转换成机械能，反拖发动机
不需要水系统，但需要接入电网
l 扭矩的测量：拉压传感器、扭矩法兰
l 转速测量：齿盘
4.2 燃油消耗量测量
l 重量法：可以消除燃油温度变化引起的误差，但开口的容器不适用于易蒸发的汽油
l 容积法：需另外测量燃油密度
l 流速法：
l 瞬态燃油消耗量的测量
4.3 气体流量的测量
测量发动机充气效率，标定空燃比，排放试验等均需要测量空气流量
节流法：活塞漏气量
双纽线
层流流量计
4.4 烟度测量
l 透光式烟度计：分流式，全流式，可以进行准瞬态测量，单位：m-1，全通过0----全遮挡∞，线性分度单位：0—100，AVL 439,量程0--10 m-1，GB3847-1999全负荷稳定转速试验和自由加速试验。
l 滤纸式烟度计：不能进行连续测量，单位：FSN（Rb），含义：干净的滤纸全反射0—全黑的滤纸不反射10，GB14761.7-1993 汽车柴油机全负荷烟度排放，GB14761.6-1993柴油车自由加速烟度，已被GB3847-1999取代。
4.5 排放物测量
l NOx、CO、HC、NMHC、PT、曲轴箱污染物排放、怠速
l 气体排放仪
l PT：全流、部分流
l GB14761 柴油、汽油轻型车
l GB17691 重型柴油机
l GB 重型汽油机
l GB14761.5-1993 汽油车怠速
4.6 水系统
4.7 燃油温控
4.8 油泵试验台
4.9 进气空调
4.10 温度压力测量
4.11 设备的使用，主要注意冷却、润滑和机械故障。
5 GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法
6 试验室安全
6.1 燃油严禁泄漏，特别是汽油
6.2 高温排气管，易烫伤人、引燃机油、燃油
6.3 旋转的部件，传动轴、增压器、风扇、发动机、测功机
6.4 高温水、机油烫伤人
6.5 电气部件打火引燃燃油
6.6 安全用电
6.7 机械部件碰伤人
7、试验工程师的素质
Ø 动手能力
Ø 数据的敏感性，分析能力和处理故障的能力
Ø 熟悉设备
Ø 质量和进度的控制、领导能力和协调能力
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车辆工程专业毕业设计汽车整车论文
汽车车身总布置设计是车身设计的重要内容。车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的，主要包括汽车车身底版的布置、前围的布置、车身室内人体工程布置、车门布置、发动机舱、行李舱的布置以及其它装备的布置。其中车身室内人体工程布置是主要的内容涉及到人体工程学的知识。可以说车身总布置设计的好坏是决定车身设计和轿车设计好坏的一项重要内容。本次7161轿车车身总布置设计主要是利用已给的数据和人体工程学的基本知识对该车型的车身外形布置和内部布置进行设计，并进行相关的动力性和经济性计算以检验设计的合理性。通过本次毕业设计，充分了解和掌握了对某一轿车车身进行车身总布置设计的步骤和方法，这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。
关键词：车身总布置设计 人体工程学 车身外形布置设计 车身室内布置设计
Abstract
Car body general arrangement design is an important constituent of car body design. It is on the basement of car general arrangement design, includes car floor arrangement、front fender arrangement、interior body ergonomic arrangement、door arrangement、engine module and luggage
compartment arrangement and other establishments arrangement. Among them, the interior body ergonomic arrangement is the most important part as it relates to ergonomics. We can say that the quality of car body general arrangement is an important constituent which determines the quality of body design and car design. During this time’s Ao Tuo mini car body general arrangement design, the mainly part of my work is to use data which is given by my guiding teacher and the infrastructural knowledge of ergonomics to design Ao Tuo car body external and interior arrangement, and to conduct some calculation about this car’s power and economy performance. This calculation can check that whether the car body general arrangement design is reasonable or not. Through this graduate design, I fully know and master the steps and methods of body general arrangement design to a specific car body, which will lay the foundation for our car body design work after graduation.
Key words：body general arrangement design ergonomics body
external arrangement design interior body arrangement design
1.1汽车设计的规律，决策与设计过程
汽车设计尤其是新新车型的设计，是根据社会对该车型的使用要求而提出的整车参数与性能指标进行计算的，显然，那只能从宏观入手，即从整车的总体设计开始，然后通过总体设计的分析与计算，将整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能后，再进行总成和部件设计，进而进行零件甚至某一更细微的局部设计与研究。
汽车设计过程：
1） 调查与初始决策：其任务是选定设计目标，并制定设计工作方针及设计原则。调查研究的内容应包括：老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料，零部件，设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研，开发及生产方面所取得的新成果等等，他们岁新产品设计是很有价值的。
2） 总体方案设计：其任务是根据领导决策所选定的目标及开发目标制定的工作方针，设计原则等主导思想提出整车设想，因此又称为概念设计（concept desion）或构思设计。为此要绘制不同的总体图（1比5）供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析，对主要总成只要画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对比简明清晰，经方案论证选出其中最佳者。
3） 绘制总布置草图，确定整车主要尺寸，质量参数与性能指标以及各总成的基本形式。在总布置草图上较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置；对轴荷分配和质心高度作计算与调整，以便准确地确定汽车的轴距，总长，总宽，总高，离地间隙，货箱或车身高度等，并使之符合有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。
4） 车身造型设计及绘制车身布置图；绘制不同外形，不同方向，不同色彩的车身外形图；制作相应造型的1比5整车模型；从中优选后再制作1比5或1比1的精确模型。经征求意见，工艺分析评审及风洞实验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标并用与之联机的CAD系统绘制车身图及相应的车身布置图。
随着计算机技术的飞速发展，直接在计算机上造型车身的三维形态已成为可能，并且可以根据设计者的要求方便迅速地对计算机屏幕所显示的车身造型进行各种修改，能在计算机屏幕上产生不同投影方向的生动逼真的产品三维外形图。因此，要提高车身的设计质量，缩短设计周期，可以将车身造型的手工设计和绘制不同方向外形图的工作移到计算机上进行，在计算机上进行交互设计，得到满意结果后再制作模型以及进行上述的其他后续工作。
5） 编写设计任务书：作为对以后的设计，实验及工艺准备的指导和依据。其内容常包括：任务来源，设计原则和设计依据：产品的用途及使用条件；汽车型号，承载容量，布置形式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸，轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构形式的特性参数；标准化，通用化，系列化水平及变形方案；模拟采用的新技术，新结构，新装备，新材料和新工艺；维修，保养及其方便性的要求；续驶里程；生产计划，设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外型方案图。
6） 汽车的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求；协调整车与总成间，总成与有关部件的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。具体工作有：
a) 绘制汽车总布置图：它是在总布置草图和个总成，部件设计的基础上用1比1或1比2的比例精确的绘出，用于精确控制各部件尺寸和位置，为各总成和部件分配精确的布置空间，因此又称为尺寸控制图。特别注意汽车整车布置的合理性，驾驶室和车厢内部布置应具有视野性好，驾驶操作方便，座位舒适，安全，维修方便等特点。
b) 根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设计要求：包括结构形式，特性参数，尺寸与质量限制等。提供整车有关数据与计算载荷等。
c) 绘制转向轮跳动等有关的运动图：用于校核布置空间以避免发生运动干涉。
d) 确定有关总成和部件支承的形式，结构参数与特性等，特别是对发动机前后支承，驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。
e) 确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。
f) 制作模型进行布置空间的校核：通常制作1比1的车身内，外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性，视野范围，乘座空间及舒适性等。
g) 汽车总成，部件及零件本身的选型与设计：其任务除了要保证总成和整车的性能指标外，还要考虑零件本身的强度，寿命与可靠性等问题。
h) 设计图纸的工艺审查及必要的修改。
i) 绘制汽车总装配图：其目的是进行土面装配校核，仔细检查相连接总成及部件的连接关系，连接部件的尺寸与配合以及拆装的方便性；核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链，为汽车总装作技术准备和提供依据。
j) 试制，实验，修改与定型：设计完成后投入样品试制时，应考虑有一定数量的零部件和总成投入台架试验，至少有3~4辆样车投入整车室内试验与道路试验，因为试验尤其是道路试验始终是考验汽车的设计与制造工艺最重要和不可替代的手段。试制与试验中暴露出的设计问题应该及时解决并记录在案，作为修改设计的依据。注意了解制造和装配中的工艺问题及质量控制情况及时把关，杜绝不合格的样品装车。要查明整车，总成及零部件的尺寸参数，质量参数，性能参数是否符合设计要求及问题所在，以便修改图纸或采取其他措施予以纠正。应按有关标准，法规进行全面的试验，以检查新产品的各项性能指标。实践是检验真理的最终标准，汽车试验也是一样，在汽车设计定型中起着关键的作用。
台架试验的目的/组成 发动机台架试验是发动机研制阶段的重要环节。它不仅用于测试整个发动机及相关部件的可靠性，还用于验证发动机的性能是否达到原设计指标。因此，发动机在成功量产前，大量的台架试验是必不可少的。
根据台架试验的目的，台架试验可分为性能试验和可靠性试验。性能测试是评价发动机的动力性、经济性等重要性能。可靠性试验是通过施加各种载荷来测试发动机及相关部件的可靠性。
应该说，发动机台架试验可以为发动机及相关部件的测试、验证和改进提供技术支持。
●台架试验对外部环境的要求
所谓台架，其实就是用来验证发动机性能和可靠性的整套设备。因为台架试验会产生很大的振动，足以破坏零件和房屋的结构强度，影响相应仪器仪表的正常工作。为了保证试验工作的正常进行，需要对试验台基础进行减振和隔振处理，同时避免试验台基础与发动机共振，将试验台基础的振动控制在一定范围内。
这个台式实验室周围的墙壁和屋顶都覆盖了吸声降噪的特殊材料，主要是为了减少测试噪声对测试人员造成的疲劳损伤。车顶的灯管也有相应的保护，可以防止振动和噪音造成的损坏。由此可见，台架试验产生的“副产品”破坏力极大。
●发动机台架的组成
从上图可以看出，台架主要由测控系统、试验对象及相关辅助系统组成。测控系统主要是测力计，通过测力计可以读取发动机的功率输出值，同时可以对发动机施加相应的载荷，包括交变应力和交变热载荷，模拟发动机在实际工况下可能遇到的情况，从而测试其可靠性。
整机台架试验过程中，发动机没有加装水箱散热器、油箱等部件，需要辅助系统来更换这些部件，使发动机完成水循环、燃油系统供给等工作。
台架试验的方式
●台架试验的方式
——两种连接方式
发动机与测控系统的连接有两种方式:硬连接和软连接。所谓硬连接，就是没有变速器的发动机飞轮直接连接到测功机上。这种连接方式可以在台架试验中直接传递发动机的输出功率，而不会造成变速器的机械损失，但不能模拟整车的使用环境。
软连接是发动机与变速器装配后，通过变速器输出与测功机连接。这是一种模拟整车环境的便捷方式。这样，动力通过变速器输出，所以它的动力损失了，但它可以更准确地模拟整车环境。由于测功机是通过变速器连接的，所以发动机的输出相对稳定，对测功机没有强烈的振动损伤。
——台架试验的试验参数
事实上，发动机台架试验最重要的是获得发动机运行的相关数据，这也是试验参数。获取数据的方式是通过与安装在发动机各个位置的传感器进行数据对比分析，做出相应的判断。
与量产发动机上的传感器相比，台架试验中的传感器有很多，例如一个供油系统需要测试供油温度、供油压力、油轨压力、油管压力、喷油器针阀升程、油耗等。整个发动机有40、50或更多参数需要测试。测试的参数越多，越能了解发动机各部分的运行状态，也有助于R&D人员了解产品，从而做出改进和优化。
除了传统的传感器，一些特殊的传感器或仪器将用于台架试验。比如安装在燃烧室中的摄像头可以记录发动机的喷油、点火和燃烧情况，从而帮助设计人员相应地改善进气流量、喷油角度和活塞顶部的形状，而这种摄像头必须能够承受燃烧室中高温高压的恶劣环境。下面的视频用这个摄像头展示了发动机燃烧室内部的实际工作情况。
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在参观过程中，技术人员告诉我，台架试验最重要的是测量设备的测试精度。虽然国内有一些企业在生产发动机台架试验设备，但在精度上还是很难与进口设备相比，当然经验丰富的测试人员是不可或缺的。
随着电子元器件和计算机技术的发展，发动机需要测试的参数种类和采样频率越来越多，这就要求在台架试验中加强数据采集、分析和处理的能力。如今，台架试验也在使用 现代 通信手段，如总线系统的应用。同时，台架试验正在向自动化和网络化方向发展。
总结:
可以看出，发动机整机台架试验所需的设备和对外部环境的要求都比较高，很多现实中难以满足的情况都可以通过台架试验进行模拟，大大扩展了发动机性能和可靠性验证的范围。我觉得台架试验可能就像一面镜子，通过它可以不断发现问题、优化问题、改进问题。
@2019
