GME-L-6-51-2001.pdf
lanition Curves ZU nd ha ken 1 Introduction 1.1 Purpose. Determining the optimum efficient ig- nition of an engine on the engine test stand. 1.2 Foreword. Not applicable. 1.3 Applicability. For all engines. 1.4 Definitions. 1.4.1 Symbols, Indices & Abbreviations Used. Bakt in I/h be in g/kWh Mdkorr in Nm Mdmax in Nm Munk in Nm n in min-1 Pkorr in kW PAM in kPa PKraftst in kPa pel in kPa pumg in kPa pusg in kPa TAbg in Oc TAnsaug in Oc Absolute consumption Specific fuel consumption Measured torque, taking account of frictional losses of drive train Corrected torque Maximum corrected torque Corrected optimum torque Torque uncorrected (measured) Engine speed Corrected power Outlet back pressure Fuel pressure Oil pressure Ambient pressure uncorrected Intake pipe vacuum Exhaust gas temperature Intake air temperature GME L-6-51 1 Einleitung 1.1 Zweck. Ermittlung der wirkungsgradoptimalen Zündung eines Motors auf dem Motorenprüfstand. 1.2 Vorwort. Nicht anwendbar. 1.3 Anwendbarkeit. Für alle Motoren. 1.4 Definitionen. 1.4.1 Verwendete Formelzeichen, Indizes & Ab- kürzungen. Bakt in I/h be in g/kWh Mdkorr in Nm Mdmax in Nm Munk in Nm n in min-1 Pkorr in kW PAM in kPa PKraftst in kPa pel in kPa pumg in kPa pusg in kPa TAbg in Oc TAnsaug in Oc Absolutverbrauch Spezifischer Kraftstoffver- brauch Drehmoment gemessen, unter Berücksichtigung der Reibungsverluste des Antriebsstranges Drehmoment korrigiert Maximales, korrigiertes Drehmoment Korrigiertes optimales Dreh-moment Drehmoment unkorrigiert (gemessen) Motordrehzahl Korrigierte Leistung Auslassrückdruck Kraftstoffd r uc k Öldruck Umgebungsdruck unkorrigiert Saugro hru nterdruck Temperatur Abgas Ansauglufttemperatur 0 Copyright 2001 General Motors Corporation All Rights Reserved Originating Department: GME Specification Center February 2001 Page 1 of 10 GME L-6-51 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS TKW in “C TeI in “C Oil temperature Engine coolant temperature tKraftst in Time, in which VKrafist shall be consumed Measured volume of fuel used VKraftst in cm3 wme in J/cmJ aZ in “KW Ignition angle cp in % YGe Transmission efficiency h Air/fuel ratio PKraftst in g/cmJ Fuel density Brake Mean Effective Pressure (BMEP), EEC-corrected Relative air humidity Note: Nothing in the specification, however, super- sedes applicable laws and regulations unless a spe- cific exemption has been obtained. Note: In the event of a conflict between the German and the English language, the German language shall take precedence. 2 References Note: Only the latest approved standards are appli- cable unless otherwise specified. 2.1 Normative. IS0 9001 EN 228 2.2 GM. GME L-6R-1 GME L-6-50 2.3 Additional. None. TKW in “C TeI in “C tKraftst in VKraftst in cm3 wme in J/cmJ aZ in “KW cp in % YGe h PKraftst in glcrn3 Kü hlwassertemperatur öitemperatur Zeit, in der VKraftst verbraucht wird gemessenes Volumen des verbrauchten Kraftstoffs EWG-korrigierte mittlere effektive Arbeit ZU nd w i n kel Relative Luftíeuchte Getriebewirkungsgrad Kraftstoff/Luft-Verhältnis Kraftstoffdichte Hinweis: Falls keine Ausnahmen vereinbart wurden, darf die Vorschrift keine anzuwendenden Gesetze und Regelungen außer Kraft setzen. Hinweis: Im Falle von Unstimmigkeiten zwischen dem deutschen und dem englischen Text ist der deutsche Text ausschlaggebend. 2 Referenzen Hinweis: Wenn nicht anders angegeben, ist jeweils die neueste Fassung der angegebenen Referenz gül- 2.1 Normative. tig. 2.2 GM. 2.3 Zusätzliche. Keine. 0 Copyright 2001 General Motors Corporation All Rights Reserved Page 2 of 10 February 2001 -,-,- I GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME L-6-51 I 3 Resources All test equipment shall be functional and shall have an IS0 9001 calibration label. 3.1 Facilities. 3.1.1 Test Stand. An engine test stand with an adequate operating range for the maximum engine torque and speed shall be used for determining the optimum efficient ignition. The engine shall be mounted on the test stand according to the installa- tion position in the vehicle. Necessary adjustments to the test stand (e.g. for transversal installation) are permitted. If using a transmission / drive train (for OPEL Standard), the frictional losses shall be compensated or corrected by means of calculation using the following formula: 3.1.2 Accuracy of Measurements. Torque f 1 % of the measured torque Engine speed f 0.5 Yo of the measured engine speed Engine intake air temperature f 2 “C Barometer pressure f 100 Pa Fuel temperature f 2 “C Fuel consumption f 1 % of measured value Pressure in suction line f 50 Pa Exhaust qac back pressure f 200 Pa 3 Geräte und Einrichtungen Alle Prüfeinrichtungen und -ausrÜstungen müssen funktionsfähig und mit einem gültigen IS0 9001 Kalibrierlabel versehen sein. 3.1 Einrichtung. 3.1.1 Prüfstand. Zur Ermittlung der wirkungsgra- doptimalen Zündung ist ein Motorenprüfstand mit einem für das Maximaldrehmoment und die Maximal- drehzahl des Motors ausreichenden Betriebsbereich zu verwenden, auf dem der Motor bezüglich Einbau- lage wie im Fahrzeug aufzubauen ist. Notwendige Anpassungen an den Prüfstand (2.B. für Quereinbau) sind zulässig. Bei Verwendung eines Getriebes / Antriebsstranges (bei OPEL Standard), sind die Reibungsverluste zu kompensieren bzw. rechnerisch nach folgender Formel zu korrigieren: 3.1.2 Genauigkeit der Messungen. Drehmoment f 1 % des gemessenen Drehmoments Drehzahl f 0.5 Yo der gemessenen Drehzahl Ansauqlufttemperatur des Motors f 2 “C Barometerdruck f 100 Pa Kraftstofftemperatur f 2 “C Kraftstoffverbrauch f 1 % vom Messwert Druck in der Ansauqleitung f 50 Pa Abqasrückdruck f 200 Pa 0 Copyright 2001 General Motors Corporation All Rights Reserved February 2001 Page 3 of 10 -,-,- GME L-6-51 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS 3.2 Equipment. The equipment includes all power- related components which are required for operation of the engine in thevehicle, particularly the intake svs- - tem, the exhaust system and the electrical system. The intake and exhaust systems shall be assembled according to the arrangement in the vehicle. If a bat- tery is required for operating the engine, it shall be fully charged. Air-cooled engines shall be tested with intercooler. The standard cooler can be replaced by a test stand system, whereby the pressure and temperature drop in the intercooler shall conform to the values specified by the manufacturer for the complete vehicle. An additional test stand fan can be used to cool the engine on the test stand if operated independently of the engine electrical system. 3.3 Test Vehicle / Test Piece. The measurement shall be performed on development, prototype or production engines. 3.4 Test Time. Not applicable. 3.5 Test Required Information. Not applicable. 3.6 Personnel / Skills. Not applicable. 4 Procedure 4.1 Preparation. - The engine shall have a stable power characteris- tic, ¡.e. it shall have completed a sufficient run-in period (5000 km min. according to GME L-6R-1). - The fuel supply (PKrafist, pump flow rate) shall cor- respond to the existing conditions in the vehicle. - The measurement shall be initialized on the test stand computer with the following: Details on engine type, engine number, model se- ries, cubic capacity, project, test stand number, oc- tane number and density of the fuel, distance cov- ered by the engine, compression ratio, part num- bers of the equipment, identification of the calibra- tion. Note on the learning procedure (GME L-6-50). 3.2 Ausrüstung. Die Ausrüstung umfasst alle leis- tungsrelevanten Komponenten, die für den Betrieb des Motors im Fahrzeug erforderlich sind, insbeson- dere das Einlasssvstem, das Abgassvstem und die elektrische Anlage. Einlass- und Auslasssystem sind entsprechend der Anordnung im Fahrzeug aufzu- bauen. Ist für den Betrieb des Motors eine Batterie notwendig, muss diese vollständig geladen sein. Ladeluftgekühlte Motoren sind mit Ladeluftkühlung zu prüfen. Der serienmäßige Kühler darf durch ein Prüf- standssystem ersetzt werden, wobei Druck- und Tem- peraturabfall im Ladeluftkühler den vom Hersteller für das vollständige Fahrzeug angegebenen Werten ent- sprechen müssen. Zur Kühlung des Motors auf dem Prüfstand kann ein zusätzlicher Prüfstandslüfter benutzt werden, der unabhängig von der Motorelektrik betrieben werden muss. 3.3 Testíahrzeug / Probekörper. Die Messung er- folgt an Entwicklungs-, Prototyp- oder Produktions- motoren. 3.4 Prüfzeit. Nicht anwendbar. 3.5 Zum Prüfen benötigte Informationen. Nicht anwendbar. 3.6 Personal / Fähigkeiten. Nicht anwendbar. 4 Durchführung 4.1 Vorbereitung. - Der Motor muss ein stabiles Leistungsverhalten, d.h. einen ausreichenden Einlauf (5000 km min. nach GME L-6R-1) absolviert haben. - Die Kraftstoffversorgung (PKrafist, Fördervolumen der Pumpe) muss den im Fahrzeug vorliegenden Bedingungen entsprechen. - Im Prüfstandsrechner ist die Messung folgender- maßen zu initialisieren: Angaben zu Motortyp, -nummer, Modellreihe, Projekt, Prüfstandsnummer, Oktanzahl und Dichte des Kraftstoffes, Laufstrecke des Motors, Verdich- tungsverhältnis, Teilenummern der Ausrüstung, Kennzeichnung der Kalibrierung. Hinweis über Lernprozedur (GME L-6-50). 0 Copyright 2001 General Motors Corporation All Rights Reserved Page 4 of 10 February 2001 -,-,- GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME L-6-51 4.2 Conditions. 4.2.1 Environmental Conditions. Not applicable. 4.2.2 Test Conditions. Deviations from the require- ments of this test procedure shall have been agreed upon. Such requirements shall be specified on com- ponent drawings, test certificates, reports etc. 4.2.2.1 Temperature Measurements. - The temperature of the intake air for combustion shall be measured at a distance of 0.1 5 m max. be- fore entry into the air cleaner snorkel. The thermo- couple shall be protected against thermal radiation and shall be located directly in the air current. - The coolant temperature shall be stabilized by means of the test stand regulation at a tempera- ture of +90 “C at the engine outlet. - The exhaust temperature shall be measured in the exhaust pipe at a distance of 150 mm behind the flange between the exhaust manifold and exhaust pipe. If this is not possible when using a catalytic converter which is near to the engine, the tempera- ture shall be measured at the inlet cone of the cat- alytic converter. 4.2.2.2 Measurement of the Exhaust Back Pres- sure. The exhaust back pressure shall be measured in the exhaust pipe at a distance of 150 mm behind the flange between the exhaust manifold and exhaust pipe. If this is not possible when using a catalytic con- verter which is near to the engine, the back pressure shall be measured at the inlet cone of the catalytic converter. 4.2.2.3 Test Fuel. Fuel (according to EN 228) with the maximum available knock resistance shall be used. 4.2.2.4 Conditioning of Engine. Before performing the measurements, the engine shall be precondi- tioned or warmed up. For this purpose, the engine shall be operated at the engine speed of the max- imum torque at full load until the following stability criteria are fulfilled: - Engine speed change An 5 3 min-1 within 10 s - Torque change AMunk 5 3 Nm within 10 s 4.2 Bedingungen. 4.2.1 Umgebungsbedingungen. Nicht anwendbar. 4.2.2 Prüf bed ing ungen. Abweichungen von den Bedingungen dieser Test Procedure müssen vereinbart werden. Diese Bedingungen sind auf Teilezeichnungen vorgeschrieben bzw. müssen auf Prüfzeugnissen, Berichten u. dergl. angegeben werden. 4.2.2.1 Temperaturmessungen. - Die Temperatur der Ansaugluft für die Verbrennung muss in einer Entíernung von 0.15 m max. vor Ein- tritt in den Luftíilterschnorchel gemessen werden. Das Thermoelement muss gegen Wärmestrahlung geschützt sein und direkt im Luftstrom liegen. - Die Kühlwassertemperatur ist über die Prüfstands- regelung auf eine Temperatur von +90 “C am Mo- torausgang zu stabilisieren. - Die Abgastemperatur ist im Auspuffrohr in einem Abstand von 150 mm hinter dem Flansch zwischen Auslasskrümmer und Auspuffrohr zu messen. Ist dies bei Verwendung eines motornahen Katalysa- tors nicht möglich, ist die Temperatur im Einlauf-Ko- nus des Katalysators zu messen. 4.2.2.2 Messung des Auslacsrückdrucks. Der Auslassrückdruck ist im Auspuffrohr in einem Ab- stand von 150 mm hinter dem Flansch zwischen Auslasskrümmer und Auspuffrohr zu messen. Ist dies bei Verwendung eines motornahen Katalysators nicht möglich, ist der Rückdruck im Einlauf-Konus des Katalysators zu messen. 4.2.2.3 Prüfkraftstoff. Es ist Kraftstoff (gemäß EN 228) mit der höchsten zur Verfügung stehenden Klopffestigkeit zu verwenden. 4.2.2.4 Konditionierung des Motors. Vor Durchfüh- rung der Messungen ist der Motor vorzukonditionie- ren bzw. warmzufahren. Dazu ist der Motor bei der Drehzahl des maximalen Drehmoments in der Volllast so lange zu betreiben, bis folgende Stabilitätskriterien erfüllt sind: - Drehzahländerung An 5 3 min-1 innerhalb von 10 s - Drehmomentänderung AMunk 5 3 Nm innerhalb von 10 s 0 Copyright 2001 General Motors Corporation All Rights Reserved February 2001 Page 5 of 10 -,-,- GME L-6-51 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS - Oil sump temperature change ATöI 5 1 “C within 15 s - Exhaust gas temperature change ATAbg 5 5 “C within 30 s Each point of the ignition curve shall be stabilized be- fore the measurement values are recorded. 4 . 3 Instructions. Starting with the lowest engine speed for the test sequence, the operating point shall be targeted, and the engine shall be stabilized at this point according to the stability criteria specified in paragraph 4.2.2.4. The ignition timing shall thereby be adjusted to around the maximum attainable torque or determined by the knock limit. In the case of knocking combustion, the ignition is then retarded in steps to be defined in accordance with the project, starting from the determined knock limit, until a torque loss percentage (also to be de- fined) in relation to the value determined at the knock limit (e.g. 90 % Mdmax) or a “fixed” limit (component protection temperature, maximum ignition angle re- duction of engine management system, considerable increase in HC concentration .) is reached. In the case of combustion without knocking, the igni- tion is retarded to a defined torque loss (e.g. 90 % of = MdOpt), starting from around the maximum set torque (= MdOpt), and advanced again in ignition tim- ing steps (also to be defined). Small steps shall be selected in the range close to the maximum torque (e.g. f 1 %) in order to determine a precisely defined maximum torque. The ignition curve is then complete when a discernible torque drop is measured or the knock limit is reached. The fuel consumption shall be determined and checked during the measurement to ensure that no irregularities occur in the ambient parameters of intake temperature, booth air pressure and humidity. The basis for selection of variables is the list of t
