CN109540533B - 一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法 - Google Patents

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刘双喜
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张立庆
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    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/05—Testing internal-combustion engines by combined monitoring of two or more different engine parameters

Abstract

本发明提供一种活塞往复式发动机在其冷却液的温度和压力、机油的温度和压力处于实际运行环境条件下的发动机运动部件的机械摩擦平均有效压力MMEP、泵气平均有效压力PMEP、摩擦平均有效压力FMEP、摩擦力矩Tf、摩擦功耗Pf的测试方法；该测试方法保障发动机在试验台上进行测试时，能够处于发动机在正常运行时的机油温度和压力值、冷却液温度和压力值、发动机的转速值，以此保障所进行的测试测量为发动机正常运行的摩擦状况；该测试方法以适当的流程保障正确的分解顺序并测试得各个运动系统、部件的摩擦情况。

Description

一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法
技术领域
本发明属于动力系统开发、测试、检验技术领域，尤其是涉及一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法。
背景技术
随着车辆技术的发展，人们对车辆节能的要求不断提高，为了节约车辆能耗，我们不但要提高其动力系统生成的指示功率，还要尽可能的降低摩擦、泵气等消耗的功耗，从而，越来越关注车辆上运动部件的摩擦损失、泵气损失情况，尤其是往复式发动机，其运动零部件多，各个运动副所产生的摩擦损失往往不容忽视；另一方面，在发动机真实运行环境下，各个运动部件的摩擦损失又很难准确测量，这为我们研究开发高性能发动机，进一步提升发动机有效效率带来困难。
清华大学摩擦学国家重点实验室介绍了一种多功能摩擦实验台，该实验台通过显微镜、CCD图像传感器、力传感器采集信息，经计算机处理，用于研究摩擦表面的接触情况；
兰州理工大学教育部重点实验室介绍了一种往复式摩擦磨损试验机，该试验机通过曲柄、连杆、试件等组成往复式运动机构，并通过力传感器、位移传感器等组成测量系统，测试试件的磨损状况；
重庆大学介绍了一种多功能传动摩擦试验台，该试验台，通过检测在不同载荷、不同转速下圆盘类、齿轮传动、带传动、链传动等摩擦副在接触区材料的行为，测量在传动过程中的传输功；
合肥工业大学摩擦学研究所研制有内燃机整机功耗试验机及磨损试验机，能够测试整机摩擦功耗及零部件的磨损；
以上多功能摩擦试验台、往复式摩擦磨损试验机、多功能传动摩擦试验台、内燃机整机功耗试验机和磨损试验机等都无法用于实际运行环境下的发动机的各种运动件表面的摩擦损失功的分解测试测量。
奇瑞汽车股份有限公司发动机工程研究院在内燃机期刊2016年第3期《发动机摩擦测试浅谈》一文中给出了发动机摩擦逐级分解、测量的思想和结果，但没与给出具体的分解测试方法。
那么，为了减少摩擦损失、泵气损失，进一步降低油耗，研究如何测量发动机在实际运行环境中各个运动部件所带来的摩擦损失的方法，研究测量发动机进排气系统泵气损失的方法，就成为一种客观需要。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，具体包括如下步骤：
（1）安装发动机到测试台架上，调整不同的冷却液温度、压力与机油的温度、压力进行测试得到不同温度、压力下的数据；
（2）测试整机摩擦损失：
正常运行发动机，
测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf1，计算整机倒拖功Pf1，计算整机摩擦平均有效压力FMEP1；
（3）测试发动机附件摩擦损失：
拆除发动机附件驱动皮带，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点整机倒拖力矩Tf2，计算整机倒拖功Pf2、整机摩擦平均有效压力FMEP2；其中整机为不带附件的整机；
计算发动机附件摩擦；
（4）测试发动机进气泵气损失：
拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；
拖过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf3，计算整机倒拖功Pf3、整机摩擦平均有效压力FMEP3；其中整机为不带附件、不带进气系统的整机；
计算发动机进气泵气损失；
（5）测试发动机排气泵气损失：
拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，装回发动机所有进气系统，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf4，计算整机倒拖功Pf4、整机摩擦平均有效压力FMEP4；其中整机为不带附件、不带排气系统的整机；
计算发动机排气泵气损失；
（6）测试发动机进、排气泵气损失：
拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机裸机总成倒拖力矩Tf5，计算整机倒拖功Pf5、整机摩擦平均有效压力FMEP5；其中整机为不带附件、不带进气系统、不带排气系统；
计算计算发动机进、排气泵气损失；
（7）测试发动机高压泵摩擦损失：
在以上拆除发动机进、排气系统基础上，拆除发动机高压泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf6，计算整机倒拖功Pf6、整机摩擦平均有效压力FMEP6；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵的整机；
计算发动机高压泵摩擦；
（8）测试发动机真空泵摩擦损失：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵基础上，拆除发动机真空泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf7，计算相应倒拖功Pf7与计算摩擦平均有效压力FMEP7；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵；
计算发动机真空泵摩擦；
（9）测试发动机泵气损失：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵基础上，拆除发动机气门摇臂，堵塞、联通好相应的油路，装好缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf8，计算相应倒拖功Pf8与计算摩擦平均有效压力FMEP8；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失；
计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失；
（10）测试发动机正时机构机械摩擦：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、气门摇臂基础上，拆除发动机正时链带，装好正时链带罩、缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf9，计算相应倒拖功Pf9与计算摩擦平均有效压力FMEP9；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无正时系统摩擦、无泵气损失；
计算发动机正时机构的摩擦；
（11）测试发动机活塞连杆机械摩擦：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、正时系统完成相应测试的基础上，继续拆除发动机活塞连杆，堵上曲轴上的与连杆接触运动副上的机油孔，装好曲轴、油底壳、缸盖、缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf10，计算相应倒拖功Pf10与计算摩擦平均有效压力FMEP10；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦；
计算发动机活塞连杆组的摩擦；
（12）测试发动机机油泵功耗机械摩擦及曲轴系摩擦：
在以上拆除基础上，继续拆除发动机机油泵及驱动链，连通发动机机油外部供給系统，装好油底壳，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf11，计算相应倒拖功Pf11与计算摩擦平均有效压力FMEP11；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦、不带机油泵的整机；
测试发动机曲轴对应转速点的倒拖力矩Tf11，相应倒拖功Pf11、摩擦平均有效压力FMEP11，其中发动机曲轴不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆、无气门摩擦、无泵气损失、无机油泵。
进一步的，所述步骤（3）中，计算发动机附件摩擦具体通过以上对应的整机倒拖力矩Tf1减去整机的倒拖力矩Tf2得到附件倒拖力矩Tfa，计算附件倒拖功Pfa，计算附件摩擦平均有效压力FMEPa。
进一步的，所述步骤（4）中，计算发动机进气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机倒拖力矩Tf3得到进气泵气力矩Tfb，计算进气泵气功Pfb，计算进气泵气平均有效压力PMEPb。
进一步的，所述步骤（5）中，计算发动机排气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机倒拖力矩Tf4得到排气泵气力矩Tfc，计算排气泵气功Pfc，计算排气泵气平均有效压力PMEPc。
进一步的，所述步骤（6）中计算发动机进、排气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机裸机总成倒拖力矩Tf5得到进、排气泵气力矩Tfd，计算进排气泵气功Pfd，计算进排气泵气平均有效压力PMEPd。
进一步的，所述步骤（7）中计算发动机高压泵摩擦通过以上对应的整机裸机总成倒拖力矩Tf5减去发动机倒拖力矩Tf6得到高压泵的摩擦力矩Tfe，计算高压泵摩擦功Pfe，计算高压泵摩擦平均有效压力FMEPe。
进一步的，所述步骤（8）中计算发动机真空泵摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf6减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf7得到真空泵的倒拖力矩Tfv，计算真空泵倒拖功Pfv，计算真空泵摩擦平均有效压力FMEPv。
进一步的，所述步骤（9）中计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失具体通过以上对应的发动机各个转速点的倒拖力矩Tf7减去发动机的对应转速点的倒拖力矩Tf8得到发动机气门摇臂摩擦及泵气损失力矩Tfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失功Pfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失平均有效压力FMEPp。
进一步的，所述步骤（10）中，计算发动机正时机构的摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf8减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf9得到正时机构的摩擦力矩Tft，计算正时机构摩擦功Pft，计算正时机构摩擦平均有效压力FMEPt。
进一步的，所述步骤（11）中计算发动机活塞连杆组的摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf9减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf10得到活塞连杆组的摩擦力矩Tfr，计算活塞连杆组摩擦功Pfr，计算活塞连杆组摩擦平均有效压力FMEPr；
所述步骤（12）中计算发动机机油泵的功耗具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf10减去发动机曲轴对应转速点的倒拖力矩Tf11得到机油泵的功耗力矩Tfo，计算机油泵功耗Pfo，计算机油泵功耗平均有效压力FMEPo。
相对于现有技术，本发明所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法具有以下优势：
通过本方法，逐层分解、测试、计算，得到往复式发动机的各个部件、子系统的摩擦损失、泵气损失情况，包含整机总的摩擦损失泵气损失、水泵、发电机、空压机等附件摩擦功耗损失、进气损失、排气损失、进排气泵气损失、高压油泵摩擦损失、真空泵摩擦损失、气门摇臂摩擦及正时机构泵气损失、正时机构摩擦损失、活塞连杆组摩擦、机油泵摩擦损失、曲轴摩擦损失，这样，清楚了各个部件、子系统的摩擦损失、泵气损失情况及其分布后，可以进一步有的放矢地针对各个高摩擦泵气损失部件与子系统进行改进，从而降低往复式发动机整体的摩擦与泵气损失，提高其有效效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的摩擦泵气损失分解测试计算流程框图；
图2为本发明实施例所述的逐步拆解测试的倒拖损失力矩曲线图；
图3为本发明实施例所述的发动机各子系统的摩擦分解：摩擦泵气损失扭矩分布图；
图4为本发明实施例所述的发动机各子系统的摩擦分解：摩擦泵气损失功分布图；
图5为本发明实施例所述的发动机各子系统的摩擦分解：摩擦泵气损失压力分布图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明通过以下技术方案予以实现，流程如附图1所示，图中R为调整不同的冷却液、机油的温度、压力；图中◇判定框，判定是继续调整温度压力，还是进行下一级分解，还是终止测试：
首先，安装发动机到测试台架上，调整不同的冷却液温度、压力与机油的温度、压力。冷却水由发动机外置冷却水控制装置控制，外置冷却装置自带水泵加压及冷却、加热系统，最大压力偏差±1kPa、最大温度偏差±1℃。外置机油调节装置确保发动机机油温度稳定，外置机油调节装置自带机油泵及冷却、加热系统，最大压力偏差±1kPa、最大温度偏差±1℃。冷却液、机油温度调整最佳方案：设置发动机出水温度TWO为0℃、30℃、60℃、90℃、120℃；对应地设置主油道机油温度T.oil为0℃、35℃、70℃、100℃、135℃；冷却液压力PWO、机油压力P.oil调整最佳方案：有附件驱动带，且附件中带有水泵时，设置发动机进水压力为发动机原机水冷系统及实际点火运行时所测得的发动机各转速进水压力；原发动机带电子水泵时，采用驱动电子水泵工作，由电子水泵控制冷却液压力PWO；设置主油道机油压力为发动机实际点火运行时测得的发动机各转速下油机油压。发动机出水温度TWO为0℃、120℃，以及对应的主油道机油温度T.oil为0℃、135℃为极限测试条件；发动机出水温度TWO为30℃、60℃，以及对应的主油道机油温度T.oil为33℃、67℃为中低温测试条件，也可以设置TWO为45℃、T.oil为50℃来做测试；发动机出水温度TWO为90℃，以及对应的主油道机油温度T.oil为100℃为高温测试条件，也是发动机运行的常规测试条件，没有特殊研究要求时，发动机摩擦泵气损失的分解，可以只测试分析该温度方案。
具体测试步骤如下：
1、测试整机摩擦损失。
1.1运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
1.2通过高精度电力测功机或摩擦分解专用试验台倒拖发动机不点火运行的方式，测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf1（力矩单位，Nm，下同），计算整机倒拖功Pf1（功单位，kW，下同），计算整机摩擦平均有效压力FMEP1（平均有效压力单位，bar，下同）。
1.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
1.4重复以上步骤1.2-1.3，得到相应温度、压力下各个转速点发动机的整机倒拖力矩Tf1_x，计算整机倒拖功Pf1_x，计算整机摩擦平均有效压力FMEP1_x。
2、拆除发动机附件驱动皮带，测试发动机附件摩擦损失。
2.1拆除发动机附件驱动皮带，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
2.2通过倒拖发动机的方式，测试发动机各个转速点的整机（不带附件）倒拖力矩Tf2，计算整机（不带附件）倒拖功Pf2，计算整机（不带附件）摩擦平均有效压力FMEP2。
2.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
2.4重复以上步骤2.2-2.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的整机（不带附件）倒拖力矩Tf2_x，计算整机（不带水泵、发电机、空压机附件）倒拖功Pf2_x，计算整机（不带附件）摩擦平均有效压力FMEP2_x。
3、拆除发动机进气系统，测试发动机进气泵气损失。
3.1拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
3.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点的整机（不带附件、不带进气系统）倒拖力矩Tf3，计算整机（不带附件、不带进气系统）倒拖功Pf3，计算整机（不带附件、不带进气系统）摩擦平均有效压力FMEP3。
3.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
3.4重复以上步骤3.2-3.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的整机（不带附件、不带进气系统）倒拖力矩Tf3_x，计算整机（不带附件、不带进气系统）倒拖功Pf3_x，计算整机（不带附件、不带进气系统）摩擦平均有效压力FMEP3_x。
4、拆除发动机排气系统，测试发动机排气泵气损失。
4.1拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，装回发动机所有进气系统，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
4.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点的整机（不带附件、不带排气系统）倒拖力矩Tf4，计算整机（不带附件、不带排气系统）倒拖功Pf4，计算整机（不带附件、不带排气系统）摩擦平均有效压力FMEP4。
4.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
4.4重复以上步骤4.2-4.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的整机（不带附件、不带排气系统）倒拖力矩Tf4_x，计算整机（不带附件、不带排气系统）倒拖功Pf4_x，计算整机（不带附件、不带排气系统）摩擦平均有效压力FMEP4_x。
5、拆除发动机进、排气系统，测试发动机进、排气泵气损失。
5.1拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
5.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点的整机裸机总成（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）倒拖力矩Tf5，计算整机（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）倒拖功Pf5，计算整机（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）摩擦平均有效压力FMEP5。
5.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
5.4重复以上步骤5.2-5.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的整机（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）倒拖力矩Tf5_x，计算整机（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）倒拖功Pf5_x，计算整机（不带附件、不带进气系统、不带排气系统）摩擦平均有效压力FMEP5_x。
6、拆除发动机高压泵，测试发动机高压泵摩擦损失。
6.1在以上拆除发动机进、排气系统基础上，拆除发动机高压泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
6.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵）的倒拖力矩Tf6，计算相应倒拖功Pf6与计算摩擦平均有效压力FMEP6。
6.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
6.4重复以上步骤6.2-6.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵）倒拖力矩Tf6_x，计算相应的倒拖功Pf6_x与摩擦平均有效压力FMEP6_x。
7、拆除发动机真空泵，测试发动机真空泵摩擦损失。
7.1在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵基础上，拆除发动机真空泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
7.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵）的倒拖力矩Tf7，计算相应倒拖功Pf7与计算摩擦平均有效压力FMEP7。
7.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
7.4重复以上步骤7.2-7.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵）倒拖力矩Tf7_x，计算相应的倒拖功Pf7_x与摩擦平均有效压力FMEP7_x。
8、拆除发动机气门摇臂，测试发动机泵气损失。
8.1在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵基础上，拆除发动机气门摇臂，堵塞、联通好相应的油路，装好缸盖罩，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
8.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失）的倒拖力矩Tf8，计算相应倒拖功Pf8与计算摩擦平均有效压力FMEP8。
8.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
8.4重复以上步骤8.2-8.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失）倒拖力矩Tf8_x，计算相应的倒拖功Pf8_x与摩擦平均有效压力FMEP8_x。
9、拆除发动机正时链带，测试发动机正时机构机械摩擦。
9.1在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、气门摇臂基础上，拆除发动机正时链带，装好正时链带罩、缸盖罩，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
9.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无正时系统摩擦、无泵气损失）的倒拖力矩Tf9，计算相应倒拖功Pf9与计算摩擦平均有效压力FMEP9。
9.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
9.4重复以上步骤9.2-9.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无正时系统摩擦、无泵气损失）倒拖力矩Tf9_x，计算相应的倒拖功Pf9_x与摩擦平均有效压力FMEP9_x。
10、拆除发动机活塞连杆，测试发动机活塞连杆机械摩擦。
10.1在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、正时系统完成相应测试的基础上，继续拆除发动机活塞连杆，堵上曲轴上的与连杆接触运动副上的机油孔，装好曲轴、油底壳、缸盖、缸盖罩，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
10.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦）的倒拖力矩Tf10，计算相应倒拖功Pf10与计算摩擦平均有效压力FMEP10。
10.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
10.4重复以上步骤10.2-10.3，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦）倒拖力矩Tf10_x，计算相应的倒拖功Pf10_x与摩擦平均有效压力FMEP10_x。
11、拆除发动机机油泵，测试发动机机油泵功耗机械摩擦及曲轴系摩擦。
11.1在以上拆除基础上，继续拆除发动机机油泵及驱动链，连通发动机机油外部供給系统，装好油底壳，运行发动机；运行发动机冷却液保障系统，调节保障发动机冷却液合适的温度和压力；运行发动机机油保障系统，调节保障发动机机油合适的温度和压力。
11.2通过倒拖的方式，测试发动机各个转速点（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦、不带机油泵）的倒拖力矩Tf11，计算相应倒拖功Pf11与计算摩擦平均有效压力FMEP11。
11.3调节不同的冷却液温度、压力，机油温度、压力。
11.4重复以上步骤11.2-113，得到相应温度压力下各个转速点发动机的（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦、不带机油泵）倒拖力矩Tf11_x，计算相应的倒拖功Pf11_x与摩擦平均有效压力FMEP11_x。
11.5发动机曲轴（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆、无气门摩擦、无泵气损失、无机油泵）对应转速点的倒拖力矩Tf11，相应倒拖功Pf11、摩擦平均有效压力FMEP11。
12、计算发动机附件摩擦
12.1通过以上对应的整机倒拖力矩Tf1减去整机（不带水泵、发电机、空压机等附件）的倒拖力矩Tf2得到附件倒拖力矩Tfa，计算附件倒拖功Pfa，计算附件摩擦平均有效压力FMEPa。
12.2通过替换对应数据，重复步骤12.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的附件倒拖力矩Tfa_x、附件倒拖功Pfa_x、附件摩擦平均有效压力FMEPa_x。
13、计算发动机进气泵气损失
13.1通过以上对应的整机（不带附件）的倒拖力矩Tf2减去整机（不带附件，不带进气系统）倒拖力矩Tf3得到进气泵气力矩Tfb，计算进气泵气功Pfb，计算进气泵气平均有效压力PMEPb。
13.2通过替换对应数据，重复步骤13.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的进气泵气力矩Tfb_x、进气泵气功Pfb_x、进气泵气平均有效压力PMEPb_x。
14、计算发动机排气泵气损失
14.1通过以上对应的整机（不带附件）的倒拖力矩Tf2减去整机（不带附件，不带排气系统）倒拖力矩Tf4得到排气泵气力矩Tfc，计算排气泵气功Pfc，计算排气泵气平均有效压力PMEPc。
14.2通过替换对应数据，重复步骤14.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的排气泵气力矩Tfc_x、排气泵气功Pfc_x、排气泵气平均有效压力PMEPc_x。
15、计算发动机进排气泵气损失
15.1通过以上对应的整机（不带附件）的倒拖力矩Tf2减去整机裸机总成（不带附件，不带进系统，不带排气系统）倒拖力矩Tf5得到进、排气泵气力矩Tfd，计算进排气泵气功Pfd，计算进排气泵气平均有效压力PMEPd。
15.2通过替换对应数据，重复步骤15.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的进排气泵气力矩Tfd_x、进排气泵气功Pfd_x、进排气泵气平均有效压力PMEPd_x。
16、计算发动机高压泵摩擦
16.1通过以上对应的整机裸机总成（不带附件，不带进系统，不带排气系统）倒拖力矩Tf5减去发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵）倒拖力矩Tf6得到高压泵的摩擦力矩Tfe，计算高压泵摩擦功Pfe，计算高压泵摩擦平均有效压力FMEPe。
16.2通过替换对应数据，重复步骤12.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的高压泵摩擦力矩Tfe_x、高压泵摩擦功Pfe_x、高压泵摩擦平均有效压力FMEPe_x。
17、计算发动机真空泵摩擦
17.1通过以上对应的发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵）的各个转速点的倒拖力矩Tf6减去发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵）对应转速点的倒拖力矩Tf7得到真空泵的倒拖力矩Tfv，计算真空泵倒拖功Pfv，计算真空泵摩擦平均有效压力FMEPv。
17.2通过替换对应数据，重复步骤12.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的真空泵倒拖力矩Tfv_x、真空泵倒拖功Pfv_x、真空泵摩擦平均有效压力FMEPv_x。
18、计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失
18.1通过以上对应的发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵）各个转速点的倒拖力矩Tf7减去发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失）的对应转速点的倒拖力矩Tf8得到发动机气门摇臂摩擦及泵气损失力矩Tfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失功Pfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失平均有效压力FMEPp。
18.2通过替换对应数据，重复步骤18.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机气门摇臂摩擦及泵气损失力矩Tfp_x、发动机气门摇臂摩擦及泵气损失功Pfp_x、发动机气门摇臂摩擦及泵气损失平均有效压力FMEPp_x。
19、计算发动机正时机构的摩擦
19.1通过以上对应的发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失）的各个转速点的倒拖力矩Tf8减去发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失、不带正时机构）对应转速点的倒拖力矩Tf9得到正时机构的摩擦力矩Tft，计算正时机构摩擦功Pft，计算正时机构摩擦平均有效压力FMEPt。
19.2通过替换对应数据，重复步骤19.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的正时机构摩擦力矩Tft_x、正时机构摩擦功Pft_x、正时机构摩擦平均有效压力FMEPt_x。
20计算发动机活塞连杆组的摩擦
20.1通过以上对应的发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、无气门摩擦、无泵气损失）的各个转速点的倒拖力矩Tf9减去发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆组、无气门摩擦、无泵气损失）对应转速点的倒拖力矩Tf10得到活塞连杆组的摩擦力矩Tfr，计算活塞连杆组摩擦功Pfr，计算活塞连杆组摩擦平均有效压力FMEPr。
20.2通过替换对应数据，重复步骤20.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的活塞连杆组摩擦力矩Tfr_x、活塞连杆摩擦功Pfr_x、活塞连杆组摩擦平均有效压力FMEPr_x。
21计算发动机机油泵的功耗
21.1通过以上对应的发动机（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆、无气门摩擦、无泵气损失）的各个转速点的倒拖力矩Tf10减去发动机曲轴（不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆、无气门摩擦、无泵气损失、无机油泵）对应转速点的倒拖力矩Tf11得到机油泵的功耗力矩Tfo，计算机油泵功耗Pfo，计算机油泵功耗平均有效压力FMEPo。
21.2通过替换对应数据，重复步骤21.1，计算不同温度压力下各个转速点发动机的机油泵功耗力矩Tfo_x、机油泵功耗Pfo_x、机油泵功耗平均有效压力FMEPo_x。
表1、各个系统或部件摩擦泵气损失计算表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
在实际测试过程中，运行发动机在以下各个发动机转速点（必要时，可以测试更高及更低的转速下的摩擦、泵气损失情况；下表转速步长为250rpm，也可采用200rpm或者500rpm），调整发动机冷却液出水温度TWO为90℃；对应地调整主油道机油温度T.oil为100℃；调节冷却液出水压力PWO、主油道机油压力P.oil如下，通过发动机摩擦分解专用试验台或高精度电力测功机倒拖测试发动机摩擦及泵气损失扭矩。
技术方案和图1 摩擦泵气损失分解流程框图中的分解步骤，可依据发动机摩擦研究的需要进行合并、分解、调整；附件损失可进一步分解到水泵功耗及摩擦损失、发电机功耗及摩擦损失、空压机功耗及摩擦损失；进排气泵气损失可合并一次性测试，不单独计进气损失还是排气损失。
表2、转速及压力控制参数表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
测得某1.2T发动机各次拆解后的倒拖力矩如图2所示，计算各部件子系统摩擦损失、泵气损失、功耗损失力矩、功、有效压力如图3、图4、图5所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）安装发动机到测试台架上，调整不同的冷却液温度、压力与机油的温度、压力进行测试得到不同温度、压力下的数据；
（2）测试整机摩擦损失：
正常运行发动机，
测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf1，计算整机倒拖功Pf1，计算整机摩擦平均有效压力FMEP1；
（3）测试发动机附件摩擦损失：
拆除发动机附件驱动皮带，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点整机倒拖力矩Tf2，计算整机倒拖功Pf2、整机摩擦平均有效压力FMEP2；其中整机为不带附件的整机；
计算发动机附件摩擦；
（4）测试发动机进气泵气损失：
拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；
拖过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf3，计算整机倒拖功Pf3、整机摩擦平均有效压力FMEP3；其中整机为不带附件、不带进气系统的整机；
计算发动机进气泵气损失；
（5）测试发动机排气泵气损失：
拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，装回发动机所有进气系统，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf4，计算整机倒拖功Pf4、整机摩擦平均有效压力FMEP4；其中整机为不带附件、不带排气系统的整机；
计算发动机排气泵气损失；
（6）测试发动机进、排气泵气损失：
拆除发动机从排气歧管到尾管的所有排气系统，拆除发动机从空滤到进气歧管的所有进气系统，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机裸机总成倒拖力矩Tf5，计算整机倒拖功Pf5、整机摩擦平均有效压力FMEP5；其中整机为不带附件、不带进气系统、不带排气系统；
计算计算发动机进、排气泵气损失；
（7）测试发动机高压泵摩擦损失：
在以上拆除发动机进、排气系统基础上，拆除发动机高压泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf6，计算整机倒拖功Pf6、整机摩擦平均有效压力FMEP6；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵的整机；
计算发动机高压泵摩擦；
（8）测试发动机真空泵摩擦损失：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵基础上，拆除发动机真空泵，堵塞好相应的油路，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf7，计算相应倒拖功Pf7与计算摩擦平均有效压力FMEP7；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵；
计算发动机真空泵摩擦；
（9）测试发动机泵气损失：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵基础上，拆除发动机气门摇臂，堵塞、联通好相应的油路，装好缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf8，计算相应倒拖功Pf8与计算摩擦平均有效压力FMEP8；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无气门摩擦、无泵气损失；
计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失；
（10）测试发动机正时机构机械摩擦：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、气门摇臂基础上，拆除发动机正时链带，装好正时链带罩、缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf9，计算相应倒拖功Pf9与计算摩擦平均有效压力FMEP9；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无正时系统摩擦、无泵气损失；
计算发动机正时机构的摩擦；
（11）测试发动机活塞连杆机械摩擦：
在以上拆除发动机进、排气系统、高压泵、真空泵、正时系统完成相应测试的基础上，继续拆除发动机活塞连杆，堵上曲轴上的与连杆接触运动副上的机油孔，装好曲轴、油底壳、缸盖、缸盖罩，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf10，计算相应倒拖功Pf10与计算摩擦平均有效压力FMEP10；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦；
计算发动机活塞连杆组的摩擦；
（12）测试发动机机油泵功耗机械摩擦及曲轴系摩擦：
在以上拆除基础上，继续拆除发动机机油泵及驱动链，连通发动机机油外部供給系统，装好油底壳，运行发动机；
通过倒拖发动机的方式测试发动机各个转速点的整机倒拖力矩Tf11，计算相应倒拖功Pf11与计算摩擦平均有效压力FMEP11；其中整机为不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、无泵气损失、无正时系统摩擦、无活塞连杆摩擦、不带机油泵的整机；
测试发动机曲轴对应转速点的倒拖力矩Tf11，相应倒拖功Pf11、摩擦平均有效压力FMEP11，其中发动机曲轴不带附件、不带进排气系统、不带高压泵、不带真空泵、不带正时机构、不带活塞连杆、无气门摩擦、无泵气损失、无机油泵；
所述步骤（4）中，计算发动机进气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机倒拖力矩Tf3得到进气泵气力矩Tfb，计算进气泵气功Pfb，计算进气泵气平均有效压力PMEPb。
2.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（3）中，计算发动机附件摩擦具体通过以上对应的整机倒拖力矩Tf1减去整机的倒拖力矩Tf2得到附件倒拖力矩Tfa，计算附件倒拖功Pfa，计算附件摩擦平均有效压力FMEPa。
3.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（5）中，计算发动机排气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机倒拖力矩Tf4得到排气泵气力矩Tfc，计算排气泵气功Pfc，计算排气泵气平均有效压力PMEPc。
4.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（6）中计算发动机进、排气泵气损失具体通过以上对应的整机的倒拖力矩Tf2减去整机裸机总成倒拖力矩Tf5得到进、排气泵气力矩Tfd，计算进排气泵气功Pfd，计算进排气泵气平均有效压力PMEPd。
5.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（7）中计算发动机高压泵摩擦通过以上对应的整机裸机总成倒拖力矩Tf5减去发动机倒拖力矩Tf6得到高压泵的摩擦力矩Tfe，计算高压泵摩擦功Pfe，计算高压泵摩擦平均有效压力FMEPe。
6.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（8）中计算发动机真空泵摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf6减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf7得到真空泵的倒拖力矩Tfv，计算真空泵倒拖功Pfv，计算真空泵摩擦平均有效压力FMEPv。
7.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（9）中计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失具体通过以上对应的发动机各个转速点的倒拖力矩Tf7减去发动机的对应转速点的倒拖力矩Tf8得到发动机气门摇臂摩擦及泵气损失力矩Tfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失功Pfp，计算发动机气门摇臂摩擦及泵气损失平均有效压力FMEPp。
8.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（10）中，计算发动机正时机构的摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf8减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf9得到正时机构的摩擦力矩Tft，计算正时机构摩擦功Pft，计算正时机构摩擦平均有效压力FMEPt。
9.根据权利要求1所述的一种发动机摩擦泵气损失分解测试方法，其特征在于：所述步骤（11）中计算发动机活塞连杆组的摩擦具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf9减去发动机对应转速点的倒拖力矩Tf10得到活塞连杆组的摩擦力矩Tfr，计算活塞连杆组摩擦功Pfr，计算活塞连杆组摩擦平均有效压力FMEPr；
所述步骤（12）中计算发动机机油泵的功耗具体通过以上对应的发动机的各个转速点的倒拖力矩Tf10减去发动机曲轴对应转速点的倒拖力矩Tf11得到机油泵的功耗力矩Tfo，计算机油泵功耗Pfo，计算机油泵功耗平均有效压力FMEPo。
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