李 嵐

(黑龍江省農(nóng)墾總局交通運輸局)

發(fā)動機的功率直接反映發(fā)動機動力性的好壞，所以在檢驗時，往往要對發(fā)動機的功率進行檢測，以便確定發(fā)動機的技術(shù)狀況。

發(fā)動機功率檢測分為穩(wěn)態(tài)測功和動態(tài)測功兩類。

穩(wěn)態(tài)測功亦稱有負(fù)荷測功，是指在發(fā)動機節(jié)氣門開度一定、轉(zhuǎn)速一定和其他參數(shù)保持不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，在水力測功器、電力測功器或電渦流測功器上通過給發(fā)動機加一定的模擬負(fù)載，來測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩和功率的方法。采用該方法測功，不論發(fā)動機的工作行程和形式如何，發(fā)動機有效功率Pe為

式中：Pe為發(fā)動機有效功率，kW;Me為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，N·m;n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min。

穩(wěn)態(tài)測功的結(jié)果準(zhǔn)確可靠，通常多為汽車制造廠、高等院校和科研部門進行性能試驗所采用。但測功一次需要吊裝發(fā)動機，費時費力成本高，且需要在專門的試驗臺中進行，需安裝固定的水力測功器、電力測功器或電渦流測功器，建主測功試驗臺。因此，汽車維修企業(yè)和道路運政管理機構(gòu)通常不采用該方法。

動態(tài)測功也叫無負(fù)荷測功或無外載測功，是指發(fā)動機在不帶負(fù)荷的情況下，突然開大節(jié)氣門，使發(fā)動機克服慣性和摩擦阻力而加速運轉(zhuǎn)，通過測量發(fā)動機的加速性能來測量所發(fā)出瞬時功率的方法。這種測功方法操作簡單，不需要大型設(shè)備，可就車進行，所用儀器設(shè)備輕便，測功速度快，但精度較低。汽車維修廠家和交通管理部門多使用這種方法。

可以把發(fā)動機的所有運動部件等效地看作一個繞曲軸中心旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體。當(dāng)發(fā)動機在怠速情況下突然加大油門時，它所發(fā)出的扭矩除了克服各種機械阻力外，其有效扭矩將使發(fā)動機加速運轉(zhuǎn)，通過測量發(fā)動機的角加速度，或者測量從低速到高速所用的時間，就可以計算出發(fā)動機所發(fā)出的功率。

(1)通過測量速度和加速度計算發(fā)動機的瞬時功率

根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程，發(fā)動機有效轉(zhuǎn)矩與角加速度的關(guān)系為

式中：Me為發(fā)動機有效轉(zhuǎn)矩，N·m;J為發(fā)動機運動部件對曲軸中心線的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量，kg·m，可由手冊資料或者經(jīng)過試驗得到;n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min;為曲軸角加速度，rad/s2;警為曲軸轉(zhuǎn)速變化率，r/s2;ω為曲軸的角速度，rad/s。

將式(2)代入式(1)，可以得到發(fā)動機有效功率Pe為

在變工況條件下測試發(fā)動機功率時，其有效功率比穩(wěn)態(tài)測試時的功率小，因此引入修正系數(shù)K對式(3)進行修正，即

由式(4)可以看出，發(fā)動機在加速過程中所發(fā)出的瞬時功率，與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速變化率的乘積成正比。因此，只要能夠測量出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速變化率，就可以計算出發(fā)動機的瞬時功率。例如，要測量升速曲線上A點的瞬時功率，只要知道A點瞬時速度n和該點速度的變化率(該點曲線的斜率)即可。

(2)通過測量加速時間來計算發(fā)動機的平均功率

在實用中，通常不是測量某一轉(zhuǎn)速下的瞬時功率，而往往是測量加速過程中某段時間內(nèi)的平均功率。我們計算轉(zhuǎn)速從n1～n2的平均功率。

首先將式(4)寫成平均值形式，即

由上式可知，發(fā)動機發(fā)出的平均功率Pav與從n。n2所需時間成反比，即節(jié)氣門突然全開時，發(fā)動機由轉(zhuǎn)速n1加速到n2的時間越長，表明發(fā)動機功率越小;反之加速時間越短，表明發(fā)動機功率越大。實際測量時，n1和n2是給定的，所以只要測量時間AT，就可以計算出平均功率。