《車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE) 技術(shù)規(guī)范》

ICS43.060.01

CCST10

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)

技術(shù)規(guī)范

DesignofExperiment(DOE)onVehicalNaturalGasEnginebasedontheTesting

BenchTechnicalSpecification

征求意見(jiàn)稿

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CAAMTBXX—2022

車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)條件和方法。

本文件適用于車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB17691-2018重型柴油車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第六階段）

GB/T1883.1-2005往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)詞匯第1部分:發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行術(shù)語(yǔ)

GB/T4797.2-2017環(huán)境條件分類(lèi)自然環(huán)境條件氣壓

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T1883.1界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）designofexperiment，DOE

一種系統(tǒng)化的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，旨在幫助研究者優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，提高試驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性。

4試驗(yàn)條件

4.1環(huán)境要求

4.1.1一般采用GB17691-2018要求的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)。

4.1.2如有特殊試驗(yàn)要求且發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架具備如高低溫和海拔模擬等能力，可依據(jù)具體試驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)

整。

4.2燃料、冷卻液等要求

試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)所用的燃料、冷卻液以及潤(rùn)滑油等牌號(hào)和規(guī)格，應(yīng)符合制造廠(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)條件。

4.3發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架要求

4.3.1試驗(yàn)所用的儀器、儀表精度應(yīng)符合GB17691-2018發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)對(duì)測(cè)量精度的要求；

4.3.2發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度、壓力，中冷器進(jìn)氣溫度、壓力，排氣溫度、壓力等，可通過(guò)溫控和壓力設(shè)備

精確測(cè)量和控制；

4.3.3具備滿(mǎn)足GB17691-2018標(biāo)準(zhǔn)要求的臺(tái)架排放測(cè)試設(shè)備或便攜式排放測(cè)試設(shè)備；

4.3.4測(cè)功機(jī)可以快速精確地執(zhí)行扭矩/轉(zhuǎn)速、油門(mén)/轉(zhuǎn)速等命令或控制。

1

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5DOE試驗(yàn)流程

DOE試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。

邊界條件確認(rèn)

預(yù)試驗(yàn)

發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確認(rèn)

增壓器保護(hù)標(biāo)定試驗(yàn)增壓器保護(hù)標(biāo)定

DOE工況點(diǎn)選取

DOE掃點(diǎn)試驗(yàn)

DOE試驗(yàn)

DOE控制參數(shù)確定

試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)

圖1試驗(yàn)流程圖

6DOE試驗(yàn)

6.1預(yù)試驗(yàn)

6.1.1邊界條件確認(rèn)

試驗(yàn)開(kāi)始前，需確認(rèn)邊界條件，是后續(xù)試驗(yàn)如發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確認(rèn)和DOE掃點(diǎn)試驗(yàn)的必要條件。特別

地，在高海拔下，需充分考慮大氣壓力對(duì)邊界條件的影響。邊界條件確認(rèn)關(guān)鍵參數(shù)見(jiàn)表1，海拔高度與

大氣壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)附錄A。

表1邊界條件關(guān)鍵參數(shù)確認(rèn)表

進(jìn)氣負(fù)壓中冷壓降排氣背壓大氣壓力中冷后進(jìn)氣溫度發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度

類(lèi)型

kPakPakPakPa℃℃

6.1.2發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確認(rèn)

在DOE試驗(yàn)開(kāi)始前需進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)確認(rèn)。對(duì)應(yīng)平原萬(wàn)有數(shù)據(jù)，覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)低、中、高負(fù)荷（增

壓器不超速區(qū)間），選擇符合企業(yè)要求的工況點(diǎn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行并記錄關(guān)鍵性能參數(shù)，經(jīng)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)無(wú)問(wèn)

題后進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。關(guān)鍵性能參數(shù)確認(rèn)見(jiàn)表2（不限于表中參數(shù)）。

2

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表2關(guān)鍵性能參數(shù)狀態(tài)確認(rèn)表

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩燃?xì)饬髁靠諝饬髁抗?jié)氣門(mén)前壓力節(jié)氣門(mén)后壓力增壓器電控閥開(kāi)度節(jié)氣門(mén)開(kāi)度

類(lèi)型

r/minN·mkg/hkg/hkPakPa%%

6.2增壓器保護(hù)標(biāo)定試驗(yàn)

增壓器保護(hù)標(biāo)定試驗(yàn)開(kāi)始前需進(jìn)行增壓器保護(hù)預(yù)標(biāo)定，主要確定發(fā)動(dòng)機(jī)外特性區(qū)域的中冷前增壓

壓力、增壓器轉(zhuǎn)速和渦前排溫等邊界，為增壓器保護(hù)標(biāo)定確定初始邊界。特別地，針對(duì)高海拔環(huán)境，增

壓器保護(hù)標(biāo)定試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行增壓器超速標(biāo)定、增壓器超溫標(biāo)定和增壓能力不足標(biāo)定等試驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)在全轉(zhuǎn)

速全負(fù)荷范圍內(nèi)進(jìn)行，為DOE掃點(diǎn)確定邊界。

6.3DOE試驗(yàn)

6.3.1DOE工況點(diǎn)選取

選擇當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)最大設(shè)計(jì)外特性，選點(diǎn)需綜合考慮常用工況區(qū)、低速低負(fù)荷區(qū)、高速低負(fù)荷區(qū)和

外特性點(diǎn)等區(qū)域。工況點(diǎn)選取示意圖見(jiàn)圖2，各選點(diǎn)序號(hào)分布及詳情見(jiàn)表3。

圖2工況點(diǎn)選取示意圖

3

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表3工況點(diǎn)選點(diǎn)序號(hào)分布表

類(lèi)型

負(fù)荷百分比

低速大扭大扭矩最大扭矩中大扭矩最高速大扭額定轉(zhuǎn)速備注

%

矩轉(zhuǎn)速點(diǎn)低轉(zhuǎn)速點(diǎn)間轉(zhuǎn)速點(diǎn)高轉(zhuǎn)速點(diǎn)矩轉(zhuǎn)速點(diǎn)點(diǎn)

251591317-其中9、10、13、14為

5026101418-常用工況區(qū)選點(diǎn)

7537111519--

1004812162021-

6.3.2DOE掃點(diǎn)試驗(yàn)

進(jìn)行DOE掃點(diǎn)時(shí)，每個(gè)工況點(diǎn)應(yīng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩不變，掃點(diǎn)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)均以渦前排

溫、中冷前溫度、CA50、爆震幅值和循環(huán)變動(dòng)為邊界。其中，邊界的控制以符合企業(yè)要求為準(zhǔn)。

6.3.3DOE控制參數(shù)確定

DOE控制參數(shù)確定需綜合考慮的參數(shù)見(jiàn)表4，依據(jù)企業(yè)要求可不限于表中參數(shù)，最終確定DOE選

點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的最佳點(diǎn)火提前角和EGR率。

表4控制參數(shù)確認(rèn)表

渦前排溫CA50爆震幅值循環(huán)變動(dòng)燃?xì)庀穆逝欧盼顴GR閥開(kāi)度

類(lèi)型

℃°CAbar%g/kWhppm%

6.3.4試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)

DOE試驗(yàn)控制參數(shù)確定后需進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)，包括DOE所選工況點(diǎn)和上述工況點(diǎn)間的平滑工況

點(diǎn)。

4

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附錄A

（規(guī)范性）

海拔與大氣壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系

海拔與大氣壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系參考表A.1。

表A.1海拔與大氣壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

海拔高度/m大氣壓力/kPa

0（海平面）101.3

100089.9

160083.5

200079.5

280071.9

3500