发动机台架测试技术.ppt

主要内容 概述 发动机测试的特点 测试技术的发展 测量参数及测试设备 动力性 经济性 排放 数据采集及虚拟仪器技术 汽车发动机测试系统 发动机台架测试系统 排放法规及排放测试系统 概述 动力系统 稳态台架 动态台架 发动机测试特点 测量参数多，如扭矩、转速、压力、温度、流量、排放、噪声、位移等，涉及的测试技术、测试设备和测试方法也多种多样。 试验项目多，包括动力性、经济性、排放试验、可靠性、耐久性、热冲击试验、热平衡试验等。 测试技术的发展 测试技术的发展 趋向于采用计算机控制和数据处理的智能化测试。 试验台架的自动化和网络化。 从稳态测试向动态测试发展。 主要内容 基础知识 被测量获取的基本概念 基础知识 各部分功能 (1) 传感器：把非电物理量按一定的物理规律转换 成电量的装置。它包括敏感元件、传感元件及 转换元件。 敏感元件：感受被测物理量的变化； 传感元件：传递被测物理量的变化； 转换元件：把被测物理量转换成电量。 基础知识 (2) 测量电路：对传感器输出信号进行放大、滤波、 转换等处理，使之能够被显示记录装置记录。 (3) 显示记录装置：以人能感知的方式，输出被测 量。如模拟表、数字表、显示器、示波器、磁 带机、计算机存储装置等。 基础知识 基础知识 电阻式传感器：直线位移型 图中触点C沿变阻器表面移动的距离x与A、C两点 间的电阻值R之间有如下关系： 式中：kt为单位长度中的电阻，当导线分 布均匀时为一常数，此时传感器的输出 （电阻）与输入（位移）间为线性关系， 传感器的灵敏度相应地为： 基础知识 电阻应变式传感器 当金属电阻丝受拉或受压时，电阻丝的长度和横 截面积将发生变化，且电阻丝的电阻率也发生变化 （这一现象称为压阻效应），因此导线的电阻值发生 变化。 基础知识 电阻应变式传感器 粘贴式金属丝应变片可用于应力分析，也可用作 为传感器。由于可测的电阻值变化要求导线长度很 长，因而要将导线按一定的形状（通常为栅状）曲折 地贴在由浸渍过绝缘材料的纸衬或合成树脂组成的载 体上。图中给出这种应变片的一种典型结构型式。 基础知识 半导体应变片的工作原理： 基于半导体材料的压阻效应。所谓的压阻效应 是指单晶半导体材料沿某一轴向受外力作用时，其 电阻随之发生变化。从半导体物理可知，单晶半导 体在外力作用下，原子点阵排列规律会发生变化， 导致载流子迁移率及载流子浓度产生变化，从而引 起电阻率的变化。 基础知识 功率测量 Pe=Tt×n/9550 Pe –有效功率kW Tt –输出扭矩N.m n –输出轴转速r/min 功率测量 测功器 在发动机台架试验中作为负载，实现测定工况的调节。由制动器，测力机构，测速装置和控制系统组成。 制动器调节发动机的负载，把吸收功率转换为热能或电能 测力机构和测速装置测量发动机输出扭矩及输出轴转速 测功器带有自动调节和控制系统，实现转速和扭矩的闭环控制 功率测量 功率测量 测功器的基本要求 在发动机工作转速和扭矩范围内形成稳定的运转工况 能平顺而足够精细的调节负载 能足够准确的测定负载 操作简单安全可靠 功率测量 水力测功器 - 工作原理 制动器由转子和外壳组成，外壳由滚动轴承支撑，可以自由摆动 在制动器的转子和外壳之间充满水，工作时水由转子带动获得动量矩并传递给外壳，并从测力机构指示出力的大小 发动机输出功率以水分子摩擦生热的形式带走 制动力矩的大小通过改变水层厚度来调节 功率测量 水力测功器 – 特点及应用 结构简单，价格相对比较便宜 主要应用于产品出厂检测和耐久性试验 功率测量 电涡流测功器 – 工作原理 制动器由定子和转子组成，可以自由摆动的定子外壳伸出力臂以测量扭矩 直流电通过励磁绕阻产生磁通，感应子旋转时涡流环相应部位磁通不断变化，在涡流环表面产生感应电势而形成涡电流，阻止磁通的变化，从而引起感应子的制动作用 制动器吸收的功率全部转化成热量，通过冷却水带走 功率测量 电涡流测功器 – 特点及应用 低惯量，精度高，稳定性好 结构简单，维护方便，便于自动控制 多用于内燃机的开发与研究试验 功率测量 1.直流电力测功机??? 结构：??? 由转子，定子外壳（浮动于支座），测力机构（拉压力传感器）构成。结构简图如下： 功率测量 直流电力测功机 测功机作发电机??? 发动机带动转子旋转，制动力矩与发动机的驱动力矩平衡。制动力矩的反力矩作用于定子，欲使定子转动，但被测力机构约