莫恭武 趙海瑞 魏國俊

目前，國內(nèi)柴油機上銘牌功率標定的型式多種多樣，如“總功率：XXXkW”“最大功率：XXXkW”“額定功率：XXXkW”“凈功率：XXXkW”“標定功率：XXXkW”“1h功率：XXXkW”“12 h功率：XXXkW”“標定功率IFN：XXXkW”，等等，五花八門。

柴油機的功率如何定義和分類，柴油機出廠時銘牌上的功率應(yīng)該如何標定（注），一臺柴油機作為多種用途時其銘牌功率又應(yīng)該如何標定，這些問題除了少數(shù)標準制訂者清楚明白外，多數(shù)人都不太清楚或一知半解。從而造成國內(nèi)柴油機的銘牌功率標定（注）十分混亂，柴油機生產(chǎn)者、用戶、檢測機構(gòu)等各方理解不一致，工作實踐中出入很大，給使用者帶來很多困惑。

1 柴油機功率的相關(guān)術(shù)語及定義

1.1 GB/T 21408－2008/ISO15550：2002《內(nèi)燃機發(fā)動機功率的確定和測量方法 一般要求》標準中關(guān)于功率的定義

1.1.1 標定功率

由制造廠標定的、發(fā)動機在一定環(huán)境條件下所能發(fā)出的功率值。（在某些用途，標定功率亦稱為額定功率。）

1.1.2 指示功率

在工作氣缸中由工質(zhì)壓力作用在活塞上所發(fā)出的總功率。

1.1.3 有效功率

當(dāng)發(fā)動機裝有GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002《往復(fù)式內(nèi)燃機 性能 第1部分：功率、燃料消耗和機油消耗的標定及試驗方法通用發(fā)動機的附加要求》標準所需設(shè)備和輔助裝置時，在曲軸或其相當(dāng)零件端部所輸出的功率或功率之和。

（1）凈功率：在試驗臺架上，當(dāng)發(fā)動機裝有GB/T 21408－2008/ISO15550：2002標準中要求的發(fā)動機凈功率試驗所需裝用設(shè)備和輔助裝置時，在相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，在曲軸末端或其相當(dāng)零件處所測得的功率。（若功率測量時必須裝有變速箱，則應(yīng)將變速箱功率損失加上實測功率才是發(fā)動機的凈功率。）

（2）總功率：在試驗臺架上，當(dāng)發(fā)動機裝有GB/T 21408－2008/ISO15550：2002標準中要求的發(fā)動機總功率試驗所需裝用設(shè)備和輔助裝置時，在相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，在曲軸末端或其相當(dāng)零件處所測得的功率。（若功率測量時必須裝有變速箱，則應(yīng)將變速箱功率損失加上實測功率才是發(fā)動機的總功率。）

1.1.4 持續(xù)功率

在制造廠規(guī)定的正常維護保養(yǎng)周期內(nèi)，在規(guī)定轉(zhuǎn)速和規(guī)定環(huán)境狀況下，發(fā)動機能夠持續(xù)發(fā)出的功率。

1.1.5 超負荷功率

在規(guī)定的環(huán)境狀況下，在按持續(xù)功率運行后，根據(jù)使用情況，以一定的使用持續(xù)時間和使用頻次，按照每12 h運行1 h的運行條件，可以允許發(fā)動機發(fā)出的功率。

1.1.6 油量限定功率

在對應(yīng)于發(fā)動機用途的規(guī)定時期內(nèi)，在規(guī)定轉(zhuǎn)速和規(guī)定環(huán)境狀況下，限定發(fā)動機油量，使其功率不能再超出時所能發(fā)出的功率。

1.1.7 ISO功率

在制造廠試驗臺的運轉(zhuǎn)工況下，按制造廠規(guī)定調(diào)整或修正到GB/T 21408－2008/ISO15550：2002標準第5章規(guī)定的標準基準狀況下所測得的功率。

GB/T 21408－2008/ISO15550：2002標準第5章規(guī)定的標準基準狀況為：

總氣壓：Pr=100 kPa；

空氣溫度：Tr=298 K(tr=25℃)；

相對濕度：φr=30%；增壓中冷介質(zhì)溫度：Tcrr=298 K(tcr=25℃)；在溫度為298 K、相對濕度為30%時，相應(yīng)的水蒸氣分壓為1 kPa，相應(yīng)的干氣壓為99 kPa。

1.1.8 使用功率

在發(fā)動機使用的環(huán)境狀況和運轉(zhuǎn)工況下所發(fā)出的功率。

1.2 GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002《往復(fù)式內(nèi)燃機 性能 第1部分：功率、燃料消耗和機油消耗的標定及試驗方法 通用發(fā)動機的附加要求》標準中關(guān)于功率標記的規(guī)定

1.2.1 表示功率由三組不同的字母聯(lián)合組成，且應(yīng)標明發(fā)動機的轉(zhuǎn)速

（1）功率表示的類型：有ISO功率（代號I）和使用功率(代號S)兩種類型。

（2）功率使用的類型：有持續(xù)功率（代號C）、超負荷功率（代號F）和油量限定功率（代號O）三種類型。

（3）功率的類型：有指示功率和有效功率（代號N）兩種類型。

（4）發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速。

1.2.2 功率代號標記方法

用代號表示發(fā)動機功率可由下列各部分組成:

（1）相應(yīng)的功率代號。

（2）功率數(shù)值及單位。

（3）發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速數(shù)值及單位。

示例：I C N 1000 kW-425 r/min

其中：I——ISO功率；

C——持續(xù)功率；

N——僅帶基本從屬輔助裝置的有效功率；

1 000 kW——發(fā)動機功率數(shù)值及單位；

425 r/min——發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速數(shù)值及單位。

1.2.3 常用功率代號標記示例（見表1）

表 1 常用功率代號標記

示例:

——可超負荷l0%的使用標準功率的代號為SCXN。

——使用標準油量限定功率的代號為SCFN。

——不限于帶所列基本輔助裝置的ISO超負荷有效功率的代號為IOB。

可見國家在相關(guān)標準中對柴油機的功率標定是做出規(guī)定的，不過由于上述兩個標準是推薦性標準，同時標準內(nèi)容艱澀難懂，導(dǎo)致柴油機生產(chǎn)企業(yè)特別是中、小規(guī)模企業(yè)在標準的宣貫和執(zhí)行力度上大打折扣，或者不予理睬，或者根據(jù)自己理解進行功率標定。

2 現(xiàn)行有效的相關(guān)國家標準、法規(guī)對柴油機功率標定的一些規(guī)定或表述

（1）全國工業(yè)品生產(chǎn)許可證上的表述：功率。

（2）環(huán)保部型式核準證書上的表述：額定凈功率。

（3）JB/T 8895－1999《中小功率柴油機 通用技術(shù)條件》第6.1.1條：標定功率。

（4）GB/T 13875－2004《手扶拖拉機 通用技術(shù)條件》第7.1條：標定功率（12 h）。

（5）GB/T 15370－2004《農(nóng)業(yè)輪式和履帶拖拉機 通用技術(shù)條件》第7.1條：標定功率（12 h）。

（6）GB/T 15370.2－2009《農(nóng)業(yè)拖拉機 通用技術(shù)條件第2部分：50 kW～130 kW輪式拖拉機》第7.2條：發(fā)動機標定功率（12 h）。

（7）GB 18447.1－2008《拖拉機 安全要求第一部分：輪式拖拉機》第5.2條：發(fā)動機標定功率（12 h）。

上述關(guān)于柴油機功率的表述中，對柴油機的功率標定的表述（或者說要求）也不明確、不統(tǒng)一。

3 柴油機生產(chǎn)企業(yè)對標準的執(zhí)行情況

（1）按照GB/T 21408－2008/ISO15550：2002、GB/T 6072.1－2008/ISO3046-1：2002等標準規(guī)定進行功率標注的企業(yè)很少。

（2）出廠柴油機實物上的銘牌功率標注形式多樣，不一而足。標注“標定”功率的較多。

（3）多數(shù)柴油機生產(chǎn)企業(yè)在其企業(yè)標準中規(guī)定銘牌上應(yīng)標明標定功率。標定功率的表達形式多樣，如1 h功率、12 h功率等。

（4）根據(jù)多年積累的柴油機（拖拉機）檢驗數(shù)據(jù)，目前絕大多數(shù)柴油機為了追求扭矩儲備率（增大），通過調(diào)整供油大小而改變柴油機的標定轉(zhuǎn)速值，犧牲了燃油消耗率（燃油經(jīng)濟性變差）。

（5）有些柴油機生產(chǎn)企業(yè)為了自己的利益，有意對功率標定采用混淆視聽的辦法，以達到欺騙用戶的目的。

4 用戶、檢驗機構(gòu)經(jīng)常碰到的問題

4.1 實際工作中碰到最多的是發(fā)動機功率為標定功率

國家標準GB 1105.1－87《內(nèi)燃機臺架性能試驗方法 標準環(huán)境狀況及功率、燃油消耗和機油消耗的標定》規(guī)定，標定功率分為以下四種：

（1）15 min功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)15 min的標定功率。（可用于汽車、摩托車、摩托艇等發(fā)動機的功率標定。）

（2）1 h功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)1 h的標定功率。（可用于拖拉機、工程機械、船舶等發(fā)動機的功率標定。）

（3）12 h功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)12 h的標定功率。（可用于拖拉機、農(nóng)業(yè)排灌、電站等發(fā)動機的功率標定。）

（4）持續(xù)功率：內(nèi)燃機允許長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的標定功率。（可用于農(nóng)業(yè)排灌、電站、船舶、鐵路牽引等發(fā)動機的功率標定。）

標定功率不是發(fā)動機所能發(fā)出的最大功率，它是根據(jù)發(fā)動機用途而制定的有效功率最大使用限度。同一種型號的發(fā)動機，當(dāng)其用途不同時，其標定功率值并不相同。

用戶在根據(jù)標定功率來選取發(fā)動機時，應(yīng)該選取符合配套農(nóng)機具使用特點的發(fā)動機，比如購買拖拉機用發(fā)動機，就應(yīng)該選用標定功率是12 h功率的發(fā)動機。

用戶還應(yīng)該注意提防企業(yè)在功率標定上弄虛作假。一些發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)在出廠試驗時，柴油機以12 h功率進行驗收，這時調(diào)速手柄封在12 h功率工況油量下，銘牌上標注12 h標定功率。在出廠后的銷售環(huán)節(jié)中，有的商家為迎合用戶“功率越大越好”的消費心理，更換標有1 h標定功率的產(chǎn)品銘牌。因為1 h功率要大于12 h功率，用戶以為買到了功率能夠滿足農(nóng)機具生產(chǎn)需要的發(fā)動機，但事實上是有很大差距的。以某廠一臺ZS1110型單缸柴油機為例，它的12 h標定功率是13.2 kW，1 h標定功率是14.7 kW，二者相差達1.5 kW。如果廠家只在銘牌上標注“標定功率：14.7 kW”，沒有說明是1 h功率還是12 h功率,那么用戶就無法去分辨。這是當(dāng)前一些發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)或經(jīng)銷商慣用的手法。

4.2 在柴油機質(zhì)量監(jiān)督抽查等執(zhí)法檢驗中，經(jīng)常碰到的兩種情況

（1）JB/T 8895－1999《中小功率柴油機通過技術(shù)條件》中規(guī)定，柴油機功率與銘牌的對應(yīng)功率的偏差應(yīng)為±5%。檢驗中以樣品的企業(yè)標準、銘牌、樣品說明書中最大值為標準，經(jīng)常出現(xiàn)標定功率下限達不到規(guī)定值的現(xiàn)象。造成功率下限達不到規(guī)定值的原因，主要是企業(yè)在出廠試驗時，柴油機以12 h功率進行驗收，這時調(diào)速手柄封在12 h功率工況油量下；但在出廠后的銷售環(huán)節(jié)中，更換了標有1 h功率的產(chǎn)品銘牌。而在檢驗過程中按銘牌所示最大的功率進行考核，油量限制決定了其標定功率很難達到要求的限值。

（2）質(zhì)量監(jiān)督抽查的大部分柴油機產(chǎn)品的銘牌功率均標有1 h功率。進行產(chǎn)品檢驗時，在1 h功率工況下，排氣煙度、噪聲、燃油消耗率等檢驗項目很容易超出標準限值，產(chǎn)生不合格項目。標定功率銘牌標注1 h功率可以說是企業(yè)在銷售環(huán)節(jié)中的普遍存在的一種誘導(dǎo)行為。從柴油機設(shè)計角度來講，1 h功率工況是超負荷工況，在這種工況下只允許短時間運轉(zhuǎn)，此時柴油機的動力性增加，經(jīng)濟性、可靠性及環(huán)保性下降。

5 建議

（1）在國家層面或者行業(yè)系統(tǒng)內(nèi)出臺強制標準，規(guī)范柴油機銘牌功率的標定（標記），根據(jù)柴油機的用途、特點明確并統(tǒng)一規(guī)范銘牌功率的標定（標記）方式。

（2）加強相關(guān)標準的宣貫執(zhí)行力度。

（3）在執(zhí)法檢查中對柴油機銘牌功率的標定（標記）混亂的企業(yè)嚴肅查處。

（4）加強行業(yè)自律，規(guī)模企業(yè)要帶頭模范遵守有關(guān)標準規(guī)定。

（5）大力促進柴油機行業(yè)內(nèi)部交流以及行業(yè)間的交流（比如柴油機和拖拉機行業(yè)之間），爭取在銘牌功率標注上達成共識。