前　言

 

　　
　　本标准与欧洲经济共同体理事会指令95/1/EC《两轮和三轮摩托车最大设计车速、最大扭矩及最大净功率》（英文）（以下简称95/1/EC）的一致性程度为非等效。
　　本标准与95/1/EC主要差异如下：
　　——本标准只适用于摩托车和轻便摩托车用发动机，不适用于摩托车和轻便摩托车整车，故未采用95/1/EC中的两轮和三轮摩托车最大设计车速部分。
　　本标准的附录A为规范性附录。
　　本标准由全国汽车标准化技术委员会提出。
　　本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
　　本标准起草单位：天津摩托车技术中心。
　　本标准主要起草人：葛维晶、王宝林、李家国、王大鹏、张瑞、张殿昌。

GB/T 20076—2006

 

摩托车和轻便摩托车发动机

最大扭矩和最大净功率测量方法

Measurement methods of maximum torque and maximum net power of
engines for motorcycles and mopeds

 

 

 

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1 范围

　　本标准规定了摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和最大净功率的测量方法。
　　本标准适用于摩托车和轻便摩托车用发动机。

2 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准。

　　2.1

　　净功率 net power
　　发动机带有表1所列配件，在制造厂规定的转速下，从试验台架上曲轴末端获得的功率。如果功率只能通过发动机的变速箱测量，则变速箱的效率也要考虑在内。

　　2.2

　　最大净功率 max：mumnetpOwer
　　发动机在全负荷下测得的最大输出功率。
　　
　 2.3

　　扭矩 torque
　　在2.1条件下测得的扭矩。
　　
　 2.4

　　最大扭矩 maximum torque
　　发动机在全负荷下测得的最大扭矩。
　　
　 2.5

　　配件 accessories
　　表1中所列的装置。

　 2.6

　　系列安装设备 series-mounted equipment
　　为特定用途，由制造厂指定的设备。

 

3 试验方法

　　3.1 表2给出了试验装置在全负荷下扭矩和功率测量值的准确度。

　　3.2 发动机配件及设置条件

　　3.2.1 安装的配件 　
　
　　 试验中，发动机运转所需的配件（见表1）应尽可能按它们的实际应用位置安装在台架上。
　　3.2.2 不安装的配件

　　某些配件仅为车身所用，尽管有可能安装在发动机上，在试验中也应去掉。对于不能分离的配件，可以在无负荷的情况下确定它们吸收的功率，并加在功率测量值中。
　　3.2.3 设置条件

　　试验中，用于确定发动机最大扭矩和最大净功率的设置条件在表3中列出。

　　3.3 试验条件

　　3.3.1 确定发动机最大扭矩和最大净功率的试验应在火花点火式发动机油门全开、压燃式发动机在喷油泵全负荷的情况下完成，发动机按照表1所列安装。
　　3.3.2 测量时发动机运转应正常、稳定、空气提供要充分。发动机应经过在制造厂推荐的工况下的磨合，燃烧室可以有积碳，但是要在限量之内。试验条件（如进气温度）应尽可能接近标准条件（见4.2），以减少修正系数的影响。
　　3.3.3 如果试验台架冷却系统仅能满足最低试验条件，但是不能模拟实际的冷却条件，那么为了使测量在正常稳定的运转条件下进行，可以采用附录A描述的方法。
　　满足最低试验条件和依照附录A进行试验确定如下：
　　V₁是车辆的最高车速；
　　V₂是鼓风机出风口风速；
　　φ是出风口横截面。
　　如果V₂≥V₁且φ≥0.25m²，则可以满足最低的试验条件。但是若运转条件不能稳定的话，应采用附录A的方法。
　　如果V₂＜V₁和／或φ＜0.25m²
　　a） 如果能够使运转条件稳定，则采用3.3所描述的方法；
　　b） 如果不能使运转条件稳定：（1）V₂≥120km/h且φ≥0.25m²，那么就能够满足最低试验条件，应采用附录A所描述的方法。
　　（2）若V₂＜120km/h和/或φ＜0.25m²，不能满足最低试验条件，试验台架冷却系统应该予以改进。在此情况下，试验应按照附录A的方法进行，并且得到制造厂的认可。
轻便摩托车用发动机和压燃式发动机不采用此条款的描述方法。
　　3.3.4 发动机进气温度（环境空气）应在空滤器进气方向前端0.15m处测量，如果没有空滤器，则在距进气口0.15m处测量。温度计和热电偶要进行防辐射保护和防燃油蒸气保护，并直接插入空气流中，为了得到一个代表性的平均进气温度，应设置适当数量的测量点。
　　3.3.5 扭矩、转速、温度应保持稳定至少30s，才能开始测量。
　　3.3.6 被选为测量值的转速变化不得超过±1%。
　　3.3.7 测功器负载和进气温度应同时记录，其值必须为连续采集的两个稳定记录的平均值，测功器负荷的两个值相差不得超过2%。
　　3.3.8 在发动机冷却液出口处的冷却液温度应保持在制造厂给定的恒温器上限温度的±5K之间；如果没有制造厂给定值，则温度为353K±5K。对于风冷发动机，制造厂指定点温度应保持在标准条件下制造厂指定最高温度的 K之间。
　　3.3.9 燃油温度应在化油器进口或喷油系统进口处及油耗仪处测量，其值应在制造厂给定的范围之内。
　　3.3.10 润滑油温度应在曲轴箱或油冷器出口处测量，其值应在制造厂给定的范围之内。
　　3.3.11 压燃式发动机可用一个附加的调节装置，以使温度保持在3.3.8、3.3.9、3.3.10限定的范围内。
　　3.3.12 排气温度应在排气接盘、排气歧管或排气管通气孔处与气流垂直角度测量。
　　3.3.13 测量转速和油耗如果使用自动触发设备，测量持续时间至少为10s；如果用手动，则至少为20s。
　　3.3.14 所用燃油为市场上的通用型号，不得加入防烟剂。
　　
　　3.4 试验

　　应在足够数量的转速点下进行试验，以便正确地在制造厂推荐的最高和最低转速之间定义功率曲线。转速点的分布应包括发动机最大功率和最大扭矩的对应转速，每个转速的确定应是至少两次稳定测量的平均值。

4 火花点火式发动机功率和扭矩的修正系数

　　4.1 系数a₁和a₂的含义

　　系数同测得的功率和扭矩相乘，以确定在考虑到传动部分的机械效率（a₁）和4.3.1（a₁）给定的标准环境条件下发动机的功率和扭矩。
　　功率修正公式：

　　式中：
　　P。——修正功率（曲轴输出功率）；
　　a₁——标准环境条件的修正系数；
　　a₂——传动效率的修正系数；
　　P——测得的功率。

　　4.2 环境条件

　　4.2.1 标准环境条件
　　4.2.1.1 标准温度（T₀）25℃（298K）；
　　4.2.1.2 标准干压（P_so）99kPa（990mbar）。
　　4.2.2 试验环境条件
　　试验中环境条件必须在下列给定范围之内：
　　4.2.2.1 试验温度（T）
　　283K ＜T＜318K

　 4.3 修正系数的确定

　　4.3.1 修正系数a₁的确定
　　修正系数a₁可以通过下式求得：

　　式中：
　　T——发动机进气的绝对温度；
　　P_s——大气干压，单位为千帕kPa；
　　P_s=P_a-P_v；
　　P_a——大气全压，单位为千帕（kPa）；
　　P_v——水蒸气分压，单位为千帕（kPa）。
　　修正公式只适用于修正系数在0.93～1.07之间的情况，如果在这个范围之外，修正值应记录在试验报告中，试验条件（温度和压力）应在试验报告中详细记录。
　　4.3.2 系数a₂的确定：
　　——当测量点在曲轴输出端，其值为1。
　　——当测量点不在曲轴输出端，系数通过下式计算：

　　η_t是曲轴末端与测量点之间的传递效率，它通过每个传动部件的效率相乘确定：

　　每个传动部件的效率η_j如表4所示。

5 压燃式发动机功率和扭矩的修正系数

　　5.1 系数同测得的功率和扭矩相乘，以确定在考虑到传动部分的机械效率（a₂）和5.4（a_d）给定的标准环境条件下发动机的功率和扭矩。

　　功率修正公式：

　　式中：
　　P_o——修正功率（曲轴输出功率）；
　　a_d——标准环境条件的修正系数；
　　a₂——传动效率的修正系数；
　　P——测得的功率。

　　5.2 标准大气状况

　　5.2.1 温度（T₀）（25℃）（298K）
　　5.2.2 干压（P_so）99 kPa（990mbar）
　　
　　5.3 试验环境条件

　　试验中环境条件必须在下列给定范围之内：
　　5.3.1 试验温度（T）
　　283K≤T≤313K
　　5.3.2 大气干压（P_s）
　　80kPa≤P_s≤110kPa

　　5.4 修正系数口，的确定

　　在恒定的供油率下，压燃式发动机的功率修正系数由下式得到：

式中：
　 f_a——环境因子；
　f_m——每种型式的发动机和调节器的特征因子。
　　5.4.1 环境因子人
　　环境因子指的是环境条件（压力、温度、湿度）对发动机吸人空气的影响。发动机型式不同，则因子不同。
　　5.4.1.1 自然吸气或机械增压式发动机

　　5.4.1.2 涡轮增压发动机

　　5.4.2 发动机因子?_m

　　f_m是q_c（修正燃油流量）的函数：

　　式中：
　　q——燃油流量，用全部工作容积每循环每升的毫克数来表示[mg/（L.cycle）]；
　　r——压气机出口压力和压气机进口压力的比值（r=1表示自然吸气）；
　　公式在q_c位于40mg/（L.cycle）到65 mg/（L.cycle）区间内有效。
　　若q_c小于40mg/（L.cycle），f_m取为常数0.3；
　　若q_c大于65 mg/（L.cycle），f_m取为常数1.2。
　　如图1所示：

　　5.4.3 在试验室中使用的条件

　　如果试验有效，则修正系数a_d必须满足：
　　0.9≤a_d≤1.1
　　如果此限值被超过，则修正值必须记录在试验报告中。试验条件（温度和压力）也必须在报告中详细记录。

6 最大扭矩和最大净功率测量允差

　　6.1 型式认证试验要求

　　6.1.1 对于轻便摩托车用火花点火式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：若测得的功率≤1kW，则通过测试设备确定的最大净功率和最大扭矩值与制造厂给定的数值允许相差±10%；若测得的功率＞1kW，则此值与制造厂给定的数值允许相差±5%。对应转速值的偏差不许超过制造厂给定值的±3%。
　　6.1.2 对于摩托车用火花点火式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：若测得的功率≤11kW，则通过测试设备确定的最大净功率和最大扭矩值与制造厂给定的数值允许相差±5%；若测得功率＞11kW，则此值与制造厂给定的数值允许相差±2%。对应转速值的偏差不许超过制造厂给定值的±1.5%。
　　6.1.3 对于摩托车用压燃式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：若测得的功率≤11 kW，则通过测试设备确定的最大净功率和最大扭矩值与制造厂给定的数值允许相差±5%；若测得功率>11 kW，则此值与制造厂给定的数值允许相差±2%。对应转速值的偏差不许超过制造厂给定值的±1.5%。

　　 6.2 生产一致性试验

　　6.2.1 对于轻便摩托车用火花点火式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：在产品一致性试验中，当测得的功率≤1kW时，发动机最大扭矩和最大净功率允许与型式认证试验所确定的值相差±20%，若测得的功率＞1kW，则允许相差±10%。
　　6.2.2 对于摩托车用火花点火式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：在产品一致性试验中，当测得的功率≤11kW时，发动机最大扭矩和最大净功率允许与型式认证试验所确定的值相差±10%，若测得的功率>11kW，则允许相差±5%。
　　6.2.3 对于摩托车用压燃式发动机最大扭矩和最大净功率的要求：在产品一致性试验中，当测得的功率≤11kW时，发动机最大扭矩和最大净功率允许与型式认证试验所确定的值相差士10%，测得的功率＞1lkW，则允许相差±5%。

 

 

 

 

 

 

附 录 A

（规范性附录）

通过控制发动机温度方法进行的发动机

最大扭矩和最大净功率的测量

 

　　A.1 确定发动机最大扭矩和最大净功率的试验应在发动机油门全开的情况下完成，发动机按照表2所列安装。
　　A.2 测量时的发动机运转应正常、稳定，空气提供要充分。发动机应经过制造厂推荐工况下的磨合，燃烧室可以有积碳，但是要在限量之内。试验条件（如进气温度）应尽可能接近标准条件（见4.2.1），以减少修正系数的影响。
　　A.3 发动机进气温度（环境空气）应在空滤器进气方向前端0.15m处测量，如果没有空滤器，则在距进气口0.15m处测量。温度计和热电偶要进行防辐射保护和防燃油蒸气保护，并直接插入空气流中。为了得到一个有代表性的平均进气温度，应安置适当数量的测量点。
　　A.4 在一次测量中，被选为测量值的转速变化不得超过±1%。
　　A.5 测量发动机的负载读数应在发动机监控温度达到预定值，发动机转速基本维持恒定时，从测功器上读取。
　　A.6 测功器负载读数和进气温度应同时记录，其值必须为连续采集的两个稳定记录的平均值，测功器负载读数的两个值相差不得超过2%。
　　A.7 燃油消耗量的测量要在发动机达到指定转速时才能进行。测量转速和油耗如果使用自动触发设备，测量持续时间至少为10s；如果用手动，则至少为20s。
　　A.8 在发动机冷却液出口处的冷却液温度应保持在制造厂给定的恒温器上限温度的±5K之间；如果没有制造厂给定值，则温度为353K±5K。对于风冷发动机，制造厂指定点温度必须保持在标准条件下制造厂指定最高温度的±10K之间，若无制造厂指定，则温度为483K±10K。
　　A.9 风冷发动机火花塞垫圈处的温度由温度计配合热电偶密封圈测量。
　　A.10 燃油温度应在化油器进口或喷油系统进口处及油耗仪处测量，其值必须在制造厂给定的范围之内。
　　A.11 润滑油温度应在曲轴箱或油冷器（如安装）出口处测量，其值应在制造厂给定的范围之内。
　　A.12 排气温度应在排气接盘、排气歧管或排气管通气孔处垂直角度测量。
　　A.13 所用燃油为市场上的通用型号，不得加入防烟剂。

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