CN101718629A - 汽车恒速发动机规定负荷加载检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车恒速发动机规定负荷加载检测方法，是汽车在底盘测功机上变速箱挂高速挡位，规定车速在发动机额定扭矩和全负荷最低燃料消耗率的转速范围，通过试验和计算，确定规定车速点发动机规定负荷的功率吸收装置加载恒力值，在发动机δ额定扭矩规定加载负荷工况下，功率吸收装置恒力控制加载，调整并稳定油门在规定车速点恒速检测车辆的动力性或燃料经济性，在具有良好准确性、有效性和操作性的同时，避免对技术状况较差的在用车辆或发动机造成损伤，从而提高了检测的安全性。
Description
技术领域
本方法是汽车在底盘测功机上，挂上变速箱高速挡，系统对车辆发动机恒力加载负荷为规定的δ百分比额定扭矩，调整和稳定油门踏板在规定车速恒速检测汽车的燃料经济性或动力性，属于汽车台试燃料经济性或动力性检测方法技术领域。
背景技术
现有两种在用汽车燃料经济性检测方法：一种是汽车全质量台试模拟路试负荷，在规定车速部分油门踏板位置约40％全负荷的发动机较小负荷工况下，检测汽车百公里燃料消耗量，这种方法台试模拟路试负荷的综合误差较大，对负荷误差和转速误差的敏感性太高等，无法保证燃料经济性检测的准确性。另一种是汽车恒速全负荷燃料消耗率检测方法，参见发明专利申请号200910205135.0《汽车恒速全负荷燃油消耗率检测方法》，是在车辆最大油门踏板位置发动机全负荷工况下，检测全负荷最低燃料消耗率，其缺陷是，对于某些高压喷油泵供油量过大或技术状况较差的在用车，较长时间检测可能会损伤车辆或发动机。
现有汽车动力性检测是在发动机全负荷工况下检测，虽然动力性检测时间相对较短，但在较大的发动机额定扭矩全负荷下，仍然有可能损伤在用车辆或发动机。
为消除上述现有检测方法的缺陷，提高技术状况较差在用车辆检测的安全性，本方法在车辆发动机规定负荷加载恒速稳态检测，提高在用车动力性和燃料经济性检测的准确性、操作性和安全性。
发明内容
从发动机不同负荷的速度特性曲线可知，全负荷最低油耗率不是发动机的最低油耗率，发动机的最低油耗率通常在85％全负荷左右，正如发动机全负荷最低油耗率具有规律一样，可以通过各种型号车用发动机的试验寻找到δ全负荷时的最低油耗率，通常δ可在65％～85％范围内选择设定为固定值，δ值过小则无法克服现有百公里油耗检测方法的缺陷，无法保证检测的准确性；δ值过大则无法克服全负荷加载检测方法的缺陷，无法保证使用年限较长或技术状况较差在用车的检测安全性。发动机δ额定扭矩与该负荷最低燃料消耗率转速与发动机额定扭矩转速相接近，为在用车恒速发动机规定负荷加载下进行动力性和燃料经济性检测的准确性提供了依据。
汽车恒速发动机规定负荷加载检测方法是：车辆在底盘测功机上挂上变速箱高速挡，规定车速点V1相应发动机转速在额定扭矩和规定负荷最低燃料消耗率gem的发动机转速范围内，底盘测功机和车辆整个系统对发动机输出的加载负荷等于δ发动机额定扭矩Mm，调整和稳定油门踏板位置在发动机规定输出标准状态的δ×Mm负荷下，在规定车速点稳态恒速进行动力性或燃料经济性检测，确定规定车速点发动机规定负荷的功率吸收装置加载恒力值F1的具体步骤如下：(1)通常设定规定车速点V1在45km/h～75km/h范围内，设定规定车速点的发动机附件消耗扭矩为η×Mm，η在0.05～0.1范围内；(2)采用自由和加载两次滑行法、两次恒力加载滑行法、增减惯量两次滑行法、反拖稳态测量法、一次滑行法的其中任一种方法，测量汽车空挡和底盘测功机整个传动系统在规定车速点V1的阻力Ff和损耗功率Pf；(3)可以通过参数计算法或标定法得到该车型规定挡位的车速与发动机转速之比值K，按标准状态下的功率修正方法，把标准状态下的规定负荷δ×Mm修正为检测状态下的Mmb，计算功率吸收装置在滚筒表面上的加载恒力值F1＝0.377×(Mmb-η×Mm-Ff×K/0.377)/K，计算可得发动机标准状态下的规定加载功率Ps＝δ×Mm×V1/(9549×K)，kW。
可以统计确定，货车直接挡55km/h、客车直接挡60km/h、乘用车次直接挡70km/h的发动机转速在δ×Mm负荷的最低燃料消耗率转速范围内，同时也在发动机额定扭矩转速范围内，如按发动机最大扭矩不小于0.75额定扭矩来判断车辆动力性合格，可以设定δ为0.75，当车辆发动机最大扭矩大于0.75×Mm，即可在发动机规定0.75×Mm加载负荷下的规定车速点恒速稳态检测，则评价动力性合格；如车辆发动机最大扭矩小于0.75×Mm，即该挡位无法在0.75×Mm加载负荷下的规定车速点恒速稳态检测，则评价动力性不合格。也可在δ×Mm负荷加载下在规定车速点恒速较长时间测量燃料消耗量。功率吸收装置可以采用恒力控制，操作人员通过调整和稳定油门踏板在规定车速点恒速检测，保证发动机的输出功率稳定。
本方法的技术特点：本方法比现有在用车全质量百公里油耗检测发动机约40％全负荷的工况负荷更大，有利于提高燃料消耗量的检测精度，而且没有台试模拟路试的各种误差，可在发动机规定负荷下进行车型百公里油耗量的标定，在相同发动机规定负荷下对在用车进行百公里油耗检测，与标定值进行比较和评价。本方法比全负荷加载的工况负荷减小了约25％，况且是在中速工况，可避免全负荷加载较长时间检测对技术状况较差在用车辆和发动机的损伤。与现有发动机全负荷动力性检测不同，本方法的动力性检测可以发动机规定负荷判断点能否稳态检测来评价合格与否，而且，还可以把燃料经济性检测与动力性检测合二为一，大大提高了各种性能的检测效率、准确性、操作性和安全性。
附图说明
说明书附图是柴油车两种负荷的速度特性曲线，其中曲线1为全负荷的ge、Me曲线，曲线2为75％全负荷的ge、Me曲线，Me为发动机输出扭矩，N·m，ge为燃料消耗率，g/(kW·h)，n为发动机转速，r/min。由曲线可知：额定扭矩点的发动机转速与75％全负荷最低油耗率gem的发动机转速相接近，ge曲线随转速的变化较平缓，规定挡位和规定车速的发动机转速相对gem发动机转速的一定误差对检测燃料消耗率影响不大，而且，扭矩曲线变化也较平缓，转速误差对动力性检测的扭矩误差也影响不大。
具体实施方式
以一台国产1090系列货车恒速发动机规定负荷加载检测燃料消耗率和动力性来说明该方法的具体实施方式：该车辆的发动机额定功率为99kW/2800r/min，最大扭矩为382Nm/1700r/min，直接挡传动比为1，主减速比6.33，轮胎半径0.493m，设δ＝0.75。
1、规定车速点V1为55km/h，直接挡在该车速点发动机附件消耗扭矩设为0.07×382＝26.74Nm。
2、已知底盘测功机和该车型空挡传动系的当量惯量，采用一次滑行法测得汽车空挡和底盘测功机整个传动系统在55km/h车速点的阻力为760N，阻力功率为11.6kW。
3、通过参数计算法可得该车型直接挡的车速与发动机转速之比值K＝0.377×0.493/(1×6.33)＝0.02936，试验环境状态与标准状态相近，简化后，对标准状态下的发动机规定负荷不进行检测状态下的修正，计算可得F1＝0.377×(0.75×382-26.74-760×0.02936/0.377)/0.02936＝2575N。计算发动机输出功率Ps＝(0.75×382×55/(9549×0.02936)＝56.2kW。如未知车型有关参数，可采用标定法来确定K值，也可建立K值数据库，资源共享。
4、车辆在底盘测功机上，变速箱挂直接挡，功率吸收装置恒力控制加载2575N，操作人员调整并稳定油门在55km/h车速恒速稳态，当车辆油门和台架系统恒速稳定后，如按规定检测距离不少于500m，可连续测量40秒的柴油消耗量Qδm为145.4g。车辆能够恒速稳态检测，评价车辆动力性合格。如果车辆最大油门直接挡无法在该负荷55km/h车速恒速稳态检测，则发动机动力性小于75％发动机额定扭矩，判定动力性不合格。也可停止燃料经济性检测，对动力性不合格的发动机进行燃料经济性检测无意义。
5、计算75％全负荷工况的检测最低燃料消耗率gδm＝3600×145.4/(40×56.2)＝232.8g/(kW·h)。该发动机标定全负荷最低油耗率为230g/(kW·h)，从发动机万有曲线可知75％全负荷时的最低油耗率约为220g/(kW·h)，也可以通过试验和统计确定75％额定扭矩时的发动机最低油耗率，如果规定限值为110％×220＝242g/(kW·h)，该车辆燃料经济性合格。
本方法具有检测方便、快捷的优点，在发动机工作常见负荷区域的中间工况负荷检测，提高了检测和判断的有效性。在进行动力性和燃料经济性检测时，避免对在用车辆和发动机造成损伤，提高了检测的安全性。本方法具有良好的检测准确性、操作性、安全性和有效性。
Claims (1)
1.汽车恒速发动机规定负荷加载检测方法，是汽车在底盘测功机上，在发动机规定加载负荷工况下，恒速稳态进行动力性和燃料经济性检测的一种方法，其特征在于：车辆在底盘测功机上挂上变速箱高速挡，规定车速点V1相应发动机转速在额定扭矩和规定负荷最低燃料消耗率gem的发动机转速范围内，底盘测功机和车辆整个系统对发动机输出的加载负荷等于δ发动机额定扭矩Mm，调整和稳定油门踏板位置在发动机规定输出标准状态的δ×Mm负荷下，在规定车速点稳态恒速进行动力性或燃料经济性检测，确定规定车速点发动机规定负荷的功率吸收装置加载恒力值F1的具体步骤如下：(1)通常设定规定车速点V1在45km/h～75km/h范围内，设定规定车速点的发动机附件消耗扭矩为η×Mm，η在0.05～0.1范围内；(2)采用自由和加载两次滑行法、两次恒力加载滑行法、增减惯量两次滑行法、反拖稳态测量法、一次滑行法的其中任一种方法，测量汽车空挡和底盘测功机整个传动系统在规定车速点V1的阻力Ff；(3)可以通过参数计算法或标定法得到该车型规定挡位的车速与发动机转速之比值K，按标准状态下的功率修正方法，把标准状态下的规定负荷δ×Mm修正为检测状态下的Mmb，计算功率吸收装置在滚筒表面上的加载恒力值F1＝0.377×(Mmb-η×Mm-Ff×K/0.377)/K，计算可得发动机标准状态下的规定加载功率Ps＝δ×Mm×V1/(9549×K)，kW。
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