JB/T 5144-1991 工程机械用汽油机 性能试验方法

J91中华人民共和圜机械行业标准JB/T5144-1991工程机械用汽油机性能试验方法1991-06-26发布199207-01实施中华人民共和国机械电子工业部发布中华人民共和国机械行业标准工程机械用汽油机JBT5144-1991性能试验方法主题内容及适用范围本标准规定了工程机械用汽油机(以下简称汽油机)在台架上进行性能试验的方法。本标准适用于工程机械〔如叉车、翻斗车、裝载机等)用汽油机的定型试验、验收试验、质量定期检查、出厂试验及质量检测试验等。2引用标准GB724内燃机零部件名称GB1105.1内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗和杋油消耗的标定GB105.2内燃机台架性能试验方法试验方法GB1105.3内燃机台架性能试验方法测量技术GB1859内燃机噪声测定方法GB1883往复活塞式内燃机名称、术语GB3821中、小功率內燃机清洁度测定方法3术语、符号、代号实测有效功率:汽油机在实际环境状况下所输出的功率。校正有效功率∶将实测有效功率校正到标准环境状况下的功率。净功率∶汽油机带全套附件时所输岀的校正有效功率。总功率:发动机仅带维持运转所必需的附件时所输出的校正有效功率。标定功率∶在标准环境状况下,制造厂根据具体用途,在规定的标定转速下汽油机应输岀的功率。4标准环境状况、功率标定、燃油及机油的消耗4.1标准环境状况按GB1105.1的规定:大气压力:p=100kPa环境温度:T。=298K或25°C相对湿度:qo=304.2功率标定按GB1105.1及工程机械的使用要求规定的1h功率,作为汽油机的标定功率即允许连续运转1h的总功率。4.3功率允差标定功率的允差值在抽查试验中下限为-5%,在定型或验收试验中下限为-3%,上限不做规定。机械电子工业部1991-06-26批准1992-0701实施JBT5144-19914.4燃油消耗4.4.Ⅰ燃油消耗量与燃油消耗率按GBI05.I中的第3.1.3.2条规定。4.4.2燃油消耗率的标定系按标定功率计算燃油消耗率,并不应超过技术文件中的规定值。4.5机油消耗4.5.Ⅰ机油消耗量、杋油消耗率及机油燃油消耗百分比按GB1105.中的第4.1-4.3条规定。4.5.2机油消耗率的标定系按标定转速下90%标定功率工况标定。5汽油机有效功率的修正5.1汽油机在非标准环境状况下运转时,其有效功率应修正到标准环境状况。在必要时也可由标准环境状况修正到现场环境状况。5.2有效功率的修正修正公式1)l(2)式中:P。——标准环境状况下的有效功率,kWP——现场环境状况下的有效功率,kW修正系数;卩=p-φp——现场环境状况下的干空气压,系进气总压与水蒸汽分压之差,kPaP——现场环境状况下的大气压力,kPa卩、——现场环境状况下的饱和蒸汽压力,kPaφ——现场环境状况下的相对湿度T——-现场环境温度,K式(2)仅当093≤aa≤107和288K(15℃)≤T≤308K(35°C)及80kPa≤p,≤110kPa时才适用。否则应在试验报告中详细说明试验时的现场环境状况。an和qp值可参见附录A(参考件5.3汽油机燃油消耗率均按实测值计算,不进行修正。g=1000×(3)式中:g——实测燃油消耗率,g/(kW·h)G—实测燃油消耗量,kg/hP—实测有效功率,kW。6试验类别6.1定型试验:新设计或经重大改进及转厂制造的汽油机在投入批量生产之前,为全面检查其性能指标是否达到要求,并对其可靠性、耐久性作出评价所进行的试验。6.2验收试验:为检验汽油机是否符合制造厂交货验收技术条件及有关合同而进行的试验,它也可与抽查试验同时进行6.3质量定期检査∶为考核批量生产的汽油机制造质量的稳定性,根据其批量大小,定期抽取-一定数量的产品进行性能试验。必要时,可进行可靠性、耐久性试验。JBT5144-19916.4岀厂试验∶汽油机出厂前为检验产品质量是否达到规定指标的要求,在试验台上所进行的主要性能试验7试验项目汽油机的各类试验项目按表Ⅰ规定,可根据试验类别和汽油机结构情况予以增减。表参考本试类别条文号标准条检查项目定型验收抽查出厂文号试验试验试验试验7.110.1起动性能试验出厂试验进行常温起7210.2最低空载稳定转速(怠速)测定10.3空载特性试验出厂试验时测定最高空载稳定转速104标定功率检查75105调速性能试验带有调速器的汽油机进行此项试验7.610.6最低工作稳定转速测定107|速度特性试验〔外特性、部分速度特性)10.8标定功率工作稳定性试验7910.9负荷特性试验7010.10万有特性试验71110.11各缸工作均匀性试验71210.12机械效率的测定71310.13机油消耗的测定xx71410.14特殊性性能试验71510.15倾斜试验71610.16清洁度测定71710.7噪声测定781018可靠性、耐久性试验7.1910.19振动试验ooo。o72010.20废气排放测定注:⑩σ一应进行项目;X一可不进行项目;Δ—按需要选择进行项目。对试验项目有特殊要求时,可由制造厂与购货方协商决定。8主要参数测量准确度、仪表精度和对测量位置的要求所确定的参数测量准确度适用于产品定型试验、验收试验和定期抽查试验。主要参数测量准确度和仪表精度见表2。JBT5144-1991表2参数单位仪表精度扭矩±1%转速±1%0.5%有效功率燃油消耗率g/(kW·h)大气压(绝对)6压缩压力pe15级高爆发压力pr.5级进气压力(绝对)Pa±100Pa9进气压力降△p2kP0排气压力(绝对±200Pa机油压力12冷却介质温度Tk±2K3机油温度T±2K14排气总管温度±15K5燃油消耗量(计时精度)16机油消耗率g/(kW·h)±10.5%17空气消耗量±5%进气温度TaK±2K±1K(±1°C)8.2测量位置按GB1105.3的规定9试验条件91试验时汽油机应带上必需的附件,附件名称应在相应的试验记录表上或试验报告书上详细记录。9.2不属于汽油机本身的随机部件、附件(如液压泵、制动用压气泵和空调冷气泵等),如因结构原因在试验时不能拆除,则其消耗的功率应计入汽油机的有效功率或从机械效率中扣除。9.3在新设计或重大改进后的汽气油机进行定型试验前,应预先进行准备试验以确定其混合气质量调整、点火提前角调整等,并应写岀报告,以后的试验即按所选定的调整进行。94试验前汽油机可按制造厂规定的合规范进行磨合。验收试验时也可由制造厂与定货人协商制定磨合规范。抽查试验时一般磨合时间不超过30h。9.5试验前应调整好化油器、点火提前角等,并按要求调整好断电器触点间隙、火花塞电极间隙、进排气门间隙、最高空载稳定转速等。试验时除按本标准有关条款规定调整外,均不得进行仼何调整。9.6试验使用制造厂规定牌号的燃油和机油。97机油温度和压力、冷却液出口温度等按制造厂的规定。9.8汽油机不带风扇进行试验时,可设置外加风扇或相应的装置向汽油机吹拂散热。JBT5144-199110试验方法10.1起动性能试验为评定汽油机的一般起动性能,试验在常温下进行。定型试验时还要在263K(-10°C)下进行。10.1.Ⅰ试验时汽油机与测功器脱开,所用杋油、燃油、防冻液、蓄电池电解液的温度与环境温度差不超过1°C。起动试验允许重复进行三次,起动操作按制造厂的规定进行。起动机每次拖动不超过15s,发动机完爆后,能自动运转即为起动成功,若起动机拖动15s后未能自行运转即为起动失败一次。起动操作两次之间的间隔为2min,起动三次内有一次能起动并能正常运转即为起动成功10.1.2低温起动,不采用任何起动辅助措施,在环境温度为-10°的条件下,按10.1.1条方法起动汽油机,允许拖动30s,起动三次内有一次顺利起动即为起动成功。10.1.3热机起动汽油机在标定工况下运行1h,停机后立即进行热机起动,允许重复起动三次。其中起动一次成功即为成功。起动方法按本标准10.1.1条的规定。10.1.4起动试验应测取环境状况参数、起动前的电解液比重及温度、冷却介质及机油温度、起动机工作电压及电流、蓄电池工作电压、拖动转速、机油粘度及汽油馏程。记录起动成功及失败次数、起动时间,并观察有无漏气漏水现象10.2最低空载稳定转速(怠速)测定为评定汽油机怠速稳定性及怠速排放量而进行的试验。使汽油机的怠速达到规定值,并使怠速排放量与转速变化达到较好的匹配。试验时不联接测功器,逐渐关小节气门,交替调整怠速混合气调节螺钉和节气门怠速限位螺钉使汽油机转速逐步下降至转速波动接近10%,且能连续运行5mi以上,即汽油机达到规定的空载最低稳定转速。同时用排气分析仪测量一氧化碳和碳氬化合物的浓度。并测量转速及其波动量、燃油消耗量、机油压力及进气管真空度,然后突然开大节气门,汽油机不应熄火。10.3空载特性试验确定汽油杋空载时燃油消耗量与转速变化的关系。试验时不连接测功器,汽油机从最低空载稳定转速逐步增加到最高空载转速,其间均匀分布若千点〔不少于6点),分别测取各转速下燃油消耗量,绘制空载特性曲线。10.4标定功率检查检查汽油机是否达到标定的功率。在标定功率转速下,逐步加大节气门开度,增加负荷直至达到标定功率,测定此时的功率、燃油消耗量、扭矩等参数。10.5调速性能试验测定汽油机转速调节性能,为评定调速率而进行的试验。带有气动式调速器旳汽油机,应按制造厂要求的最高空载转速进行转速限定试验。本试验可与速度特性结合一起进行。10.5.1试验时,汽油机在标定工况下稳定运转,卸去全部负荷,使汽油杋达到最高空载稳定转速并记录其数值是否达到制造厂的规定。在定型试验中允许进行调整以达到规定值。10.5.2汽油机在标定工况下稳定运转时卸去全部负荷,在达到最高空载稳定转速后逐渐增加负荷直至上述工况。在各档负荷下分别测定其稳定转速、扭矩、燃油消耗率等参数,并绘制调速特性曲线。JBT5144-1991试验中可选取10个或以上的测定点,在调速器调定点处即曲线转折处分布较多的测量点。10.5.3汽油机在标定工况的稳定调速率σ按式(4)计算:(用三次计算的平均值确定调速率数值)式中:mom-最高空载稳定转速,r/min1——标定转速,r/min10.5.4汽油机转速波动率或转速变化率测定稳定运转工况时转速变化的程度,试验时汽油机在标定工况下运转不少于2min,测定其转速波动率或转速变化率转速波动率按式(5)计算mx100%,,.(5)转速变化率按式(6)计算:y=m=nm×100%.,,.(6)式中:nmx测定期间的最高转速,r/min测定期间的最低转速,r/minn测定期间的平均转速,r/min;n=-dcmin10.6最低工作稳定转速测定测定汽油机的最低工作稳定转速。试验时节气门全开,由标定转速起逐步改变负荷,降低转速,使汽油机达到最低工作稳定转速,并能在该转速下稳定运转本试验可与外特性试验合并进行。10.7速度特性试验(外特性、部分速度特性)测定汽油机的各项主要性能参数随转速变化的规律。作外特性试验时,将节气门固定在全开位置。作部分速度特性时将节气门分别固定在:标定转速下标定功率、90%标定功率、75%标定功率、50%标定功率、25%标定功率等位置处。逐步增加负荷降低转速。在可以稳定运转的转速范围内选取不少于6个转速点(节气门在全开位置时,其中应包括标定转速点、最大扭矩转速点和最低燃油消耗率转速点)进行试验测量。应记录转速、扭矩、燃油消耗量、进气状态、冷却介质温度、机油压力、机油温度、排气温度等参数,计算岀燃油消耗率,并绘制岀特性曲线。试验中还要记录岀现爆震、温度过高、转速不稳、振动过大等不正常现象。此项试验在产品定型和验收试验时进行。对带气动式调速器有限制转速要求的汽油机要做带与不带调速器的转速特性试验,以比较各主要参数的差别。10.8标定功率工作稳定性试验为确定汽油杋在标定工况下运转时主要性能参数的稳定性。试验时测定其转速、扭矩、燃油消耗量、机油压力、机油温度、冷却介质温度、进气状况等参数,并绘制工作稳定性曲线。注意观察响声、振动和漏水、漏油、漏气等情况,并作记录JBT5144-1991标定功率为Ih功率的汽油机,试验时在标定工况连续运转lh各项参数均符合工厂的规定值。按要求每10min测量一次各项参数10.9负荷特性试验在规定转速下测定汽油机各项主要性能参数随负荷变化的规律,评定汽油机部分负荷时的经济性。试验时汽油机保持在标定转速、最大扭矩转速、最低燃油消耗率点转速或其它规定的转速下,负荷由小逐渐增加到最大,适当的分布若干测量点(不小于6个点),测量其扭矩、燃油消耗量、进气状态冷却介质温度、机油温度、排气温度、机油压力等参数,计算岀燃油消耗率,并绘制负荷特性曲线。10.10万有特性试验是确定汽油机各项主要性能参数相互关系的综合特性试验。可评定汽油杋在各种工况下的经济性下面两种方法可任选一种。10.10.1负荷特性法:在汽油机可以稳定运转的转速范围內,选取8种以上转速(其中应包括标定转速、最大扭矩转速、最低燃油消耗率转速),使汽油杋转速保持不变,按照10.9条的规定,在选定的各种转速下进行负荷特性试验,并作出负荷特性曲线。10.10.2速度特性法:根据标定功率的百分数选取8种以上节气门开度,按照10.7条的规定,分别进行速度特性试验,制取速度特性曲线。试验时,测量进气状态、转速、扭矩、燃油消耗量、节气门开度,必要时可测量排气温度、进气管真空度等参数根据测取的负荷特性曲线或速度特性曲线,制取万有特性曲线10.11各缸工作均匀性试验确定多缸汽油机气缸内各项工作参数均匀性的试验。一般在标定工况下进行。试验时应保持汽油机正常工作热状态。下面两种测量方法可任选一种进行试验。10.11.1工作参数直接测定法:试验时汽油机在标定工况下稳定运转,测量各缸的压缩压力、最高爆发压力、平均指示压力和排气温度等参数,按式(7)算出各项参数的不平均率。sp(5n)-(×00%………(7)式中:pmx(pmn)—各项参数的最大(或最小)值;pm——各缸同项参数的算术平均值。10.∏1.2单缸熄火法:汽油机在标定工况下稳定运转时,轮流停止一缸工作,随即降低负荷使转速迅速恢复到标定转速,测量其有效功率。某一缸的指示功率近似地由式(8)计算P=Pb-Pc式中:P——第i缸的指示功率,kW;P——标定功率,kW;P——第i缸停止工作后汽油机的有效功率,kW。各缸指示功率的不均匀率按式(9)计算确定P(或Pm)-P×100(%)(9)P式中:Pa(或Pl-)——各缸指示功率最大(或最小)值,kWPn—各缸指示功率的算术平均值,kW。JBT5144-199110.12机械效率的测定确定汽油杋在标定工况或在其他规定工况下的杋械效率,根据內燃机的用途和结构特点可选用电力测功器拖动法或单缸熄火法进行测定。10.12.1电力测功器拖动法汽油杋在标定工况或其他规定工况下稳定运转,热状态保持稳定,然后切断油路,使管路中的燃油全部烧尽,并切断点火电源。随即用直流测功机拖动汽油机,测定拖动功率,即为机械损失功率。从标定转速起,逐渐下降转速至最低稳定转速,适当分布8个以上的测量点。试验应在汽油机熄灭后3min以内完成。试验时测量进气状态、转速、机械损失、扭矩、进气管真空度及机油温度。机械效率按式(10)计算:7(10)P+P式中:P——规定工况下的有效功率(标定工况时为Pb),kW;Pn——规定或标定工况下的机械损失功率,kW10.12.2单缸熄火法方法同10.11.2条,机械效率按式(11)计算nP1+P2+P3P式中:P——规定工况下的有效功率(标定工况时为Pb),kW;Pl、P2、P3……P—分别为规定工况或标定工况下的第1、第2、第3….….第k缸的指示功率,KW10.13机油消耗的测定标定功率为1h功率的汽油机在标定转速下按标定功率的9%的工况测定。试验时加入新机油至汽油杋油标尺上限位置,起动后尽快调到标定转速下的75%标定功率的工况运转,待机油温度稳定后,降至50%标定功率及80%标定转速,3πi后停杋。慢慢转动曲轴,在1mi内顺转曲轴一周并继续顺转至第一缸上止点位置。拆下放油螺塞开始放油,时间为15min。称量放出的机油、容器及漏斗的总质量〔m)将油倒回汽油杋,将未能倒净的机油、容器及漏斗保存好,使之不受污染。将杋油倒回汽油机后,立即起动。迅速调到规定工况的9%工况连续运转1h。然后降至50%标定功率及80%标定转速工况运转3min后停机。按上述方法转动曲轴、放油(用原容器和漏斗),称量放出的机油和容器、漏斗的总质量(m2计算机油消耗量按式(12)计算m=(m1-m2)/12kg/h(12)式中:m——试验前的机油、容器和漏斗的总质量m2—试验后的机油、容器和漏斗的总质量机油消耗率按式(13)计算:1000ng/(kw. h)(13)式中:P——试验运转工况的有效功率,kWJBT5144-1991按式(14)计算机油燃油百分比(14)式中∶g——试验时间区段内燃油消耗率。10.14特殊性能试验汽油机为满足特种用途或在特殊环境状况下而进行的性能试验项目由制造厂与用户协商决定。10.15倾斜试验试验在倾斜试验台上进行,也可在驱动机械上进行。在试验台上以标定转速按要求的各个方向空负载运行15min倾斜试验时汽油机润滑、冷却和燃油供给系统应能正常工作。10.16清洁度测定按GB3821的规定进10.17噪声测定按GB1859的规定进行。10.18可靠性、耐久性试验按有关的规定进行。10.19振动试验按有关的规定进行11试验报告11.1试验报告的推荐格式l1.1.1封面:试验单位名称、报告名称、报告人、校对人、审批人、日期及报告编号。11.1.2目录11.1.3前言:说明试验任务的来源和试验依据。11.1.4目的。11.1.5试验发动机:对试验发动机进行描绘,说明汽油机主要性能参数和结构,并可附加图形、照片等。11.1.6试验条件:使用的测试设备、仪表,说明所用的燃油和机油的牌号和特性参数等。11.1.7试验方法:说明采用的试验方法。11.1.8试验结果∶对原始试验数据加以处理,尽可能用曲线表示,重要的数据可以列表,对数据进行分析,从而得出结论,提出建议。11.2曲线的绘制在坐标纸上用平滑的曲线连接测量点,使曲线通过尽量多的点,而且尽可能靠近那些未能通过的点,并使曲线上下的点离曲线的距离大致相等,这样曲线上的数值是测量点的平均值。11.3试验中发生的故障、问题和采用的解决方法。11.4其他11.5试验报告的幅面推荐采用4号图纸(210mmx297mm)或5号图纸(148mm×210mm)的尺寸。JBT5144-1991附录确定有效功率与有效扭矩修正系数的数值图表(参考件)A1水蒸汽分压的确定表Al给出在不同环境温度t(℃)和相对湿度φ时的水蒸汽分压φp,w(kPa)表A1°C0.80.40.20.40.60.50.2141.93.6143.42.5174.83.82.95.34.33.22.11.16.04.83.61.26.65.32.7134.43.03.31.67.36.112.3744.92.5JBT5144-1991A2等油量法汽油机有效功率换算系数图等油量法汽油机有效功率换算系数图见图A1。=(A1)r kPa) Ps1.0692+690T93730100+75002770310790107例:(虚线)P=100kPa,7=293K时,a=0978图A1附加说明本标准由机械电子工业部天津内燃机研究所提出并归口。本标准由机械电子工业部夭津內燃机研究所负责起草,太原內燃机厂、铁道部武汉工程机械厂及上海浦江发动机厂参加起草本标准主要起草人张秀英。閂中华人民共和国机械行业标准工程机械用汽油机性能试验方法5144机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷北京首体南路2号邮编100044)开本880×12301/16印张1字数22000991年9月第一版年9月第一次印刷印数1-500定价1.60元编号0120机械工业标准服务网:htp:/ww.JBac.cn