本书是对现代汽车发动机试验进行全面系统论述的专业教科书。书中首先论述了进行汽车发动机试验必备的试验台架系统、测试技术以及法规、试验标准和试验内容及方法等基础知识；然后系统地介绍了国标规定的汽车发动机主要性能参数测试、发动机性能试验、发动机可靠性试验方法、发动机排放试验；最后介绍了电控发动机匹配与标定试验以及汽车发动机动态模拟试验技术，及新能源燃料电池发动机的部分试验技术。本书在附录A中列出了作者所在单位的多份汽车发动机试验指导书供读者参考。 

  本书可作为车辆工程专业和动力机械与工程专业内燃机方向的本科生的教材或参考书，也可供从事汽车发动机性能试验研究的工程技术人员参考。

  

汽车工业的发展离不开先进的发动机试验技术的支撑，汽车发动机的试验知识与技能也是从事汽车及发动机生产、研发的技术人员不可缺少的知识和能力。多年来，发动机试验教学已在我国高等院校汽车及内燃机专业中全面铺开，并取得了不少成绩和经验。

  随着汽车工业的发展，社会对汽车发动机的各种性能不断提出新的要求，新技术、新装置和新法规不断涌现，发动机试验技术飞速发展。传统的局限于发动机动力性、经济性的试验内容已不能满足日益扩展的教学要求，适时引入汽车发动机排放、电控发动机匹配与标定、动态性能乃至新型动力系统等试验内容，已成为发动机试验教学的新目标。因此，编写反映现代汽车发动机全新技术的教学试验新教材已成必然趋势，这也正是作者编写本书最主要的出发点。

  目前，系统介绍汽车发动机试验方法、知识和技能的书籍并不多，而可用作高等院校汽车发动机试验的专用教科书基本没有。清华大学汽车工程系长期开展关于汽车发动机的多方面的科研工作，并对现代汽车发动机试验新技术积累了丰富的经验。作者在吸取本系各科研组经验的基础上，参阅了大量的相关文献，并与兄弟院校发动机试验教学人员进行切磋交流，决定编写此书，以满足教学及生产单位工程技术人员培训的需要。

  现代汽车发动机试验的内容和知识是一个极宽广的领域。为了能够比较系统地介绍汽车发动机试验技术，使读者对发动机整机试验有个比较全面的了解，作者在汽车发动机试验讲义的基础上，对全书的编写体系和内容重新进行了精心筹划和安排。整机的各种性能试验是发动机试验的核心内容，与发动机原理的关系最为密切，对产品质量有决定意义，也是汽车生产单位最为关注的试验项目。因此本书侧重介绍与整机台架运行有关的性能试验，而不涉及零部件的试验内容。

第1～2章对汽车发动机试验系统及装置、主要参数的测试方法与技术以及整机试验的标准和规范进行了必要的介绍，这些是从事发动机试验所必备的基础知识。

第3～9章是全书的核心内容，首先介绍的是国标规定的发动机稳态性能（起动性能、怠速性能、功率特性、负荷特性、万有特性）试验和可靠性试验；接着介绍现代汽车发动机特有而不可缺少的排放污染物试验、电控发动机匹配与标定试验以及动态模拟试验；为开阔视野，配合新动力的研究、开发，还特地介绍了新能源燃料电池发动机开发过程中的部分试验方法和技术。

  本书在介绍这些试验内容和方法的同时，还注意了对典型实例的讲解和对试验结果的分析。这不仅能使学生了解发动机试验过程的全貌，也可提高其分析问题和解决问题的能力，增强他们的工程意识。这些内容对从事发动机生产、科研开发的技术人员也有参考价值。

  本书附录A中列出了作者在历年试验教学中编制的多份教学试验指导书，具体说明各项试验的目的、内容、方法以及试验后的总结和分析。这些内容是作者所在系的具体作法，仅供参考。

  本书第1、2、4、5、7、9章由黄海燕编写（其中，第2章测试系统部分的内容由金振华提供，第3、4、7章的部分内容由杨学青提供，第9章的部分内容由卢兰光提供），第3、6章由黄海燕、肖建华合编，第8章由阎东林编写；附录A中的试验1～10的试验指导书由肖建华整理提供，试验11的试验指导书由阎东林提供。全书由黄海燕主编。成书过程中，刘峥教授和王绍銧教授对全书进行了全面而仔细的审阅，并对该书的结构、体系和内容提出了有价值的建议，在此表示衷心的感谢。此外，本书编写过程中还得到了许忠厚、杨福源、张云龙、高大威等多位老师以及张科勋、邵静玥、邓隆阳、续智丹、段端端等研究生的大力支持和帮助，他们提供了很多有价值的素材，谨在此向他们致以深切的谢意。最后还要特别感谢清华大学汽车工程系教学主任范子杰教授及前主任夏群生教授的鼓励和支持。

  由于作者学术水平和实践经验的局限，书中不可避免存在一些缺点和疏忽，期望广大读者，特别是从事汽车发动机试验技术研究、教学的同行专家予以指正。

概论1

1.1 汽车发动机试验教学的目的与意义1

1.2 汽车发动机试验类别与本书内容简介2

1.2.1 汽车发动机试验类别3

1.2.2 本书内容简介4

1.3 汽车发动机试验的组织与实施5

1.3.1 试验前的准备5

1.3.2 试验过程9

1.3.3 试验总结与分析10

1.4 汽车发动机试验标准11

1.4.1 标准概述11

1.4.2 试验时对发动机所带附件的要求12

2 发动机台架试验系统15

2.1 测试系统16

2.1.1 加载与测量装置--测功机16

2.1.2 数据采集及处理系统24

2.1.3 控制系统28

2.1.4 冷却系统29

2.2 实验室环境系统30

2.2.1 通风系统30

2.2.2 发动机进、排气系统31

2.2.3 实验室消声与隔声系统31

3 发动机主要性能参数的测量32

3.1 发动机转速、扭矩测量和功率计算32

3.1.1 转速测量33

3.1.2 扭矩测量34

3.2 活塞压缩上止点与点火提前角和喷油提前角的测定36

3.3 压力测量与示功图制取39

3.3.1 概述39

3.3.2 发动机缸内动态压力测量与示功图制取41

3.4 其他热力状态参数的测定43

3.4.1 液温、进排气温度及大气温度的测量43

3.4.2 大气湿度和燃油密度的测定46

3.5 进气流量及燃油消耗率的测定48

3.5.1 进气流量的测定48

3.5.2 燃料消耗率的测定50

3.6 空燃比的测量55

3.7 汽车排放污染物的检测方法56

3.7.1 CO、CO2的测量57

3.7.2 THC的测量58

3.7.3 NOx的测量58

3.7.4 烟度和微粒测量59

3.8 性能参数的测量精度及标准61

4 发动机性能试验63

4.1 概述63

4.2 发动机功率试验64

4.2.1 试验内容及测试项目64

4.2.2 大气校正65

4.2.3 功率特性试验的应用67

4.3 负荷特性试验68

4.4 万有特性试验69

4.4.1 万有特性及其作用69

4.4.2 万有特性曲线的制取方法71

4.5 机械损失功率试验76

4.6 起动试验79

4.7 怠速试验80

5 发动机可靠性试验82

5.1 可靠性定义82

5.2 可靠性试验的意义及内容 83

5.3 可靠性试验方法 86

5.3.1 试验方法87

5.3.2 试验过程中的检查87

5.3.3 试验评价 87

5.4 试验结果及分析88

5.5 发动机加速试验 89

6 发动机排放试验91

6.1 概述91

6.2 各国排放法规92

6.2.1 排放污染物的评定指标92

6.2.2 美国法规93

6.2.3 日本法规95

6.2.4 欧洲法规95

6.2.5 中国法规97

6.3 我国排放测试方法100

6.3.1 轻型汽车排气污染物测试方法100

6.3.2 重型车用汽油机排气污染物检测方法102

6.3.3 燃油蒸发排放物103

6.3.4 曲轴箱污染物104

6.3.5 怠速排放104

6.3.6 重型车用柴油机排气污染物检测方法104

7 电控发动机匹配与标定试验109

7.1 概述109

7.2 匹配、标定的基本概念110

7.3 匹配、标定的基本内容和方法110

 7.3.1 基本内容110

7.3.2 标定的基本步骤114

7.3.3 MAP图工况节点的确定114

7.3.4 MAP图中控制参数的优化方法115

7.4 电控汽油机标定试验116

7.5 电控柴油机标定试验120

8 发动机动态模拟试验126

8.1 概述126

8.2 动态模拟试验的主要内容127

8.3 动态试验台的结构和原理128

8.4 发动机动态模拟试验129

8.4.1 行驶阻力模拟129

8.4.2 车辆模拟131

8.4.3 驾驶员模拟131

8.4.4 动态模拟试验方法及应用实例132

9 燃料电池系统的开发试验135

9.1 燃料电池系统工作原理135

9.1.1 燃料电池135

9.1.2 燃料电池系统136

9.2 主要性能参数及技术指标137

9.2.1 燃料电池系统输出功率138

9.2.2 燃料电池效率139

9.2.3 氢气利用率的计算139

9.2.4 氢气消耗率的计算140

9.3 燃料电池系统试验平台140

9.3.1 燃料电池堆测试台架140

9.3.2 燃料电池系统试验平台141

9.4 燃料电池系统的试验内容145

9.4.1 术语定义145

9.4.2 燃料电池系统性能试验146

附录A 汽车发动机试验指导书154

试验1 汽油机速度特性试验154

试验2 汽油机负荷特性试验160

试验3 柴油机速度特性、负荷特性试验163

试验4 发动机灭缸法机械损失试验168

试验5 电控汽油机容积效率测量试验171

试验6 电控汽油机点火提前角MAP图测定试验175

试验7 汽油机排放污染物的运行特性试验177

试验8 汽油机9工况排放试验181

试验9 柴油机排放试验184

试验10 发动机燃烧过程试验189

试验11 发动机动态模拟试验194

参考文献197