一種發動機性能測試平臺的研究設計

王振　凌秀軍　智淑亞　諸鑫瑞　付香梅　王菲菲

摘 要： 本研究設計的目的是針對現有技術的不足，提供一種發動機性能測試平臺。對發動機性能（包括轉速、扭矩、功率、瞬時油耗、中缸溫度等）進行一項綜合測試，并且可以自動調節發動機的怠速并實時輸出它的怠速和瞬時油耗，便于對發動機的性能進行分析，快速省力，這樣不需要人工去逐項性能測試記錄數據，在測試過程中如果遇到特殊情況（如溫度過高、油耗過大、轉速過快等有安全威脅問題）還可以發出報警

信號和自動停止工作，安全實用。關鍵詞：發動機；平臺；性能；綜合測試

1 前言

汽車作為現代交通工具已經成為我們生活中的重要部分。發動機作為汽車的核心，在汽車中起到重要作用，其運行狀況的好壞直接影響了整個汽車的安全性和可靠性。隨著人們對環保觀念的增強，汽車節能越來越顯示其重要性，這要求我們應掌握發動機最佳運行狀態，雖然目前國內外已有對發動機各項性能的測試裝置，但市面上沒有一整套相對于發動機測試的系統，有的都是相對于發動機某一性能的測試儀器，而且都必須通過人工去測試記錄數據，工序較繁瑣，為此需要設計一個發動機性能測試平臺，來對發動機進行一系統綜合測試，從而對發動機進行快速準確測試。

2 發動機性能測試平臺總體方案設計

本設計平臺上有發動機、負載輪、扭矩傳感器和制動器，發動機的曲軸與扭矩傳感器一側的轉軸相連，扭矩傳感器另一側的轉軸與制動器的轉軸相連，脈沖接收器在發動機的高壓包線路上，負載輪在發動機的轉輪的一側，負載輪與發動機的轉輪通過鏈條相連，扭矩傳感器上方安裝有溫度儀，溫度儀的檢測端對準發動機，發動機下方有流量計，流量計在臺架內。

本測試平臺可對發動機性能包括轉速、扭矩、功率、瞬時油耗、中缸溫度等進行一項綜合測試，并且可以自動調節發動機的速度并實時輸出它的速度和瞬時油耗，從而便于對發動機的性能進行分析，快速省力。各部分組成及功用，見圖 1。

3 發動機性能測試平臺具體設計方案

3.1 發動機性能測試平臺框架

該發動機性能測試平臺包括臺架（ 1）、發動機（2）、負載輪（ 3）、扭矩傳感器（ 4）、制動器（ 5）、溫度儀（ 6）、流量計（ 7）、脈沖接收器、鏈條（ 8）和控制器，其特征在于：所述臺架（ 1）上有發動機（ 2）、負載輪（ 3）、扭矩傳感器（ 4）和制動器（5），所述發動機（ 2）的曲軸與扭矩傳感器（ 4）一側的轉軸相連，所述扭矩傳感器（ 4）另一側的轉軸與制動器（ 5）的轉軸相連，所述脈沖接收器在發動機（ 2）的高壓包線路上，所述負載輪（ 3）在發動

1-總開關，作用：控制總電源；2-急停開關，作用：控制制動器；3-點火開關，作用：控制發動機啟動電機；4-報警指示燈，作用：表示任何異常情況出現；5-溫度顯示屏，作用：將溫度儀的實時測量溫度數據顯示出來；6-轉速顯示屏，作用：將脈沖接收器的數據轉化為轉速信息顯示；7-油耗顯示屏，作用：將流量計測得的油耗信息顯示；8-負載顯示屏，作用：將設置負載輪的負載顯示；9-扭矩顯示屏，作用：將扭矩傳感器測得的發動機扭矩顯示；10-功率顯示屏，作用：根據測得的扭矩和轉速，根據扭力 *轉速 *n=功率將發動機實時功率顯示；11-曲線顯示屏，作用：通過單片機將油耗和轉速信息轉化為曲線顯示；12-打印出口。

本發動機性能測試平臺將發動機2的曲軸和扭矩傳感器4、制動器5相連接，扭矩傳感器4可以測得發動機的扭矩，制動器 5保證突發情況下可以緊急制動，再通過負載輪3將發動機2與負載輪3通過帶傳動相連接，負載輪可以對發動機加載，再在發動機進油管道中連接流量計7，以測得發動機各種狀態下的油耗。

本發動機性能測試平臺控制器如圖3和 4所示，該控制器包括開關、單片機、顯示屏，單片機根據轉速控制發動機油門，并根據流量計的油耗信息和所測的轉速信息輸出轉速-油耗曲線圖。

作相應的轉換，可測得發動機轉速。

（2）將發動機曲軸和扭矩傳感器、制動器相連接，扭矩傳感器可以測得發動機的扭矩，制動器保證突發情況下可以緊急制動；設計一個負載輪，將發動機與負載輪通過帶傳動相連接，負載輪可以對發動機加載。

（3）在發動機進油管道中連接流量計，可以測得發動機各種狀態下的油耗。

（4）設置數據處理系統，見圖 1。該系統包括開關、單片機、顯示屏，單片機根據轉速控制發動機油門，并根據流量計的油耗信息和所測的轉速信息輸出轉速 -油耗曲線圖。

4 發動機性能測試平臺的優勢

（1）對發動機性能（包括轉速、扭矩、功率、瞬時油耗、中缸溫度等）進行一項綜合測試；

（2）該測試平臺可以自動調節發動機的怠速并實時輸出它的怠速和瞬時油耗，便于對發動機的性能進行分析，快速省力；

（3）該測試平臺不需要人工去挨項性能測試記錄數據；

（4）該測試平臺在測試過程中如果遇到特殊情況（溫度過高、油耗過大、轉速過快等有安全威脅問題）還可以發出報警信號和自動停止工作，安全實用。

5 結論

本設計的平臺可以彌補目前國內外對發動機各項性能的測試裝置的缺漏，這一整套發動機性能測試平臺，實現了對發動機性能包括轉速、扭矩、功率、瞬時油耗、中缸溫度等進行一項綜合測試，并且可以自動調節發動機的速度并實時輸出它的速度和瞬時油

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