GB/T 20076-2021 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

　　ICS 43 . 140 CCS T 8 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20076—2021

　　代替 GB/T20076—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

　　Measurementmethodsofmaximum torqueandmaximum netpowerof

　　enginesformotorcyclesandmopeds

　　2021-12-31 发布 2022-07-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20076—202 1

　　GB/T 20076—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替 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》，与 GB/T 20076—2006 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　a) 更改了扭矩和净功率试验中发动机的配件(见表 2 , 2006 年版的表 1) ;

　　b ) 更改了测量值的精度(见 4 . 1 , 2006 年版的 3 . 1) ;

　　c) 更改了用于确定发动机最大扭矩和最大净功率的设置条件(见 4 . 2 . 3 , 2006 年版的 3 . 2 . 3) ;

　　d) 增加了实验室温度控制要求(见 4 . 3 . 1) ;

　　e) 更改了型式试验时使用的燃油(见 4 . 3 . 15 , 2006 年版的 3 . 3 . 14) ;

　　f) 增加了测试记录要求(见 4 . 3 . 16) ;

　　g) 增加了混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法(见第 8 章)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。

　　本文件由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)归口 。

　　本文件起草单位：天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)、力帆实业(集团)股份有限公司、重庆隆鑫机车有限公司、宗申产业集团有限公司、南京金城机械有限公司、台州方圆质检有限公司。

　　本文件主要起草人：李家国、贺文杰、袁克忠、孙克友、李先文、张斌、应柏庆、刘勇、阮立。

　　本文件于 2006 年首次发布为 GB/T 20076—2006,本次为第一次修订。

　　GB/T 20076—202 1

　　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

　　1 范围

　　本文件描述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。

　　本文件适用于摩托车和轻便摩托车用发动机(以下简称“发动机”)。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB 14622 摩托车污染物排放限值及测量方法(中国第四阶段)

　　GB 18176 轻便摩托车污染物排放限值及测量方法(中国第四阶段)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　净功率 netpower

　　发动机带有表 2 所列配件，在制造厂规定的转速下，从试验台架上发动机曲轴末端获得的功率。

　　注：如果功率只能通过发动机的变速箱测量，则变速箱的传动效率也要考虑在内。

　　3.2

　　最大净功率 maximum netpower

　　发动机在全负荷下测得的最大输出功率。

　　3.3

　　最大扭矩 maximum torque

　　发动机在全负荷下测得的最大扭矩值。

　　3.4

　　系列安装装置 series-mountedequipment

　　为特定用途，由制造厂指定的设备。

　　3.5

　　配件 accessories

　　扭矩和净功率试验中发动机安装的部件。

　　4 试验方法

　　4 . 1 试验装置测量值的精度

　　试验装置测量值的精度要求见表 1 。

　　GB/T 20076—202 1

　　表 1 测量值的精度要求

　　4 . 2 发动机配件及设置条件

　　4 . 2 . 1 安装的配件

　　试验中，发动机运转所需的配件见表 2,应按它们的实际应用位置安装在台架上。

　　表 2 扭矩和净功率试验中发动机的配件

　　GB/T 20076—202 1

　　表 2 扭矩和净功率试验中发动机的配件(续)

　　GB/T 20076—202 1

　　4 . 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，但在试验中也应去掉。 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。

　　4 . 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见表 3 。

　　表 3 设置条件

　　4 . 3 试验条件

　　4 . 3 . 1 试验在具有环境温度调节功能的试验室内进行。

　　4 . 3 . 2 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 2 所列安装。

　　4 . 3 . 3 测量时发动机运转应正常、稳定，空气提供应充分。 发动机应经过制造厂推荐工况下磨合，燃烧室可以有积碳，但是要在制造厂许可范围之内。 试验条件(如进气温度)应尽可能接近标准环境条件(见5 . 2 . 1),以减少修正系数的影响。

　　4 . 3 . 4 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，应采用附录 A描述的方法。

　　满足最低试验条件和选择依照附录 A进行试验的原则如下：

　　如果v2≥v1 且 φ≥0.25 m2 ,则可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。

　　注：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

　　a) 如果能够使运转条件稳定，则采用 4 . 3 所描述的方法;

　　b ) 如果不能使运转条件稳定，则：

　　1) 若v2≥120 km/ h 且 φ≥0.25 m2 ,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<120 km/ h 和/或 φ<0.25 m2 ,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规定的方法。

　　4 . 3 . 5 发动机进气温度(环境空气)应在空滤器进气方向前端 0 . 15 m 之内测量，如果没有空滤器，则在

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　　距进气口 0 . 15 m 之内测量。 温度计和热电偶要进行防辐射保护和防燃油蒸汽保护，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。

　　4 . 3 . 6 扭矩、转速、温度应保持稳定至少 30 s,才能开始测量。

　　4 . 3 . 7 轻便摩托车用火花点火式发动机每个测量点的转速变化不应超过 ±2%,摩托车用发动机测量转速与所选取的转速偏差不应超过 ±1%或 ±10 r/min,取两者中较高值。

　　4 . 3 . 8 测功器负载和进气温度应同时记录，其值应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应超过 2%。

　　4 . 3 . 9 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± 5 K 之间;如果没有制造厂给定值，则温度为 353 K±5 K。 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 - 0 K 之间。

　　4 . 3 . 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，其值应在制造厂给定的范围之内。

　　4 . 3 . 1 1 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。

　　4 . 3 . 12 压燃式发动机温度应保持在 4 . 3 . 8~4 . 3 . 10 限定的范围内，否则应使用一个附加的调节装置。

　　4 . 3 . 13 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。

　　4 . 3 . 14 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 10 s;如果用手动，则至少为20 s 。

　　4 . 3 . 15 型式试验时应使用符合 GB 14622 和 GB 18176 规定的基准燃料。

　　4 . 3 . 16 试验时应采集转矩、转速、进气温度、大气压力、湿度、机油温度、燃油温度、排气温度等参数并记录在原始记录中。

　　4 . 4 试验

　　应在制造厂推荐的最低转速和最高转速之间的多个转速点下进行试验，以便正确地定义功率曲线。转速点的分布应包括发动机最大净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。

　　5 火花点火式发动机功率和扭矩的修正系数

　　5 . 1 标准环境条件的修正系数(α1)和传动效率的修正系数(α2) 的含义

　　标准环境条件的修正系数(α1)和传动效率的修正系数(α2)与测得的功率和扭矩相乘，以确定是在标准环境条件下得到的功率和扭矩，同时保证在测试过程中考虑了传动效率。

　　修正功率公式见式(1) :

　　P0 = α1 ·α2 · P ……………………( 1 )

　　式中：

　　P0 — 修正功率(曲轴输出功率);

　　α1 —标准环境条件的修正系数;

　　α2 —传动效率的修正系数;

　　P — 测得的功率。

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　　5 . 2 环境条件

　　5 . 2 . 1 标准环境条件

　　标准环境条件如下：

　　a) 标准温度(To ) 298 K(25 ℃ ) ;

　　b) 标准干压(Pso ) 99 kPa(990 mbar)。

　　注：标准干压基于 100 kPa 的总压力和 1 kPa 的水蒸气压力。

　　5 . 2 . 2 试验环境条件

　　试验环境条件中试验温度 T 应在 283 K 至 318 K 范围内。

　　5 . 3 标准环境条件的修正系数(α1)和传动效率的修正系数(α2)

　　5 . 3 . 1 标准环境条件的修正系数(α1) 的确定

　　标准环境条件的修正系数(α1)可以通过式(2)求得：

　　……………………( 2 )

　　式中：

　　α1 —标准环境条件的修正系数;

　　T — 发动机进气的绝对温度，单位为开尔文(K) ;

　　Ps—大气干压，单位为千帕(kPa),可以通过式(3)求得：

　　Ps = Pa - Pv ……………………( 3 )

　　式中：

　　Pa —大气全压，单位为千帕(kPa) ;

　　Pv —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。

　　5 . 3 . 2 传动效率的修正系数(α2) 的确定

　　传动效率的修正系数(α2) 的确定如下：

　　a) 当测量点在曲轴输出端，其值为 1 ;

　　b ) 当测量点不在曲轴输出端，系数通过式(4)计算：

　　……………………( 4 )

　　式中：

　　α2 —传动效率的修正系数;

　　nτ— 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，见式(5) 。

　　nτ =n1 ·n2 ·… ·nj ……………………( 5 )

　　式中：

　　nj—每个传动部件的效率如表 4 所示：

　　GB/T 20076—202 1

　　表 4 传动部件的效率

　　6 压燃式发动机功率和扭矩的修正系数

　　6 . 1 修正功率

　　标准环境条件的功率修正系数(αd) 和传动效率的修正系数(α2)与测得的功率和扭矩相乘，以确定是在标准环境条件下得到的功率和扭矩，同时保证在测试过程中考虑了传动效率。

　　修正功率公式见式(6) :

　　P0 = αd ·α2 · P ……………………( 6 )

　　式中：

　　P0 — 修正功率(曲轴输出功率);

　　αd —标准环境条件的功率修正系数;

　　α2 —传动效率的修正系数;

　　P — 测得的功率。

　　6 . 2 标准环境条件

　　标准环境条件要求如下：

　　a) 标准温度(To ) 298 K(25 ℃ ) ;

　　b) 标准干压(Pso ) 99 kPa(990 mbar)。

　　6 . 3 试验环境条件

　　试验中环境条件应在下列给定范围之内：

　　a) 试验温度(T)：283 K~313 K;

　　b) 大气干压(Ps ) : 80 kPa~110 kPa。

　　6 . 4 标准环境条件的功率修正系数(αd)

　　6 . 4 . 1 标准环境条件的功率修正系数(αd)的确定

　　在恒定的供油率下，压燃式发动机的功率修正系数(αd) 由式(7)得到：

　　式中：

　　αd —标准环境条件的功率修正系数;

　　fα —环境因子;

　　fm —发动机和调节器的特征因子。

　　6 . 4 . 2 环境因子(fα)

　　环境因子(fα) 指的是环境条件(压力、温度、湿度)对发动机吸入空气的影响。 发动机型式不同，则因子不同。

　　a) 自然吸气或机械增压式发动机环境因子按式(8)计算：

　　f ……………………( 8 )

　　式中：

　　fα—环境因子;

　　T — 发动机进气的绝对温度，单位为开尔文(K) ;

　　Ps —大气干压，单位为千帕(kPa) 。

　　b ) 涡轮增压发动机环境因子按式(9)计算：

　　f ……………………( 9 )

　　式中：

　　fα—环境因子;

　　T — 发动机进气的绝对温度，单位为开尔文(K) ;

　　Ps —大气干压，单位为千帕(kPa) 。

　　6 . 4 . 3 发动机和调节器的特征因子(fm)

　　发动机和调节器的特征因子(fm) 是修正燃油流量(qc) 的函数，按式(10)计算：

　　q ……………………( 11 )

　　式中：

　　q —燃油流量，用全部工作容积每循环每升的毫克数表示[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)。

　　式(11)在 qc 位于 40 mg/(L · cycle) 到 65 mg/(L · cycle) 区间内有效。

　　若 qc 小于 40 mg/(L · cycle) ,fm 取为常数 0.3 ;

　　若 qc 大于 65 mg/(L · cycle) ,fm 取为常数 1.2。

　　如图 1 所示：

　　GB/T 20076—202 1

　　图 1 fm 和 qc 关系图

　　6 . 4 . 4 在试验室中使用的条件

　　如果试验有效，则标准环境条件的功率修正系数(αd) 应满足：

　　0 . 9≤αd≤1 . 1

　　如果此限值被超过，则修正值应记录在试验报告中。 试验条件(温度和压力)也应在报告中详细记录。

　　7 最大扭矩和最大净功率测量允许误差

　　7 . 1 型式试验要求

　　7 . 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要求的最大允许误差范围如表 5所示。

　　表 5 轻便摩托车用火花点火式发动机测量允许误差

　　7 . 1 . 2 对于摩托车用火花点火式发动机和压燃式发动机的最大扭矩和最大净功率要求的最大允许误差范围如表 6 所示。

　　表 6 摩托车用火花点火式发动机和压燃式发动机测量允许误差

　　7 . 2 生产-致性试验要求

　　生产一致性试验时的最大扭矩、最大净功率测量允许误差要求如表 7 所示。

　　GB/T 20076—202 1

　　表 7 生产一致性试验时最大扭矩、最大净功率测量允许误差

　　8 混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法

　　由点燃式发动机或压燃式发动机和电机组成的混合动力驱动系统的最大总扭矩和最大总功率应按本文件规定的方法进行测试。 如果车辆所使用的混合动力技术允许在多种混合动力模式下运行，应针对每种模式进行相同的测试，所测得的动力单元性能最高值即为该动力单元的最终测试结果。

　　GB/T 20076—202 1

　　附 录 A

　　(规范性)

　　发动机最大扭矩和最大净功率的测量(通过控制发动机温度方法)

　　A.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 2 所列安装。

　　A.2 测量时的发动机运转应正常、稳定，空气提供应充分。 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，但是要在制造厂许可范围之内。 试验条件(如进气温度)应尽可能接近标准环境条件(见 5 . 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)的测量见 4 . 3 . 5 。

　　A.4 在一次测量中，每个测量点的转速变化不应超过 ±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 测功器负载和进气温度测量见 4 . 3 . 8 。

　　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 10 s;如果用手动，则至少为 20 s。

　　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± 5 K 之间;如果没有制造厂给定值，则温度为 353 K±5 K。 对于风冷发动机，火花塞垫片温度应保持在标准条件下制造厂指定最高温度的± 10 K 之间，若无制造厂指定，则温度为 483 K±10 K。

　　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 燃油温度的测量和要求见 4 . 3 . 10 。

　　A.1 1 润滑油温度的测量和要求见 4 . 3 . 11 。

　　A.12 排气温度测量见 4 . 3 . 13 。