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        發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量方法分析

        2021-09-10 09:14:34許召龍楊洋方陽(yáng)
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2021年10期
        關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)分析

        許召龍 楊洋 方陽(yáng)

        摘要:在工業(yè)的發(fā)展中,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能往往影響著企業(yè)的相關(guān)效益。在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能處理中,需要重視機(jī)械損失測(cè)量,通過(guò)臺(tái)架測(cè)量方法的開(kāi)展,從而對(duì)摩擦、驅(qū)動(dòng)以及泵氣損失進(jìn)行測(cè)量,從而為發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。因此,本文主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量方法進(jìn)行研究分析,旨在通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)闡述,并提出相應(yīng)的實(shí)施策略,為發(fā)動(dòng)機(jī)的性能小組提供一定的參考價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī);機(jī)械損失;臺(tái)架測(cè)量;分析

        中圖分類(lèi)號(hào):U464? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):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(dòng)機(jī)性能的優(yōu)化改良。對(duì)當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試,不僅能夠有利于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)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(dòng)機(jī)的機(jī)械損失測(cè)量中,由于其狀態(tài)評(píng)估與性能評(píng)價(jià)相對(duì)較難,導(dǎo)致其實(shí)際的維護(hù)保養(yǎng)工作較難開(kāi)展。在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量中,運(yùn)用臺(tái)架測(cè)量方法,修正以往的臺(tái)架測(cè)量修正系數(shù),解決發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架小組問(wèn)題,進(jìn)而為發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定。

        1? 機(jī)械損失測(cè)量?jī)r(jià)值分析

        由于發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失越小,其性能越好,在機(jī)械損失的測(cè)量上,其準(zhǔn)確程度往往對(duì)后續(xù)的改進(jìn)與維護(hù)有著緊密的聯(lián)系。在常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量上,運(yùn)用的是到拖法與油耗法。因此,本文主要對(duì)臺(tái)架測(cè)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(yùn)作,當(dāng)冷卻水溫度與油溫達(dá)到正常的溫度,通過(guò)平衡電力測(cè)試的銜接,從而測(cè)定電力測(cè)功率的拖動(dòng)功率,從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失功率進(jìn)行測(cè)定,但是在到拖法進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量中,其實(shí)際的處理結(jié)果往往偏高,主要是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸穩(wěn)定壓強(qiáng)與實(shí)際的工況不足,因此在提高精準(zhǔn)度的處理上,不適合運(yùn)用到拖法。在油耗法的處理中,由于其主要對(duì)規(guī)定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行負(fù)荷特性處理,在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中,由于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失值進(jìn)行近似求解,無(wú)法對(duì)于機(jī)械損失量進(jìn)行準(zhǔn)確的處理。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量中,運(yùn)用臺(tái)架測(cè)量方法,重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)與分析上,通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的理論推理與實(shí)際推力進(jìn)行計(jì)算,借助數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行擬合計(jì)算,從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失近計(jì)算。相對(duì)于到拖法與油耗法,臺(tái)架測(cè)量法在機(jī)械損耗數(shù)字測(cè)量上更加精準(zhǔn),從而為發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)化提供保障[1]。

        2? 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量

        在臺(tái)架測(cè)量方法運(yùn)用到發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失值測(cè)量中,需要在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油管上,采集燃油流量信號(hào),以脈沖方式送給單片機(jī),單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器計(jì)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(shí)間流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油管的燃油量,借助相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算從而得到獲取的機(jī)械能數(shù)值。同樣在測(cè)量中單片機(jī)中的另一個(gè)定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器用于計(jì)時(shí),根據(jù)某段時(shí)間流過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油管的燃油量,即可測(cè)量該時(shí)段的平均進(jìn)油量,當(dāng)該段時(shí)間趨于無(wú)窮小時(shí),則為瞬時(shí)進(jìn)油量。在發(fā)動(dòng)機(jī)回油管上安裝一個(gè)活塞式流量傳感器,可得到該段時(shí)間的回油量,用進(jìn)油量減去回油量,從而計(jì)算其實(shí)際的機(jī)械能損失量。

        3? 臺(tái)架測(cè)量法的具體開(kāi)展方案

        3.1 測(cè)試臺(tái)架構(gòu)建

        在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失的臺(tái)架測(cè)量上,需要重視物理層測(cè)試臺(tái)架的構(gòu)建。搭建的物理層測(cè)試臺(tái)架系統(tǒng)測(cè)試主要工具為直流電源、信號(hào)發(fā)生器、示波器和萬(wàn)用表等。根據(jù)臺(tái)架測(cè)試的分層結(jié)構(gòu),其物理層的主要作用是信號(hào)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(dòng)機(jī)機(jī)械損失的臺(tái)架測(cè)試總線系統(tǒng),測(cè)試項(xiàng)目主要是油耗損失和信號(hào)電平兩項(xiàng)。這兩個(gè)測(cè)試項(xiàng)目直接反映了物理層的特征參數(shù),同時(shí)測(cè)試結(jié)果的好壞也直接反映了臺(tái)架測(cè)試下的CNA總線設(shè)計(jì)的可行性[2]?;贑NA總線的臺(tái)架機(jī)械損失測(cè)試對(duì)照如表1所示。

        3.2 實(shí)施數(shù)據(jù)修正

        通過(guò)收集發(fā)動(dòng)機(jī)在所有最大狀態(tài)下的穩(wěn)態(tài)性能參數(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)分析和總結(jié),將發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)在室內(nèi)試車(chē)臺(tái)架上進(jìn)行機(jī)械損失測(cè)量時(shí),通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油系統(tǒng)時(shí)有壓力損失,并且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的靜壓變化和摩擦阻力會(huì)引起測(cè)量機(jī)械損失,發(fā)動(dòng)機(jī)本身的排氣系統(tǒng)造成的環(huán)境靜壓降,對(duì)測(cè)量數(shù)值造成應(yīng)得損失影響。因此,需要對(duì)臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)對(duì)燃油溫度、分析儀精準(zhǔn)度以及存儲(chǔ)油路等研究?jī)?nèi)容進(jìn)行參數(shù)修正,從而保障機(jī)械損失的測(cè)量準(zhǔn)確性[3]。

        3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量

        在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失的臺(tái)架測(cè)量中,借助臺(tái)架測(cè)試臺(tái),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能供給系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。同樣在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量上,往往需要借助臺(tái)架測(cè)量法進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn),通過(guò)在規(guī)定的條件下,臺(tái)架測(cè)量接入形同的數(shù)據(jù),通過(guò)測(cè)量出數(shù)據(jù)進(jìn)行有效計(jì)算。多次測(cè)試的開(kāi)展,能夠減少偶然誤差對(duì)于機(jī)械損失量的影響,通過(guò)多次重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù),經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,消除誤差較大的數(shù)據(jù)。同樣在臺(tái)架測(cè)量法對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量中,由于臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)本身的誤差問(wèn)題,例如油溫溫度變化會(huì)對(duì)機(jī)械損失的測(cè)量影響較大,因此在實(shí)際的測(cè)量材料管理中,需要對(duì)干擾因素進(jìn)行優(yōu)化處理。例如,針對(duì)臺(tái)架測(cè)量系統(tǒng)本身,由于油量傳感器和密度傳感器測(cè)量設(shè)備本身的誤差問(wèn)題,需要考查國(guó)際市場(chǎng)上,存在的所有測(cè)量原理的分析儀分別作對(duì)比,找出適合試驗(yàn)臺(tái)架測(cè)量需求的分析儀類(lèi)型。同樣在精確分析發(fā)動(dòng)機(jī)燃油溫度變化,引起燃油能量變化系數(shù)中,需要對(duì)溫度變化帶來(lái)的能量沖擊進(jìn)行分析,通過(guò)可采用高精度燃油溫控設(shè)備來(lái)控制,確保溫差問(wèn)題的有效規(guī)避。在機(jī)械損失的臺(tái)架測(cè)量中,對(duì)于分析儀設(shè)備到發(fā)動(dòng)機(jī)這段存儲(chǔ)油路帶來(lái)的機(jī)械能消耗測(cè)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(lái)分析控制[4]。

        3.4 測(cè)量影響因素控制策略

        在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)試中,主要的處理影響因素涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油溫度、分析儀精準(zhǔn)度以及存儲(chǔ)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(duì)臺(tái)架測(cè)量造成較大的影響,因此在實(shí)際的處理過(guò)程中,需要借助控制系統(tǒng)保障發(fā)動(dòng)機(jī)良好的流量測(cè)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)的測(cè)量壓力損失,在實(shí)際的分析儀器選擇上,需要選擇貼近臺(tái)架測(cè)試方法的分析儀器。在存儲(chǔ)油路的控制策略上,需要盡可能的降低存儲(chǔ)油路燃油的液體流動(dòng)體積變化,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量的精準(zhǔn)度影響[5]。

        3.5 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)試結(jié)果分析

        在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量的結(jié)構(gòu)分析中,需要對(duì)現(xiàn)有機(jī)械損失修正系數(shù)統(tǒng)計(jì),借助多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失計(jì)算,通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算出修正參數(shù),從而為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失計(jì)算提供數(shù)據(jù)支撐。將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量數(shù)值乘以修正系數(shù),可以對(duì)臺(tái)架測(cè)量法下的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失關(guān)系變化進(jìn)行計(jì)算,從而在發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)械能損失測(cè)量,確保測(cè)試結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)多次發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架測(cè)試值金統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)和歸納,分析出發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能損失與油溫的變化曲線。將在各溫度下,所統(tǒng)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量機(jī)械能損失,繪制成理論范圍曲線,可計(jì)算得到各發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失油溫修正系數(shù)。同時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量的過(guò)程中,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架存儲(chǔ)油管、油溫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,可以分析得出室內(nèi)臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)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(tái)架試驗(yàn)策略方案的優(yōu)化策略

        在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)試中,針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有的問(wèn)題,其優(yōu)化策略主要涉及到以下幾點(diǎn):其一,分析儀優(yōu)化。采用移動(dòng)式分析儀,將分析儀直接放置在發(fā)動(dòng)機(jī)邊上,且靠近發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)油口的位置,盡量的減少分析儀到發(fā)動(dòng)機(jī)之間的儲(chǔ)油管路距離。其二,存儲(chǔ)油管優(yōu)化。儲(chǔ)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(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)管拐彎,盡量避免直角拐彎,采用平順的方式進(jìn)行存儲(chǔ)。其三,油溫控制。儲(chǔ)油管路會(huì)接有燃油壓力調(diào)節(jié)閥和壓力傳感器,并且在存儲(chǔ)油管周?chē)夭牧?,以此避免外界溫差?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失測(cè)量造成的影響,同樣也可以借助延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間,來(lái)降低氣泡的測(cè)量精度影響問(wèn)題[7]。

        在發(fā)動(dòng)機(jī)性能評(píng)價(jià)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)相適應(yīng)。因此,在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失的臺(tái)架測(cè)量中,需要對(duì)于可計(jì)算指示功率與有效功率進(jìn)行比較,進(jìn)而確定實(shí)際的機(jī)械損失計(jì)算。在機(jī)械損失的臺(tái)架策略下,著重于溫度與存儲(chǔ)油管的優(yōu)化控制,在越接近恒值的情況下,其測(cè)量越準(zhǔn)確,越能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的性能設(shè)計(jì)與維護(hù)提供準(zhǔn)確的數(shù)值,以此優(yōu)化工程發(fā)動(dòng)機(jī)的管控質(zhì)量[8]。

        4?; 結(jié)束語(yǔ)

        由此可見(jiàn),在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量中,由于機(jī)械能無(wú)法直接測(cè)試的限制,導(dǎo)致需要借助臺(tái)架測(cè)試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析。同樣在實(shí)際的測(cè)量中,需要與傳統(tǒng)的測(cè)量方法進(jìn)行優(yōu)劣對(duì)比,從而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上,確保相應(yīng)的影響因素得到有效修正,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失臺(tái)架測(cè)量的不穩(wěn)定情況,為發(fā)動(dòng)機(jī)的性能檢測(cè)提供重要的技術(shù)保障。

        參考文獻(xiàn):

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