1-5　无负荷测功基本原理是什么？

根据检测方法的不同，无负荷测功分为瞬时功率检测和平均功率检测。瞬时功率检测是指发动机在加速运转时某一瞬时转速所对应的功率；平均功率是指发动机在加速运转时，某一转速范围内的平均功率。

1.瞬时功率检测原理

把发动机的所有运动部件等效地看做一个绕曲轴轴线旋转的回转体。没有外界负荷的发动机，在怠速情况下突然踩下加速踏板时，发动机发出的动力除克服各种机械阻力矩外，其有效转矩全部用来加速发动机运动部件。其加速时的惯性阻力矩为该工况下的唯一负载。

根据刚体定轴转动微分方程，发动机的有效转矩和角加速度间的关系为：

式中 M _e ——发动机转矩，N·m；

J——发动机运动部件对曲轴轴线的当量转动惯量，kg·m ² ；

n——发动机转速，r/min；

——曲轴的角加速度，rad/s ² ；

——曲轴的转速变化率，r/s ² 。

把M _e 代入式（1-1）得：

令

则

由于在动态测试时，发动机的进气、燃烧状况与稳态时不同，其有效功率相对小于稳态测功时，因此，引入修正系数K，则：

令

则

上式表明，发动机在加速过程中的瞬时功率，与该瞬时转速及其转速变化率成正比。因此，只要测出加速过程中的转速及其对应的转速变化率，则可求得该转速下的发动机瞬时功率。实际应用中，通常通过测取发动机额定转速下的功率来评定发动机的动力性。

2.平均功率检测原理

根据动能原理，发动机驱动曲轴转动所做的功等于曲轴旋转动能的增量。即：

式中 A——发动机所做的功，kJ；

J——发动机运动部件对曲轴轴线的当量转动惯量，kg·m ² ；ω ₁ ，ω ₂ ——曲轴起始角速度和终止角速度，rad/s。

设曲轴角速度加速过程测定区间ω ₁ ～ω ₂ 对应的发动机转速为n ₁ ～n ₂ ，加速经历的时间为ΔT，则发动机在ΔT时间内的平均功率为：

将ω＝ 代入上式，则：

令

则

由于C ₂ 是与发动机当量转动惯量和起、止转速有关的系数，当测试的起、止转速及某型发动机一定时，C ₂ 为常量。因此，只要测取某一转速范围的加速时间，则可得到发动机相应的平均功率。

实际应用中，往往是将额定功率作为发动机的动力性评价指标。因此，应将测出的某一转速范围的平均功率转化为稳态时额定转速下的功率进行对比评价。

根据稳态测功与动态测功的对比试验可发现，发动机额定转速下的功率与相应加速状况下测得的平均功率之间存在一种近似常量的关系。通常人们利用这种关系，根据加速时间ΔT与额定转速下的功率对应情况来对无负荷测功仪进行标定，这样通过测量加速时间就可直接测得额定转速下的功率。 RVbcNTwu72nNUxt0fXjfurmyAgn6+hfKRocIvIwCUku7xarxUXHcBNsCUgv7K7Lf