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| 标准编号 | GB/T 18297-2024 (GB/T18297-2024) | | 中文名称 | 汽车发动机性能试验方法 | | 英文名称 | Performance test code for road vehicle engines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | T11 | | 国际标准分类 | 43.060.01 | | 字数估计 | 62,656 | | 发布日期 | 2024-05-28 | | 实施日期 | 2024-12-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 18297-2024: 汽车发动机性能试验方法
ICS 43.060.01
CCST11
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 18297-2001
汽车发动机性能试验方法
2024-05-28发布
2024-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 对测量误差及测量部位的要求 2
5 试验数据的计算 3
6 对试验一般条件的控制 7
7 试验时发动机所带的附件 8
8 十二项性能试验方法 9
9 试验报告 22
附录A(规范性) 试验结果汇总表 24
附录B(资料性) 发动机特性曲线示意图 27
附录C(规范性) 发动机功率、扭矩及燃料消耗率的允差 43
附录D(规范性) 点燃式发动机主要参数表 45
附录E(规范性) 压燃式发动机主要参数表 50
附录F(资料性) 发动机试验数据记录表 55
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 18297-2001《汽车发动机性能试验方法》,与GB/T 18297-2001相比,除结构
调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
---删除了排气温度传感器“逆气流方向插入”的规定,并更改了排气温度传感器的测量误差的规
定[见4.4中的c),2001年版的4.4c)];
---增加了中冷后进气温度的测量部位和测量误差的规定[见4.4中的e)];
---更改了测量机油压力的仪器的精度描述[见4.5中的e),2001年版的4.5e)];
---更改了进气温度的测量部位和测量误差的规定(见4.7.1,2001年版的4.7.1);
---更改了进气压力的测量部位的规定(见4.7.2,2001年版的4.7.2);
---更改了进气湿度的测量部位和测量误差的规定(见4.7.3,2001年版的4.7.3);
---更改了实测空气消耗量的符号和ηmo的名称描述(见5.1,2001年版的5.1);
---更改了点燃式发动机全负荷工况下进气温度的许用范围[见表3的脚注a,2001年版的表3的
脚注1)];
---增加了带有大气条件(温度和海拔)补偿系统的涡轮增压发动机或机械增压发动机校正系数设
定的规定(见表3的脚注a);
---删除了柴油中不得有消烟添加剂的要求(见2001年版的6.1);
---更改了冷却系温度的控制条件的描述(见6.4,2001年版的6.3);
---更改了燃料温度的控制条件的描述(见6.6,2001年版的6.5);
---增加了中冷后进气温度的控制条件的描述(见6.7);
---更改了排气背压的控制条件的描述(见6.8,2001年版的6.6);
---增加了数据测量时发动机转速的选定方法[见6.11a)];
---删除了使用米制单位时的换算方法(见2001年版的6.9、附录H);
---更改了各项试验发动机所带附件的要求(见表4,2001年版的表4);
---删除了部分试验中,如果火花塞炽热点火可采用冷型火花塞的描述(见2001年版的8.3.3、
8.8.2.2、8.9.2、8.10.2);
---更改了起动试验的部分试验条件、方法和数据整理的相关内容(见8.1.1、8.1.2、8.1.3、8.1.4,
2001年版的8.1.1、8.1.2、8.1.3、8.1.4);
---更改了怠速试验的部分试验方法描述和数据测量及整理的相关内容(见8.2.3、8.2.4,2001年
版的8.2.3、8.2.4);
---增加了功率试验的试验方法中,关于所测转速选择的要求(见8.3.4);
---更改了部分试验中排放测量需求的描述(见8.3.5.1、8.4.4.1、8.5.4.1,2001年版的8.3.5、8.4.4、
8.5.4);
---更改了负荷特性试验中试验工况选择的要求(见8.4.3,2001年版的8.4.3);
---更改了机械损失功率试验的试验方法中“油门”的描述(见8.7.3,2001年版的8.7.3);
---更改了各缸工作均匀性试验中压缩压力试验的试验方法的描述(见8.8.2.3,2001年版的
8.8.1.3);
---增加了各缸平均有效压力试验的内容(见8.8.5);
---更改了机油消耗量试验中放油称重法的操作过程(见8.9.3.2.1,2001年版的8.9.3.1);
---增加了机油稀释试验的相关内容(见8.11);
---增加了最高热效率试验的相关内容(见8.12);
---更改了点燃式发动机主要参数表中电子电器系统的填写内容要求(见附录D中D.12,2001年
版的附录A中A12)。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)归口。
本文件起草单位:东风汽车集团有限公司、东风商用车有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、
中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、重庆小康动力有限公司、宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司、
重庆长安汽车股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、潍柴动力股份有限公司、广西玉柴机器股份
有限公司。
本文件主要起草人:张建东、周杨、陈龙、顾善愚、汪侃、相耀明、吴春玲、李金印、张义权、李东升、
杨莉玲、张国强、蒲运平、郝伟、庞斌、王迎新。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---2001年首次发布为GB/T 18297-2001;
---本次为第一次修订。
汽车发动机性能试验方法
1 范围
本文件描述了汽车用发动机性能的台架试验方法,用来评定汽车发动机的性能。
本文件适用于 M 类和 N类汽车用汽油、柴油发动机。该发动机属往复式、转子式,不含自由活
塞式。
其他燃料形式的车用发动机参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 1883.1 往复式内燃机 词汇 第1部分:发动机设计和运行术语
GB/T 15089 机动车辆及挂车分类
3 术语和定义
GB/T 1883.1、GB/T 15089界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
实测有效功率 observedbrakepower
发动机在实际进气状态下所输出的功率1)。
1) 本文件采用的各种功率系指全负荷(即油门置于全开位置)时,在不同条件下,将所测得的转速及扭矩值经计算
而得出的功率,单位为千瓦(kW)。
3.2
校正有效功率 correctedbrakepower
将实测有效功率校正到标准进气状态下的功率。
3.3
净功率 netpower
发动机带全套附件进行试验,在发动机曲轴或其等效件的末端所测得相应转速下的,并按标准进气
状态修正的功率。
注:全套附件系指与整车搭载状态一致的、服务于发动机本体的所有附件,按第7章的规定。
3.4
总功率 grosspower
发动机仅带维持运转所必需的附件进行试验,在发动机曲轴或其等效件的末端所测得相应转速下
的,并按标准进气状态修正的功率。
3.5
额定功率 ratedpower
制造厂根据发动机具体用途,在规定的额定转速所输出的总功率。
3.6
发动机排气中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和总碳氢化合物(THC)的体积分数。
注:一氧化碳(CO)体积分数的测量使用不分光红外线吸收法。
氮氧化物(NOx)体积分数的测量使用化学发光法或非扩散紫外线谐振吸收法。
总碳氢化合物(THC)体积分数的测量使用加热式氢火焰离子化法(柴油燃料)或氢火焰离子化法(非柴油
燃料)。
3.7
机油稀释率 oildilutionratio
发动机运行时,与机油混合的未完全燃烧的燃料量占机油总量的比率。
4 对测量误差及测量部位的要求
4.1 扭矩
扭矩测量误差不超过所测发动机最大扭矩值±1%。
4.2 转速
转速测量误差不超过所测值±0.5%。
4.3 燃料消耗量
燃料消耗量测量误差不超过所测值±1%。
4.4 温度
除有特殊规定以外,一般应按下列要求进行。
a) 冷却液温度:在靠近发动机冷却液出口及入口两处测量;误差不超过±2℃。
b) 机油温度:在主油道、主油道的入口或有代表性部位测量;误差不超过±2℃。
c) 排气温度:传感器端头离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口50mm处测量,并位于排气
连接管的中心;误差不超过±2.5℃或不超过所测温度的±0.75%,取两者中的较大值。
d) 燃料温度:柴油温度在燃油喷射泵进口处测量;汽油温度在靠近化油器、低压油轨的入口或高
压油泵的入口处测量;若有困难,可按制造厂推荐有代表性的部位;误差不超过±2℃。
e) 中冷后进气温度:在中冷器出气口50mm处测量;误差不超过±2℃。
4.5 压力
除有特殊规定以外,一般应按下列要求进行。
a) 进气管真空度及绝对压力:真空度在进气歧管进口的下游30mm左右处测量,测压头与管内
壁齐平;进气管绝对压力按制造厂规定的位置测量;误差不超过±0.15kPa。
b) 进气连接管压降:在发动机进气口上游150mm左右处测量,测压头与管内壁齐平;误差不超
过±0.05kPa。
c) 涡轮增压器的压气机进、出口压力:在压气机进、出口的管壁上有代表性的部位测量,测压头与
管内壁齐平;进口压力测量准确度不超过±0.1kPa;出口压力测量误差不超过±1kPa。
d) 排气背压:离发动机排气歧管出口或涡轮增压器出口下游75mm处,在排气连接管里测量,测
压头与管内壁齐平;误差不超过±0.2kPa。
e) 机油压力:在发动机的主油道上或按制造厂推荐有代表性的部位测量;误差不超过±2.5kPa。
f) 气缸压缩压力:在火花塞孔或喷油器孔处测量,除测量的气缸外,其他各缸的火花塞或喷油器
等均装好;传感器精度不低于1.5级。
g) 曲轴箱压力:在有代表性的部位测量,如加机油口、油标尺插入口等;误差不超过±0.02kPa。
4.6 点火、喷油及供油提前角
点火、喷油及供油提前角测量误差不超过±1°曲轴转角。
4.7 发动机进气状态
4.7.1 进气温度
沿发动机进气口(即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口)的轴线,在进气口上游
150mm内测量;传感器不应受到热辐射,应采取措施进行热屏蔽;误差不超过±1℃。
4.7.2 进气压力
测量部位与进气温度测量部位一致;误差不超过±0.1kPa。
4.7.3 进气湿度
测量部位与进气温度测量部位一致;相对湿度误差不超过±5%。
4.8 发动机空气消耗量
空气消耗量测量误差不超过所测值的±3%。
4.9 活塞漏气量
活塞漏气量测量误差不超过所测值的±5%。
5 试验数据的计算
5.1 通用符号、名称及单位
通用符号、名称及单位见表1。
表1 通用符号、名称及单位
符号 法定单位 名称
C - - 测功机常数
fa - - 进气因数
fm - - 压燃式发动机特性指数
Ga kg/h 千克每小时 实测空气消耗量
Gat kg/h 千克每小时 理论空气消耗量
Gf kg/h 千克每小时 燃料消耗量或供油量
ge g/(kW·h) 克每千瓦小时 实测燃料消耗率
geo g/(kW·h) 克每千瓦小时 校正燃料消耗率
表1 通用符号、名称及单位 (续)
符号 法定单位 名称
L m 米 测功机臂长
Me N·m 牛顿米 实测有效扭矩
Meo N·m 牛顿米 校正有效扭矩
Mm N·m 牛顿米 机械损失扭矩
n r/min 转每分 转速
nr r/min 转每分 额定转速
Pe kW 千瓦 实测有效功率
Peo kW 千瓦 校正有效功率
Pm kW 千瓦 机械损失功率
p kPa 千帕斯卡 进气总压
pd kPa 千帕斯卡 进气干空气压
pe kPa 千帕斯卡 实测平均有效压力
po kPa 千帕斯卡
增压器的压气机出口绝对压力
若装有中冷器,指中冷器出口绝对压力
pw kPa 千帕斯卡 水蒸气分压
q mg/(L·cyc) 毫克每升循环 比排量循环供油量
r - - 增压比
T K 开尔文 进气温度
t ℃ 摄氏度 进气温度
VH L 升 发动机排量
W N 牛顿 测功机磅秤读数
Wm N 牛顿 机械损失的测功机磅秤读数
αa - - 点燃式发动机校正系数
αd - - 压燃式发动机校正系数
ρa kg/m3 千克每立方米 流量计入口处的空气密度
ρf g/cm3 克每立方厘米 燃料密度
Δt s 秒 燃料消耗时间
ΔV cm3 立方厘米 燃料消耗容积
Δm g 克 燃料消耗质量
ηmo - - 校正机械效率
ηv - - 充气效率
5.2 发动机的标准进气状态
发动机的标准进气状态见表2。
表2 标准进气状态
进气参数 单位 标准值
进气温度t ℃ 25
进气干空气压pd kPa 99
水蒸气分压pw kPa 1
进气总压p kPa 100
应按本文件进气状态,校正点燃式发动机及压燃式发动机油门全开时的实测有效功率、扭矩和压燃
式发动机实测燃料消耗率等。
5.3 通用计算公式
通用计算公式见表3。
表3 通用计算公式
计算参数 计算公式
a) 实测有效扭矩 Me=W·L
b) 机械损失扭矩 Mm=Wm·L
c) 实测有效功率
Pe=
2π·W·L·n
60×1000
=0.1047×10-3·W·L·n
=C·W·n
d) 机械损失功率
Pe=
2π·Wm·L·n
60×1000
=0.1047×10-3·Wm·L·n
=C·Wm·n
e) 校正有效扭矩
点燃式发动机 Meo=αa·Me
压燃式发动机 Meo=αd·Me
f) 校正有效功率
点燃式发动机 Peo=αa·Pe
压燃式发动机 Peo=αd·Pe
g) 进气干空气压 pd=p-pw
h)a 空燃比不变的化油器式、电控式点燃式发动机功率校
正系数
αa= (99pd)
1.2 (t+273298)
0.6
i)b 循环供油量置定后不变的压燃式发动机功率校正系数 αd=(fa)fm
1) 进气因数
非增压及机械增压压燃式发动机 fa= (99pd) (t+273298)
0.7
表3 通用计算公式 (续)
计算参数 计算公式
涡轮增压带或不带空/空中冷器 fa= (99pd)
0.7 (t+273298)
1.2
涡轮增压带水/空中冷器 fa= (99pd)
0.7 (t+273298)
0.7
2) 压燃式发动机特性指数 fm=0.036·q/r-1.14
3) 增压比
增压机 r=po/p
非增压机 r=1
4) 比排量循环供油量
四冲程机 q=33333
Gf
VH·n
二冲程机 q=16667
Gf
VH·n
j) 若所试验的发动机不属于h)及i)范畴,且实测进气状态的空气密度与标准状态(25℃及99kPa)的进气密度相
差不超过±2%时,令功率校正系数等于1;若进气密度超过此限,无法校正,在试验报告里注明进气状态
k) 燃料消耗量
Gf=3.6·ΔV·ρf/Δt
=3.6·Δm/Δt
l) 燃料消耗率
点燃式发动机在全负荷及部分负荷的燃料消耗率均不
校正 ge
=1000·Gf/Pe
压燃式发动机在全负荷的燃料消耗率应校正 geo=1000·Gf/Peo
压燃式发动机在部分负荷的料消耗率一般不校正 ge=1000·Gf/Pe
m) 实测平均有效压力
四冲程机
pe=4π·Me/VH
=12.57·Me/VH
pe=
2×60×1000·Pe
VH·n
=120×103
Pe
VH·n
二冲程机
pe=6.283·Me/VH
pe=60×103
Pe
VH·n
n) 充气效率 ηv=Ga/Gat
1) 理论空气消耗量
二冲程机 Gat=60·VH·n·ρa/1000
四冲程机 Gat=30·VH·n·ρa/1000
2) 入口处的空气密度 ρa=1.293×
101.3×
273
t+273
表3 通用计算公式 (续)
计算参数 计算公式
o) 校正机械效率 ηmo=
Peo
Peo+Pm×100%
ah)项所列公式适用于化油器汽油机及电子控制点燃式发动机(在不同的进气状态下,控制混合气的空燃比不
变)。在全负荷的工况下,进气温度t在15℃~35℃的范围内,进气干空气压pd 在80kPa~110kPa的范围
内。试验时应采取措施或选择适当的时间,使发动机的实际进气状态在上述范围内。
校正系数αa应在0.93~1.07的范围内,如果超出,应在试验报告及试验曲线上注明实际进气状态。
若涡轮增压发动机或机械增压发动机带有大气条件(温度和海拔)的补偿系统,则校正系数应设为1。
bq/r值小于37.2mg/(L·cyc)时,令fm=0.2;q/r值大于65mg/(L·cyc)时,令fm=1.2。
i)项所列公式仅用于循环供油量置定后不变的压燃式发动机。在全负荷的工况下,进气温度t在10℃~40℃
的范围内,进气干空气压pd应在80kPa~110kPa的范围内。试验时应采取措施或选择适当的时间,使发动机
的实际进气状态在上述范围内。
校正系数αd应在0.9~1.1的范围内,如果超出,应在试验报告及试验曲线上注明实际进气状态。
6 对试验一般条件的控制
6.1 除有特殊规定以外,一般应按6.2~6.11的要求进行性能试验。
6.2 燃料及机油:采用制造厂规定的牌号。
6.3 磨合:按制造厂规定的磨合规范进行。
6.4 冷却系温度:水冷机的冷却液出口温度控制在制造厂规定温度±5℃范围内,若制造厂没有特殊
规定,则控制在88℃±5℃,必要时可减少温度允差;风冷机的指定点、散热片等温度按制造厂的规定。
6.5 机油温度:按制造厂的规定;若制造厂没有特殊规定,则控制在95℃±5℃,必要时可减少温度
允差。
6.6 燃料温度按以下要求控制。
a) 柴油温度:控制在制造厂规定温度±3℃范围内,且油泵入口的最低许用温度为30℃;若制造
厂没有特殊规定,则控制在40℃±3℃;必要时可减少温度允差。
b) 汽油温度:控制在制造厂规定温度±5℃范围内,且最低许用温度不应低于环境温度;若制造
厂没有特殊规定,则控制在25℃±5℃;必要时可减少温度允差。
6.7 中冷后进气温度:控制在制造厂规定温度±2℃范围内;若制造厂没有特殊规定,则额定功率点中
冷后进气温度控制在50℃±2℃,必要时可减少温度允差。
6.8 排气背压:与制造厂规定的背压相差不超过±1kPa。
6.9 发动机的吹拂:若发动机不带风扇,所有试验均可设置外加风扇或相应的装置向发动机吹拂。
6.10 发动机的调整:在进行定型、验证及质量检查三种类型试验时,除本文件有关条款规定外,不应另
行调整。
6.11 数据测量的条件按以下要求控制。
a) 测量数据时的发动机运行转速与选定转速相差应不超过1%或±10r/min,取两者中的较小值。
b) 待转速、扭矩及排气温度稳定1min后,方可进行测量;转速、扭矩、燃料消耗量及进气温度尽
量同时测量;测量时间应不少于20s。
c) 取连续测量两次测量的平均值,前后两次的扭矩及燃料消耗量相差应小于2%;两次测量的时
间间隔约1min。
7 试验时发动机所带的附件
7.1 发动机在进行各项试验时,所带附件按表4的规定。
7.2 凡属维持发动机工作不可缺少的附件,如进气排气歧管、化油器或节气门体、燃油输油泵、燃油喷
射泵、分电器、水泵、机油泵、增压器、废气放气阀、中冷器以及风冷发动机的风扇、导风扇等一律带上,不
再列于表4。
7.3 凡不是为发动机本身服务的附件,对发动机来说是外加的负载,如排气制动阀门、制动用的压气
泵、空调用的冷气泵、动力转向用的液压泵等附件一律不带。若因为结构的原因,不便从发动机上拆
下,其消耗的功率可加到发动机的实测有效功率中去,或从机械损失功率中扣除。
7.4 所带附件若与7.2、7.3的规定有不同之处,应在试验报告中加以说明。
表4 试验时发动机所带附件
序号 附件名称
试验项目
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12
起动
试验
怠速
试验
总功
试验
净功
试验
负荷
特性
试验
万有
特性
试验
压燃
式发
动机
调速
特性
试验
机械
损失
功率
试验
各缸
工作
均匀
性试
机油
消耗
量试
活塞
漏气
量试
机油
稀释
试验
最高
热效
率试
进气部分
空气滤清器、进气消声器
及连接管道
√ √ ○ √ ○ √ ○ × √ √ √ √ √
进气预热装置 √ √ ○ ○ √ √ × ○ √ √ √ √ √
曲轴箱通风装置a √ √ √ √ √ √ ○ ○ √ √ × √ √
燃油蒸发排放控制装置 ○ ○ ......
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