发动机耐久性试验大纲

发动机耐久性试验大纲一试验目的内燃机的工作寿命长短涉及到内燃机产品设计，制造，材料，工艺，制造过程中的质量管理以及用户使用维修的水平等条件。因此，工作寿命是一个系统工程问题，在新产品开发定性试验或生产工艺，材料有重大变更时，要进行内燃机产品的耐久性试验，通过耐久试验，找出产品设计制造中哪些零件可靠性方面存在问题，以便进行改进设计或提高工艺水平，同时通过测量主要件的磨损量变化，可计算出发动机的使用寿命。本试验是完整发动机在点火情况下的功能性试验。其目的是检查高负荷部件（如：活塞，连杆，曲轴等）的可靠性，以及轴承，活塞环，气门机构的磨损，机油消耗量等的耐久情况。为了检查全新设计的发动机的功能，或者将单一零部件加入到系列产品中时，必须要做耐久性试验。二引用标准2.1GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》2.2GB/T12679-90《汽车发动机耐久性试验方法》2.3GB/T901-1998《汽车发动机产品质量评定方法》三试验环境3.1标准环境状况按GB/T1105--1987的规定，标准环境状况为：大气压力：P=100KP（750mmHg)相对湿度：=30％环境温度：=298K（25℃）3.2有效功率修正用下式修正有效功率P=aP其中：a-------修正系数P-------标准环境状况下的有效功率P-------现场环境下的有效功率修正系数计算式a=（99/p)其中：P=P------现场环境下的大气压力Pw-----现场环境下的炮和蒸汽压------现场环境温度下的相对湿度T-------现场环境温度四．试验对象，燃料(1)试验对象；发动机形式康明斯涡轮增压中柴油机发动机型号EQB125-20点火顺序1-3-2-4缸径X行程/mm102120怠速750rpm总排量/L3.9整机净质量343kg压缩比17.3:1外形，长X宽x高/mm额定功率转速（kW）转速（rpm）922800曲柄长度/mm最大扭矩（N.m）转速（rpm）4101500连杆长度/mm最低燃油消耗率/（l/hr））262800燃料及标号（2）试验用燃料；柴油编号十六烷值运动粘度20℃硫含量/（％）水分％密度（）/（kg/m3）凝点0#57.73.0-8.00.05痕迹846-1五．装置与设备1耐久性试验应该在可点火运行的试验台架上进行。需要以下设备仪器；a)发动机转速测量与监控装置b)发动机扭矩测量与监控装置C)发动机冷却水控制系统装置（整车设计的压力和流量）d)燃油消耗量测量仪e)漏气量测量仪f)爆震检测仪g)机油消耗量测量仪h)最多三十个温度传感器i）最多二十个压力传感器j)缸内最高压力传感器六．试验测量参数数据记录发动机应至少装配有以下功能和位置传感器a)温度传感器测量位置及记录数值如图1编号温度传感器位置测量数值1大气环境实验室2空气空气滤清器上游3空气滤清器空气滤清器下游或增压器上游4增压空气增压器下游5中冷后空气中冷器下游6进气进气歧管71缸排气1缸排气支管82缸排气2缸排气支管93缸排气3缸排气支管104缸排气4缸排气支管11排气涡轮上游12排气涡轮下游13机油油底壳14机油机油冷却器上游15机油机油冷却器下游16机油发动机主机油道17机油发动机缸盖机油道18冷却水水泵上游19冷却水发动机出水口（散热器方向）20冷却水发动机出水口（热交换器方向）21燃油供油管路，燃油滤清器下游b)压力传感器位置如表2编号压力传感器位置1大气环境试验室2空气空气滤清器上游3空气滤清器压缩机上游4增压空气压缩机下游5中冷后空气中冷器下游6进气进气歧管7进气涡轮上游8进气涡轮下游9机油发动机主油道10机油发动机缸盖主油道11冷却水水泵上游12冷却水水泵下游13冷却水出水口（散热器方向）14曲轴箱曲轴箱通风口上游）15燃油燃油滤清器上游16燃油燃油滤清器下游c)除了温度压力外还应该测量以下发动机参数项目数值1数值2数值3数值4发动机转速发动机扭矩燃油消耗量活塞漏气量机油消耗量空燃比七．试验方法（1）主程序1发动机预运转在耐久性试验开始前，发动机应该进行完整预运转磨合过程。2发动机性能试验2.1在耐久性试验前后都应该对发动机进行性能测试。因此，因该测量一个负荷曲线，两个部分符合曲线和道托扭矩。2.2性能试验在耐久性试验过程中应该进行全负荷曲线和部分负荷试验。测量点规定如下a）全负荷曲线以每步500rpm从最低稳定转速（或1000rpm)到最高允许持续运转速度。b)部分负荷曲线1）在最大扭矩转速从平均有效制动压力1,2,4bar按每步2bar一直到最大值。2）在额定功率转速从平均有效制动压力1,2,4bar按每步2bar一直到最大值。3耐久试验循环其中100小时耐久性试验可非常迅速的给出发动机功能，危险零部件和磨损的重要信息。600/800小时标准耐久性试验是发动机机械开发中最主要的试验，在结合低疲劳循环情况下高度包括了发动机的能力发挥。动态耐久循环对于发动机进行高动态的运转是必要的。此外，它一方面考核零部件的耐久性如深度热冲击试验。，另一方面需要高负荷冲击的耐久循环如冷热冲击循环。4)边界条件4.1耐久性试验开始前必须对测量装置进行标定。4.2发动机检查与保养间隔必须定义在检查时间表里，例如：a)磨合后的第一次机油和滤芯更换时间；b)接下来的每一确定的运转小时后或机油分析评定时刻的机油和滤芯更换时间；c)每次事件或者机油更换时至少采集200ml机油样。4.3发动机停机限值必须认真定义在限值表中4.4发动机进行耐久性试验过程中，若发动机运行状态不佳，有可能导致试验中止，则可对发动及时进行分解检查。（2）试验循环程序1耐久循环试验程序：100/600/800小时标准循环编号持续时间发动机转速负荷水温机油温度[min][rpm]冷却水出口【℃】油底壳【℃】15额定转速100％所有点；90+-3所有点；最高140242000BMEP=2bar35最大扭矩转速100％41低怠速015工况过度时间为30秒（包含在每一工况的持续时间内）2.耐久循环试验程序：800小时动态道路循环编号持续时间发动机转速负荷水温机油温度[min][rpm]冷却水出口【℃】油底壳【℃】1152000BMEP=2bar所有点；90+-3所有点；最高140218额定转速100％35额定转速BMEP=3bar43额定转速100％53怠速转速低怠速612最大扭矩转速100％72低怠速-最高转速无负荷动态减速82额定转速-1000全负荷动态减速60工况过度时间为30秒（包含在每一工况的持续时间内）3耐久循环试验程序；400小时冷热冲击循环编号持续时间发动机转速负荷水温[minutes][rpm]冷却水出口[℃]110额定转速100％90+-325怠速转速050+-315工况过度时间为30秒（包含在每一工况的持续时间内）注；每循环15分钟-1600循环（400小时冷热冲击）4耐久循环试验程序；300小时冷热冲击循环工况序号转速[rpm]负荷冷却水出口温度[℃]持续时间[s]备注1额定转速100％自然上升15上升到额定转速，负荷过渡10s2额定转速100％升温控制20水温升至（105+-2）℃3额定转速100％105+-21454怠速0自然上升15降到怠速，负荷过渡10s5怠速0降温控制20水温降至（30+-3）℃6怠速030+-3145没循环360秒-3000循环（300小时循环）八．试验结果分析1耐久性试验过程及试验后的程序1.1试验过程中的任何异常事件均应记录在试验记录/历史记录中。另外，所有的失效和故障都应该形成故障报告。特殊零部件必须由供应商进行评价分析。1.2耐久试验完成后，发动机将拆解。需测量记录重要紧固螺栓的拆解力矩。所有零部件必须进行磨损和故障的目测检查。a)对所有发动机部件进行磨损程度的等级评定。b)所有主要试验零部件进行微分测量。c)发动机和所有发动机零部件必须照相存档。d)对机油消耗量，机油分析和活塞漏气量进行评估。2停止耐久性试验运转的标准如果发动机在耐久试验过程中因超过了某一停机限制而停机，故障原因必须进行调查。如果达到出现下面的情况，耐久性试验应终止。a)预运转后额定功率点的发动机漏气量抽过了原来的两倍；b)预运转后耐久循环的机油消耗量超过了其最初值得两倍；c)功率或者扭矩减少了15％；d)燃油消耗量增加了15％不允许对发动机主要零部件（如缸体，缸盖，动力传动部件，缸盖密封垫圈等)进行替换。如有辅助部件失效（支架，喷油系统，涡轮增压器等），在某种情况下允许替换。鸽格零部件的更换原因，件号，零部件编号必须记录在试验记录里面。九．试验目标及结果要求在耐久性试验后必须满足一下标准；a)发动机必须完好；b)试验后没有机油或者水的泄露；c)进气阀门和排气阀门没有水的泄露；d)在耐久性试验过程中主要发动机零部件没有更换e)在零部件评价表里没有超过“3”的等级f)所有循环机油消耗量在一个固定范围内（缸套和换气系统完成后）。