許召龍 楊洋 方陽

摘要：在工業(yè)的發(fā)展中，發(fā)動機的性能往往影響著企業(yè)的相關(guān)效益。在發(fā)動機的性能處理中，需要重視機械損失測量，通過臺架測量方法的開展，從而對摩擦、驅(qū)動以及泵氣損失進(jìn)行測量，從而為發(fā)動機的維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。因此，本文主要對發(fā)動機機械損失臺架測量方法進(jìn)行研究分析，旨在通過對現(xiàn)有的測量現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)闡述，并提出相應(yīng)的實施策略，為發(fā)動機的性能小組提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機;機械損失;臺架測量;分析

中圖分類號：U464? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）10-0146-02

0? 引言

在工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，需要重視發(fā)動機性能的優(yōu)化改良。對當(dāng)前的發(fā)動機進(jìn)行性能測試，不僅能夠有利于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，同時也能夠維持工業(yè)領(lǐng)域企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在發(fā)動機的機械損失測量中，由于其狀態(tài)評估與性能評價相對較難，導(dǎo)致其實際的維護(hù)保養(yǎng)工作較難開展。在發(fā)動機機械損失測量中，運用臺架測量方法，修正以往的臺架測量修正系數(shù)，解決發(fā)動機機械損失臺架小組問題，進(jìn)而為發(fā)動機的性能進(jìn)行準(zhǔn)確評定。

1? 機械損失測量價值分析

由于發(fā)動機的機械損失越小，其性能越好，在機械損失的測量上，其準(zhǔn)確程度往往對后續(xù)的改進(jìn)與維護(hù)有著緊密的聯(lián)系。在常見的發(fā)動機機械損失測量上，運用的是到拖法與油耗法。因此，本文主要對臺架測量法、到拖法、油耗法進(jìn)行比較分析。其中，到拖法主要是利用定工狀況下的穩(wěn)定運作，當(dāng)冷卻水溫度與油溫達(dá)到正常的溫度，通過平衡電力測試的銜接，從而測定電力測功率的拖動功率，從而對發(fā)動機的機械損失功率進(jìn)行測定，但是在到拖法進(jìn)行發(fā)動機機械損失測量中，其實際的處理結(jié)果往往偏高，主要是發(fā)動機氣缸穩(wěn)定壓強與實際的工況不足，因此在提高精準(zhǔn)度的處理上，不適合運用到拖法。在油耗法的處理中，由于其主要對規(guī)定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行負(fù)荷特性處理，在實際的測量過程中，由于對發(fā)動機的煙油消耗量與有效功率關(guān)系進(jìn)行有效分析，其智能對發(fā)動機的機械損失值進(jìn)行近似求解，無法對于機械損失量進(jìn)行準(zhǔn)確的處理。因此，在發(fā)動機機械損失測量中，運用臺架測量方法，重點在于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分類與分析上，通過對發(fā)動機的理論推理與實際推力進(jìn)行計算，借助數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢來進(jìn)行擬合計算，從而對發(fā)動機機械損失近計算。相對于到拖法與油耗法，臺架測量法在機械損耗數(shù)字測量上更加精準(zhǔn)，從而為發(fā)動機性能優(yōu)化提供保障[1]。

2? 發(fā)動機機械損失臺架測量

在臺架測量方法運用到發(fā)動機的機械損失值測量中，需要在發(fā)動機進(jìn)油管上，采集燃油流量信號，以脈沖方式送給單片機，單片機內(nèi)部的定時器或者計數(shù)器計量脈沖數(shù)，根據(jù)脈沖數(shù)和單位脈沖的燃油量，可確定某段時間流經(jīng)發(fā)動機進(jìn)油管的燃油量，借助相應(yīng)的數(shù)值計算從而得到獲取的機械能數(shù)值。同樣在測量中單片機中的另一個定時器或者計數(shù)器用于計時，根據(jù)某段時間流過發(fā)動機進(jìn)油管的燃油量，即可測量該時段的平均進(jìn)油量，當(dāng)該段時間趨于無窮小時，則為瞬時進(jìn)油量。在發(fā)動機回油管上安裝一個活塞式流量傳感器，可得到該段時間的回油量，用進(jìn)油量減去回油量，從而計算其實際的機械能損失量。

3? 臺架測量法的具體開展方案

3.1 測試臺架構(gòu)建

在發(fā)動機的機械損失的臺架測量上，需要重視物理層測試臺架的構(gòu)建。搭建的物理層測試臺架系統(tǒng)測試主要工具為直流電源、信號發(fā)生器、示波器和萬用表等。根據(jù)臺架測試的分層結(jié)構(gòu)，其物理層的主要作用是信號電平表示，以及為數(shù)據(jù)鏈路層提供傳輸數(shù)據(jù)的物理連接。在發(fā)動機機械損失的臺架測試總線系統(tǒng)，測試項目主要是油耗損失和信號電平兩項。這兩個測試項目直接反映了物理層的特征參數(shù)，同時測試結(jié)果的好壞也直接反映了臺架測試下的CNA總線設(shè)計的可行性[2]?；贑NA總線的臺架機械損失測試對照如表1所示。

3.2 實施數(shù)據(jù)修正

通過收集發(fā)動機在所有最大狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分析和總結(jié)，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、推力和油管壓力與溫度的變化關(guān)系繪制成曲線，分析和研究發(fā)動機在各穩(wěn)定狀態(tài)下，主要參數(shù)隨油變溫度的變化規(guī)律。發(fā)動機在室內(nèi)試車臺架上進(jìn)行機械損失測量時，通過發(fā)動機進(jìn)油系統(tǒng)時有壓力損失，并且對發(fā)動機有一定的迎面速度產(chǎn)生進(jìn)沖壓，使其地面靜止條件未得到滿足，外流沿發(fā)動機的靜壓變化和摩擦阻力會引起測量機械損失，發(fā)動機本身的排氣系統(tǒng)造成的環(huán)境靜壓降，對測量數(shù)值造成應(yīng)得損失影響。因此，需要對臺架發(fā)動機進(jìn)行測試，通過對燃油溫度、分析儀精準(zhǔn)度以及存儲油路等研究內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)修正，從而保障機械損失的測量準(zhǔn)確性[3]。

3.3 發(fā)動機機械損失測量

在發(fā)動機機械損失的臺架測量中，借助臺架測試臺，對發(fā)動機機械能供給系統(tǒng)進(jìn)行測量。同樣在發(fā)動機機械損失測量上，往往需要借助臺架測量法進(jìn)行重復(fù)性實驗，通過在規(guī)定的條件下，臺架測量接入形同的數(shù)據(jù)，通過測量出數(shù)據(jù)進(jìn)行有效計算。多次測試的開展，能夠減少偶然誤差對于機械損失量的影響，通過多次重復(fù)測量數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計分析，消除誤差較大的數(shù)據(jù)。同樣在臺架測量法對于發(fā)動機機械損失測量中，由于臺架測試系統(tǒng)本身的誤差問題，例如油溫溫度變化會對機械損失的測量影響較大，因此在實際的測量材料管理中，需要對干擾因素進(jìn)行優(yōu)化處理。例如，針對臺架測量系統(tǒng)本身，由于油量傳感器和密度傳感器測量設(shè)備本身的誤差問題，需要考查國際市場上，存在的所有測量原理的分析儀分別作對比，找出適合試驗臺架測量需求的分析儀類型。同樣在精確分析發(fā)動機燃油溫度變化，引起燃油能量變化系數(shù)中，需要對溫度變化帶來的能量沖擊進(jìn)行分析，通過可采用高精度燃油溫控設(shè)備來控制，確保溫差問題的有效規(guī)避。在機械損失的臺架測量中，對于分析儀設(shè)備到發(fā)動機這段存儲油路帶來的機械能消耗測量誤差原因，利用管路建設(shè)和壓力、溫度傳感器的布置等技術(shù)方法來分析控制[4]。

3.4 測量影響因素控制策略

在發(fā)動機機械損失臺架測試中，主要的處理影響因素涉及到發(fā)動機的燃油溫度、分析儀精準(zhǔn)度以及存儲油路等的影響。在燃油溫度策略控制中，由于很小的溫度變化，往往對臺架測量造成較大的影響，因此在實際的處理過程中，需要借助控制系統(tǒng)保障發(fā)動機良好的流量測量管控，確保溫度的變化越小越好。在分析儀精準(zhǔn)度控制上，為了降低伺服電機轉(zhuǎn)動帶來的測量壓力損失，在實際的分析儀器選擇上，需要選擇貼近臺架測試方法的分析儀器。在存儲油路的控制策略上，需要盡可能的降低存儲油路燃油的液體流動體積變化，從而降低發(fā)動機機械損失臺架測量的精準(zhǔn)度影響[5]。

3.5 發(fā)動機機械損失臺架測試結(jié)果分析

在發(fā)動機機械損失臺架測量的結(jié)構(gòu)分析中，需要對現(xiàn)有機械損失修正系數(shù)統(tǒng)計，借助多臺發(fā)動機機械損失計算，通過加權(quán)平均計算出修正參數(shù)，從而為發(fā)動機機械損失計算提供數(shù)據(jù)支撐。將發(fā)動機機械損失測量數(shù)值乘以修正系數(shù)，可以對臺架測量法下的發(fā)動機機械損失關(guān)系變化進(jìn)行計算，從而在發(fā)動機最大輸出狀態(tài)下進(jìn)行機械能損失測量，確保測試結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。通過對多次發(fā)動機臺架測試值金統(tǒng)計、分類和歸納，分析出發(fā)動機機械能損失與油溫的變化曲線。將在各溫度下，所統(tǒng)計的發(fā)動機測量機械能損失，繪制成理論范圍曲線，可計算得到各發(fā)動機機械損失油溫修正系數(shù)。同時，在發(fā)動機機械損失測量的過程中，對發(fā)動機臺架存儲油管、油溫等參數(shù)進(jìn)行測試，可以分析得出室內(nèi)臺架發(fā)動機機械損失原因，從而為優(yōu)化策略提供重要的理論支撐[6]。

3.6 臺架試驗策略方案的優(yōu)化策略

在發(fā)動機機械損失臺架測試中，針對當(dāng)前現(xiàn)有的問題，其優(yōu)化策略主要涉及到以下幾點：其一，分析儀優(yōu)化。采用移動式分析儀，將分析儀直接放置在發(fā)動機邊上，且靠近發(fā)動機進(jìn)油口的位置，盡量的減少分析儀到發(fā)動機之間的儲油管路距離。其二，存儲油管優(yōu)化。儲油管路采用統(tǒng)一口徑大小的不銹鋼管，不使用轉(zhuǎn)接頭來進(jìn)行存儲管拐彎，盡量避免直角拐彎，采用平順的方式進(jìn)行存儲。其三，油溫控制。儲油管路會接有燃油壓力調(diào)節(jié)閥和壓力傳感器，并且在存儲油管周圍包裹保溫材料，以此避免外界溫差對發(fā)動機機械損失測量造成的影響，同樣也可以借助延長測量時間，來降低氣泡的測量精度影響問題[7]。

在發(fā)動機性能評價上，由于氣缸的壓縮氣體溫度與壓力的恒定，導(dǎo)致其大小都在規(guī)定的負(fù)荷工作范圍內(nèi)對發(fā)動機的工作參數(shù)相適應(yīng)。因此，在發(fā)動機機械損失的臺架測量中，需要對于可計算指示功率與有效功率進(jìn)行比較，進(jìn)而確定實際的機械損失計算。在機械損失的臺架策略下，著重于溫度與存儲油管的優(yōu)化控制，在越接近恒值的情況下，其測量越準(zhǔn)確，越能夠為發(fā)動機的性能設(shè)計與維護(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)值，以此優(yōu)化工程發(fā)動機的管控質(zhì)量[8]。

4?; 結(jié)束語

由此可見，在發(fā)動機機械損失臺架測量中，由于機械能無法直接測試的限制，導(dǎo)致需要借助臺架測試實驗進(jìn)行數(shù)據(jù)計算分析。同樣在實際的測量中，需要與傳統(tǒng)的測量方法進(jìn)行優(yōu)劣對比，從而在實際的實驗設(shè)計上，確保相應(yīng)的影響因素得到有效修正，從而降低發(fā)動機機械損失臺架測量的不穩(wěn)定情況，為發(fā)動機的性能檢測提供重要的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

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