GB/T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法

ICS43.060.01

T10着8

中华人民共和国国家标准

GB/T18297-2001

汽车发动机性能试验方法

Performancetestcodeforroadvehicleengines

2001一01一10发布2001门0一01实施

国家质.-k技术监督局发布

GBfT18297-2001

目次

前言···············································································。·································……1

1范围·····················。······················································································，……1

2引用标准············。···································。····································。。···············……1

3定义.················……1

4对仪表精度及测量部位的要求··············。····。·······，·······················……’二·‘·……’二’二’二’”·”2

5试验数据的计算··。··。。····················。·············································。。·····················……3

6对试验一般条件的控制···。·································································。·················……6

7试验时发动机所带的附件··········································································。··…·…‘··…7

8十项性能试验方法·······················································································……二‘二‘7

9试验报告·········································································································……14

附录A(标准的附录)点燃机主要参数表···················。。·············································……16

附录B(标准的附录)压燃机主要参数表··········。······················································……‘19

附录C(标准的附录)试验结果汇总表·····································································……22

附录D(标准的附录)发动机功率、扭矩及燃料消耗率的允差···.·，·······················..。··········……24

附录E(提示的附录)湿度图······················································。·························…·…26

附录F(提示的附录)发动机特性曲线················································。。················……’二29

附录G(提示的附录)发动机试验数据记录表··。··。······································…….，········……43

附录H(提示的附录)法定单位和米制单位换算表···········································。········……44

GB/T18297-2001

前言

由于汽车排放控制标准相继发布，且限值日趋严格，电子控制的发动机及燃气发动机已在国内投

产，从而对发动机性能试验方法提出了许多新的要求，故制定了本标准。在制定的过程中，吸收了

QC/T524-1999即JB3743-84}汽车发动机性能试验方法》长期的使用经验，并参考了ISO1585-

1992((道路车辆发动机净功率试验)),ISO2534-1998((道路车辆发动机总功率试验》等。

本标准系在全国汽车标准化委员会的安排下，由汽车发动机标准化分技术委员会组织起草工作的。

本标准的附录A、附录B、附录C及附录D都是标准的附录;附录E、附录F、附录G、附录H是提示

的附录。

本标准由国家机械工业局提出。

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:东风汽车工程研究院。

本标准主要起草人:方达淳、昊新潮。

本标准为首次发布。

中华人民共和国国家标准

汽车发动机性能试验方法GB/T18297-2001

Performancetestcodeforroadvehicleengines

范围

本标准规定了汽车用发动机性能台架试验方法，其中包括各种负荷下的动力性及经济性试验方法，

无负荷下的起动、怠速、机械损失功率试验方法以及有关气缸密封性的活塞漏气量及机油消耗量试验方

法等，用来评定汽车发动机的性能。

本标准适用于轿车、载货汽车及其他陆用车辆的内燃机，不适用于摩托车及拖拉机用内燃机。该内

燃机属往复式、转子式，不含自由活塞式。其中包括点燃及压燃机、二冲程及四冲程机、非增压及增压机

(机械增压、涡轮增压及中冷)、水冷及风冷机。

凡新设计及有重大改进的发动机定型试验、转产生产的发动机验证试验以及现生产的发动机质量

检验试验等，均按本标准规定的方法进行。

本标准还可作为发动机制造厂和汽车制造厂之间交往的技术依据。

引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T1883-1989往复活塞式内燃机术语(eqvISO2710:1978)

GB3847-1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气可见污染物限值及测试方法

GB14761-1999汽车排放污染物限值及测试方法

GB17691-1999压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法

定义

本标准采用下列定义:

本标准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

短值经计算而得出来的功率，以kW表示。

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。

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

发动机带全套附件时所输出的校正有效功率，所带附件按第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时所输出的校正有效功率，所带附件按第7章的规定。

3.5额定功率ratedpower

制造厂根据发动机具体用途，在规定的额定转速下所输出的总功率。

国家质，技术监督局2001一01一10批准2001一10一01实施

Gs/T18297-2001

4对仪表精度及测f部位的要求

4.1扭矩

误差不超过所测发动机最大扭矩值的士1%0

4.2转速

误差不超过所测值的士0.5%.

4.3燃料消耗量

误差不超过所测值的士1000

4.4温度

a)冷却液温度:在靠近发动机冷却液出口及人口两处测量;误差不超过士2K,

b)机油温度:在主油道、主油道的入口或有代表性部位测量;误差不超过士2Ka

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，传感器逆气流方向插人;误差不超过士15K,

d)燃油温度: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或喷油器的人口处测量。

若有困难，可按制造厂推荐有代表性的部位。误差不超过士2K,

4.5压力

a)进气管真空度及绝对压力:真空度在进气歧管进口(即化油器下法兰)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，误差不超过士。.15kPae

b)进气连接管压降:在发动机进气口(即进气连接管、化油器、节气门体或空气滤清器的进气口)上

游150mm左右处测量，测压头与管内壁齐平;误差不超过士。.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。进口压力测量误差不超过士0.1kPa;出口压力测量误差不超过士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;误差不超过士。.ZkPa,

e)机油压力:在润滑系的主油道上或按制造厂推荐有代表性的部位测量;压力表精度1.5级。

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;压力表精度1.5级。

B)曲轴箱压力:在有代表性的部位测量，如加机油口、油标尺插人口等，误差不超过士0.02kPa.

4.6点火、喷油及供油提前角:误差不超过士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

30^60mm处测量，若空气滤清器系周边进气结构，可在空气滤清器里面的中间位置测量;传感器不得

受到热辐射，应采取措施进行热屏蔽;误差不超过士ZKD

4.7.2进气压力

在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量;误差不超过士。.1kPao

4.7.3进气湿度

在试验室内不受阳光和热辐射的部位测量，采用抽风式干湿球温度计;温度误差不超过士。.5K.

4.8发动机空气消耗量

误差不超过所测值的士3000

4.9活塞漏气量

误差不超过所测值的士s%o

cB/T18297-2001

5试验数据的计算

5.1通用符号、名称及单位(见表1).

表I通用符号、名称及单位

符号法定单位名称

C测功机常数

I.进气因数

几压姗机特性指数

C,kg/h千克/时实侧空气消耗量

C.kg/h千克/时理论空气消耗量

Gfkg/h千克/时燃料消耗量或供油量

geg/kW·h克/千瓦·时实侧嫩料消耗率

g印g/kW·h克/千瓦·时校正嫩料消耗率

乙n1米测功机臂长

MeN·m牛顿.米实测有效扭矩

M-N·m牛顿·米校正有效扭矩

人fN·m牛顿·米机械损失扭矩

日r/min转/分转速

nTr/min转/分顺定转速

PkW千瓦实测有效功率

PkW千瓦校正有效功率

PmkW千瓦机械损失功率

PkPa千帕斯卡进气总压

PkPa千帕斯卡进气干空气压

户kPa千帕斯卡实测平均有效压力

P.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

P.kPa千帕斯卡水蒸气分压

4mg/L·cyc毫克/升·循环比排量循环供油量

产增压比

TK开尔文进气温度

t℃摄氏度进气温度

VxL升发动机排量

WN牛顿测功机磅秤读数

W石N牛顿机械损失的测功机磅秤读数

吼点R(.i机校正系数

kd压燃机校正系数

P.kg/m'千克/米“流量计人口处的空气密度

Pg/cm'克/厘米“燃油密度

山S秒燃料消耗时间

△Vcm'厘米“燃料消耗容积

△功g克燃料消耗质量

7-机械效率

9充气系数

5.2发动机的标准进气状态(见表z),

Gs/T18297-2001

表2标准进气状态

进气参数单位标准值

进气温度TK298

进气干空气压户。kPa99

水蒸气分压户，kPaI

进气总压户kPa100

应按本标准进气状态，校正点燃机及压燃机油门全开时的实测有效功率、扭矩和压燃机实测燃料消

耗率等。

5.3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M"=W·L

b)机械损失扭矩

M}=Wm·L

尸一;60誉1"0I,00"n

。)实测有效功率=0.1047X10-·W·L·n

尸。一;a60"WXm1"0L00"n

d)机械损失功率=0.1047X10-3·Wm·L·兀

=C·W二·n

e)校正有效扭矩

从=口，·从

点燃机

A。二口d·M,

压燃机

f)校正有效功率

尸e。=a.·尸

点嫩机

Pro=气·尸

压嫩机

9)进气干空气压Pa=P一P.

h)'，空/燃比不变的化油器式、电控式点然机、_{99"1{T^1。“

功率校正系数、P}I、乙，8,

1)公式h)适用于化油器汽油机及电子控制点嫩机(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298308K的范围内，进气干空气压Pn在80^-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aa应在。.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。

GB/T18297-2001

表3(续)

计算参数计算公式

i)"循环供油量置定后不变的压燃机功率校

正系数确=f;^

进气因数:

非增压及机械增压压燃机f,一(P99a'_(2T98)07

涡轮增压带或不带空/空中冷器;一(p,fo'12981”

涡轮增压带水/空中冷器;一(P99a)1(2T98。’

压嫩机特性指数:几=0.036·9/r一1.14

增压比:

增压机

r=Po/P

非增压机

比排量循环供油量:_G60,、。‘。。X。‘。。

4=V·n/2

四冲程机、一33333VH-n

二冲程机。一16667忐

j)若所试验的发动机不属于5.3表3的h)及U范畴，且实测进气状态的空气密度与标准状态(298K及99kPa)的

进气密度相差不超过士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。

G,=3.6"AV·P,/At

k)嫩料消耗量

二3.6·4m/4t

t)燃料消耗率

点燃机在全负荷及部分负荷的燃料消耗率

均不校正%1=1000·G,/P}

压燃机在全负荷的燃料消耗率应校正

9-=1000·G,/P,,

压燃机在部分负荷的姗料消耗率一般不校

正8==1000·G,/P

2)q/r值小于37.2mg/L·cyc时，令fm=0.2;q/r值大于65mg/L·cyc时，令fm-I.2

公式)1仅用于循环供油量置定后不变的压燃机。在全负荷的工况下，进气温度T在283^313K的范围内，进

气干空气压Pa应在80-110kP。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ad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。

GB/T18297-2001

表3(完)

6对试验一般条件的控制

除有特殊规定以外，一般应按下列条件进行性能试验。

6门燃料及机油:采用制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。

6.2磨合:按制造厂规定的磨合规范进行。

6.3冷却系温度:水冷机的冷却液的出口温度控制在361K士5K，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。

64机油温度:按制造厂的规定或控制在368K士5K，必要时可减少温度允差。

6.5燃料温度:柴油温度控制在311K士5K;汽油温度控制在298K士5K。必要时可减少温度允差。

6.6排气背压:按制造厂的规定或低于6.7kPa,

6.了发动机的吹拂: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。

6.8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，除本标准有关条款规定外，不应另

行调整。

6.9测量数据的条件:

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%或士10r/min,

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。测量燃料耗时间应不少于20s,

取连续测量两次测量的平均值，前后两次的扭矩及燃料耗值相差应小于2%0两次测量的时间间隔

约1min,

如果使用米制单位，可参照附录H(提示的附录)换算成法定计量单位。

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7试验时发动机所带的附件

71发动机在进行各项试验时，所带附件按表4规定。

了.2凡属维持发动机工作所不可少的附件，如进气排气歧管、化油器或节气门体、电控系统、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、导风罩等附

件一律带上，不再列于表4.

了.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到7.3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

试验项目

8.18.28.38.48.58.68.78.88.98.10

序号附件名称起动怠速功率试验负荷万有压燃机机械各缸机油活塞

试脸试脸mrn*一冷劝血特性特性调速损失工作消耗量漏气量

试验试验特性功率均匀性试验试验

试验试验试验

1进气部分

空气滤清器、进气消声器及连接管道△△O△O△OX△△O

进气、混合气预热△△OO△△XO△△△

曲轴箱:通风装置△△△△△△OO△△X

燃油蒸发排放控制装置OOOOOOXXOOx

2排气部分

试验室排气系XX△x△X△△X△△

排气连接管道、消声器及尾管△△X△X△XX△XX

排气再循环装置OOOO△△OO△△O

二次空气OO△△△△XX△△△

催化转化器△△X△X△XX△XX

3冷却部分一水冷机

散热器、护风罩及风扇△△X△X△XXXXX

节温器△△XXXXXXXXX

4电子、电器部分

发电机、调压器及蓄电池△△△△△△八

发动机电控制系统△△△△△△△XOO4DODO

5传动部分

变速器△△XXXXXXXXX

注:X表示不应带的附件

△表示应带的附件

0表示可带可不带的附件，按需要任选，但应在试验报告里注明。

8十项性能试验方法

8门起动试验

8.1门目的

评定发动机的低温(汽油机环境温度255K,柴油机263K)、中温及热机起动性。起动性的优劣取决

于启动发动机所需要的拖动时间。

GB/T18297-2001

8.1.2试验条件

发动机所带附件按第7章的规定。低温起动试验时，发动机不装特殊起动附件。不与测功机相连。

用仪器测量瞬态参数如转速、起动电流、进气管绝对压力等。

低温起动试验，汽油机在255K,柴油机在263K的环境温度下进行，加足防冻液及润滑油的发动

机(含变速器)、充足电的蓄电池和燃油一起置人规定的低温环境，待蓄电池电解液、防冻液及润滑油温

达到规定的环境温度士1K时，即可开始低温起动试验。

暖机起动试验前，在40%80%额定转速下运转，待冷却液温度达到361K士5K后，怠速10s，停

机120min，环境温度不限，即可开始中温起动。

热机起动试验前，在40%-80%额定转速下运转，待冷却液温度达到361K士5K后，怠速10s，停

车10min，环境温度不限，即可开始热车起动。

8，3试验方法

若系自动变速器，置于“停车”档状态(A-P);若系手动变速器，置于“空”档，且离合器先后处于接合

状态(M-。一I)及分离状态(M-。一I)。在相应试验条件下，各状态分别进行低温、暖机及热机起动试验。

其程序如下:

按制造厂使用说明书的规定程序进行设置和操作。起动机通电拖动发动机，气缸内着火工作，转速

升高，尽早断电，通电时间(亦称拖动、起动时间)不得超过15s，发动机能自行运转10s以上不熄火，则

认为起动成功，该种试验完成。在拖动及自行运转期间不得操纵发动机。

若起动失败，按制造厂使用说明书的规定程序再次进行设置和操作，在3min内继续进行下一次起

动;低温起动时需待冷却液、润滑油及电解液达到规定的环境温度，方可进行下一次起动。若3次起动失

败，则终止该种试验。

8.1.4测量项目及数据整理

8.1.4.1测量项目

起动失败次数、起动成功的拖动时间、环境温度和进气状态口起动机和蓄电池的最低工作(即拖动时

的)电压、拖动及自行运转的发动机转速、起动电流、进气管绝对压力等与时间的关系曲线。起动前冷却

液，各种润滑油及电解液的温度;汽油牌号及馏程、柴油牌号。

8.1.4.2数据处理

发动机起动性评分。

a)评语与分数(见表5)0

表5分数与评语的对应关系

分数评语评语

优秀不及格

很好不太可靠

好下不可靠

尚可很不可靠

及格

b)按起动质量(即起动成功的拖动时间)评分(见表6)0

表6拖动时间与分数的关系

拖动时间低温起动评分暖机/热机起动评分

s环境温度:汽油机255K,柴油机263K环境温度不限

0-199

297

385

473

562

cs/T18297-2001

表6(完)

拖动时间低温起动评分暖机/热机起动评分

S环境温度:汽油机255K,柴油机263K环境温度不限

652

742

8^932

10-1522

15以上11

c)起动失败扣分

一次失败扣2分，两次失败扣5分，三次失败评定为1分。

d)发动机的起动性总分计算

总分等于起动成功的评分减去起动失败的扣分数。若差值小于1时，令总分为1,

e)填写起动试验结果表见〔附录C(标准的附录)表Cll,

8.2怠速试验

8.2.1目的

评定发动机的怠速质量，即发动机处在低温冷机及热机状态下，无负荷时，评定发动机怠速运转的

平顺性(如转速波动量)及运转持续性(不熄火)。

8.2.2试验条件

发动机所带附件按第7章的规定。利用汽车标准悬架及垫块将发动机安装在台架上，使其悬置与汽

车一样。发动机与测功机不相接。试前发动机的怠速系按制造厂说明书规定进行操作及设置，一旦试验

开始，人不再操纵发动机如油门等，任其自行运转或熄火。

用仪器记录发动机转速与时间的关系曲线。

8.2.3试验方法

本方法分低温冷机息速试验及热机怠速试验方法两种。

1)低温冷机怠速试验

低温冷机怠速按照8.1.2试验条件的规定，在规定的低温下.起动机停止拖动后，发动机能自行运

转，即开始低温冷机怠速试验。手动变速器在空档离合器接合(M-O-I)，运行20s，终了时记录数据;随

后仍在空档离合器分开(M-O-ll)，运转20s,终了时记录。若系自动变速器，在“停车”档(A-P)，运转

20s，终了时记录。

b)热机怠速试验

发动机在4000^'80%的额定转速下运行，待冷却液出口温度达到361K士5K时，油门回到怠速工

况的位置，环境温度不限，即开始热机怠速试验。手动变速器置于空档离合器接合(M-O-I)，运行20s,

终了时进行数据测量。若系自动变速器，置于“停车”档(A-P)，运转20s，终了时均进行数据测量。

试验中若遇发动机熄火，立即起动，进人试验工况再运转20s，只记录熄火次数，不记录拖动时间。

8.2.4测量项目及数据整理

8.2.4.1测量项目

试验终了时，测进气管绝对压力或真空度、怠速(或高怠速)转速、燃料消耗量、点火提前角/喷油(或

供油)提前角。瞬时的怠速的最高、最低及平均转速。熄火次数、怠速质量的分数。

8.2-4.2数据整理

a)怠速转速波动率('P,)按下式计算:

少,=n,me.}m尸=t1100%

式中:n.m.二—怠速的最高转速，r/min;

n。。—怠速的最低转速，r/min;

n。—怠速的平均转速，r/mine

GB/T18297-2001

b)按怠速质量(即运转的平顺性及怠速持续能力)给出的评分及评语(见表7),

表7怠速质量评定

评语分数怠速质量

优秀9不太感觉发动机在怠速运转

很好8清晰地感觉到在运转，但运转平顺

好7运转略有振动，但无反感

尚可6运转略微粗暴，但转速稳定

及格5运转中度粗暴

不及格4运转粗攀、但能维持运转，不熄火

不太可靠3运转严重粗暴、维持运行无把握，可能熄火

不可靠2