柴油机铭牌功率标定（注）乱象分析

2013-08-30莫恭武赵海瑞魏国俊

江苏农机化 2013年4期

莫恭武赵海瑞魏国俊

目前，国内柴油机上铭牌功率标定的型式多种多样，如“总功率：XXXkW”“最大功率：XXXkW”“额定功率：XXXkW”“净功率：XXXkW”“标定功率：XXXkW”“1h功率：XXXkW”“12 h功率：XXXkW”“标定功率IFN：XXXkW”，等等，五花八门。

柴油机的功率如何定义和分类，柴油机出厂时铭牌上的功率应该如何标定（注），一台柴油机作为多种用途时其铭牌功率又应该如何标定，这些问题除了少数标准制订者清楚明白外，多数人都不太清楚或一知半解。从而造成国内柴油机的铭牌功率标定（注）十分混乱，柴油机生产者、用户、检测机构等各方理解不一致，工作实践中出入很大，给使用者带来很多困惑。

1 柴油机功率的相关术语及定义

1.1 GB/T 21408－2008/ISO15550：2002《内燃机发动机功率的确定和测量方法一般要求》标准中关于功率的定义

1.1.1 标定功率

由制造厂标定的、发动机在一定环境条件下所能发出的功率值。（在某些用途，标定功率亦称为额定功率。）

1.1.2 指示功率

在工作气缸中由工质压力作用在活塞上所发出的总功率。

1.1.3 有效功率

当发动机装有GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002《往复式内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求》标准所需设备和辅助装置时，在曲轴或其相当零件端部所输出的功率或功率之和。

（1）净功率：在试验台架上，当发动机装有GB/T 21408－2008/ISO15550：2002标准中要求的发动机净功率试验所需装用设备和辅助装置时，在相应的发动机转速下，在曲轴末端或其相当零件处所测得的功率。（若功率测量时必须装有变速箱，则应将变速箱功率损失加上实测功率才是发动机的净功率。）

（2）总功率：在试验台架上，当发动机装有GB/T 21408－2008/ISO15550：2002标准中要求的发动机总功率试验所需装用设备和辅助装置时，在相应的发动机转速下，在曲轴末端或其相当零件处所测得的功率。（若功率测量时必须装有变速箱，则应将变速箱功率损失加上实测功率才是发动机的总功率。）

1.1.4 持续功率

在制造厂规定的正常维护保养周期内，在规定转速和规定环境状况下，发动机能够持续发出的功率。

1.1.5 超负荷功率

在规定的环境状况下，在按持续功率运行后，根据使用情况，以一定的使用持续时间和使用频次，按照每12 h运行1 h的运行条件，可以允许发动机发出的功率。

1.1.6 油量限定功率

在对应于发动机用途的规定时期内，在规定转速和规定环境状况下，限定发动机油量，使其功率不能再超出时所能发出的功率。

1.1.7 ISO功率

在制造厂试验台的运转工况下，按制造厂规定调整或修正到GB/T 21408－2008/ISO15550：2002标准第5章规定的标准基准状况下所测得的功率。

GB/T 21408－2008/ISO15550：2002标准第5章规定的标准基准状况为：

总气压：Pr=100 kPa；

空气温度：Tr=298 K(tr=25℃)；

相对湿度：φr=30%；增压中冷介质温度：Tcrr=298 K(tcr=25℃)；在温度为298 K、相对湿度为30%时，相应的水蒸气分压为1 kPa，相应的干气压为99 kPa。

1.1.8 使用功率

在发动机使用的环境状况和运转工况下所发出的功率。

1.2 GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002《往复式内燃机性能第1部分：功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法通用发动机的附加要求》标准中关于功率标记的规定

1.2.1 表示功率由三组不同的字母联合组成，且应标明发动机的转速

（1）功率表示的类型：有ISO功率（代号I）和使用功率(代号S)两种类型。

（2）功率使用的类型：有持续功率（代号C）、超负荷功率（代号F）和油量限定功率（代号O）三种类型。

（3）功率的类型：有指示功率和有效功率（代号N）两种类型。

（4）发动机标定转速。

1.2.2 功率代号标记方法

用代号表示发动机功率可由下列各部分组成:

（1）相应的功率代号。

（2）功率数值及单位。

（3）发动机标定转速数值及单位。

示例：I C N 1000 kW-425 r/min

其中：I——ISO功率；

C——持续功率；

N——仅带基本从属辅助装置的有效功率；

1 000 kW——发动机功率数值及单位；

425 r/min——发动机标定转速数值及单位。

1.2.3 常用功率代号标记示例（见表1）

表 1 常用功率代号标记

示例:

——可超负荷l0%的使用标准功率的代号为SCXN。

——使用标准油量限定功率的代号为SCFN。

——不限于带所列基本辅助装置的ISO超负荷有效功率的代号为IOB。

可见国家在相关标准中对柴油机的功率标定是做出规定的，不过由于上述两个标准是推荐性标准，同时标准内容艰涩难懂，导致柴油机生产企业特别是中、小规模企业在标准的宣贯和执行力度上大打折扣，或者不予理睬，或者根据自己理解进行功率标定。

2 现行有效的相关国家标准、法规对柴油机功率标定的一些规定或表述

（1）全国工业品生产许可证上的表述：功率。

（2）环保部型式核准证书上的表述：额定净功率。

（3）JB/T 8895－1999《中小功率柴油机通用技术条件》第6.1.1条：标定功率。

（4）GB/T 13875－2004《手扶拖拉机通用技术条件》第7.1条：标定功率（12 h）。

（5）GB/T 15370－2004《农业轮式和履带拖拉机通用技术条件》第7.1条：标定功率（12 h）。

（6）GB/T 15370.2－2009《农业拖拉机通用技术条件第2部分：50 kW～130 kW轮式拖拉机》第7.2条：发动机标定功率（12 h）。

（7）GB 18447.1－2008《拖拉机安全要求第一部分：轮式拖拉机》第5.2条：发动机标定功率（12 h）。

上述关于柴油机功率的表述中，对柴油机的功率标定的表述（或者说要求）也不明确、不统一。

3 柴油机生产企业对标准的执行情况

（1）按照GB/T 21408－2008/ISO15550：2002、GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002等标准规定进行功率标注的企业很少。

（2）出厂柴油机实物上的铭牌功率标注形式多样，不一而足。标注“标定”功率的较多。

（3）多数柴油机生产企业在其企业标准中规定铭牌上应标明标定功率。标定功率的表达形式多样，如1 h功率、12 h功率等。

（4）根据多年积累的柴油机（拖拉机）检验数据，目前绝大多数柴油机为了追求扭矩储备率（增大），通过调整供油大小而改变柴油机的标定转速值，牺牲了燃油消耗率（燃油经济性变差）。

（5）有些柴油机生产企业为了自己的利益，有意对功率标定采用混淆视听的办法，以达到欺骗用户的目的。

4 用户、检验机构经常碰到的问题

4.1 实际工作中碰到最多的是发动机功率为标定功率

国家标准GB 1105.1－87《内燃机台架性能试验方法标准环境状况及功率、燃油消耗和机油消耗的标定》规定，标定功率分为以下四种：

（1）15 min功率：内燃机允许连续运转15 min的标定功率。（可用于汽车、摩托车、摩托艇等发动机的功率标定。）

（2）1 h功率：内燃机允许连续运转1 h的标定功率。（可用于拖拉机、工程机械、船舶等发动机的功率标定。）

（3）12 h功率：内燃机允许连续运转12 h的标定功率。（可用于拖拉机、农业排灌、电站等发动机的功率标定。）

（4）持续功率：内燃机允许长期连续运转的标定功率。（可用于农业排灌、电站、船舶、铁路牵引等发动机的功率标定。）

标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。

用户在根据标定功率来选取发动机时，应该选取符合配套农机具使用特点的发动机，比如购买拖拉机用发动机，就应该选用标定功率是12 h功率的发动机。

用户还应该注意提防企业在功率标定上弄虚作假。一些发动机生产企业在出厂试验时，柴油机以12 h功率进行验收，这时调速手柄封在12 h功率工况油量下，铭牌上标注12 h标定功率。在出厂后的销售环节中，有的商家为迎合用户“功率越大越好”的消费心理，更换标有1 h标定功率的产品铭牌。因为1 h功率要大于12 h功率，用户以为买到了功率能够满足农机具生产需要的发动机，但事实上是有很大差距的。以某厂一台ZS1110型单缸柴油机为例，它的12 h标定功率是13.2 kW，1 h标定功率是14.7 kW，二者相差达1.5 kW。如果厂家只在铭牌上标注“标定功率：14.7 kW”，没有说明是1 h功率还是12 h功率,那么用户就无法去分辨。这是当前一些发动机生产企业或经销商惯用的手法。

4.2 在柴油机质量监督抽查等执法检验中，经常碰到的两种情况

（1）JB/T 8895－1999《中小功率柴油机通过技术条件》中规定，柴油机功率与铭牌的对应功率的偏差应为±5%。检验中以样品的企业标准、铭牌、样品说明书中最大值为标准，经常出现标定功率下限达不到规定值的现象。造成功率下限达不到规定值的原因，主要是企业在出厂试验时，柴油机以12 h功率进行验收，这时调速手柄封在12 h功率工况油量下；但在出厂后的销售环节中，更换了标有1 h功率的产品铭牌。而在检验过程中按铭牌所示最大的功率进行考核，油量限制决定了其标定功率很难达到要求的限值。

（2）质量监督抽查的大部分柴油机产品的铭牌功率均标有1 h功率。进行产品检验时，在1 h功率工况下，排气烟度、噪声、燃油消耗率等检验项目很容易超出标准限值，产生不合格项目。标定功率铭牌标注1 h功率可以说是企业在销售环节中的普遍存在的一种诱导行为。从柴油机设计角度来讲，1 h功率工况是超负荷工况，在这种工况下只允许短时间运转，此时柴油机的动力性增加，经济性、可靠性及环保性下降。