CN103364196B - 发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，包括如下步骤：①将待测的发动机与测功机相连接；②发动机怠速运行；③向发动机施加一个小于怠速能带最大负荷的固定扭矩，并在此固定扭矩下保持发动机稳定运行至少5分钟，同时检测发动机在加载扭矩稳定后的输出特性；④将发动机的油门从怠速位置提升至100％并保持至少30秒，同时检测发动机在油门开始提升至30秒结束的过程中的输出特性；⑤将油门从100％回位至怠速位置并稳定运行至少1分钟，控制油门的回位时间为2秒，同时检测发动机在油门回位后的输出特性；⑥重复步骤②至⑤至少3次。该方法可以精确地测试出发动机在定扭矩条件下的瞬态输出特性，从而可以给工程人员提供精确的参考数据。

Description

发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法

技术领域

本发明涉及一种发动机瞬态性能测试方法，特别涉及一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法。

背景技术

发动机的输出特性是衡量发动机性能好坏的最重要指标，当前广泛采用的测试方法是在试验室条件下采用测功机等设备，在发动机的稳态运行状态下检测发动机的输出特性。这种测试方法的结果所反映的是发动机在稳定运行一段时间时的平均输出特性。但是实践中，特别是工程机械的发动机，受到路面平整度、路面铺装阻力、冲击载荷以及频繁启停等瞬态工况影响，发动机的载荷是一个不断变化的数值。所以工程机械发动机需要能应付瞬时冲击的载荷，还需要迅速输出功率给工作装置达到施工的目的(如轮式装载机和螺杆空压机上所用的发动机)。在这种类型的发动机开发中，工程人员更为关心发动机的瞬态输出特性是否满足实际使用需求。

用传统的测试方法所得到的发动机输出特性无法反映发动机的瞬态输出特性，不能满足对这种瞬态需求的评价，因此只能盲目装车试验再改进，导致发动机的开发周期很长，且整车试验条件的重复性很难保持一致，很容易造成误判。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺空白，提供一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，该方法可以精确地测试出发动机在定扭矩条件下的转速提升输出特性，从而可以给工程人员提供精确的参考数据，提升匹配传动系统匹配准确性。

为实现上述目的，本发明公开如下技术方案：

一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，包括如下步骤：

①将待测的发动机与测功机相连接；

②发动机怠速运行；

③向发动机施加一个小于怠速能带最大负荷的固定扭矩(即施加一个小于发动机怠速状态下的最大带载荷能力的固定扭矩)，并在此固定扭矩下保持发动机稳定运行至少5分钟，同时检测发动机在加载扭矩稳定后的输出特性；

④将发动机的油门从怠速位置提升至100％并保持至少30秒，同时检测发动机在油门开始提升至30秒结束的过程中的输出特性变化经历；

⑤将油门从100％回位至怠速位置并稳定运行至少1分钟，控制油门的回位时间为2秒，同时检测发动机在油门回位后的输出特性；

⑥重复步骤②至⑤至少3次。

进一步地，所述步骤③中固定扭矩的最小值为发动机怠速状态下带负荷能力的5％，最大值为发动机怠速状态下带负荷能力的80％，并且该固定扭矩小于或等于发动机额定功率所对应的扭矩。

进一步地，所述步骤④中油门从怠速位置至100％的提升时间为0.2秒。

进一步地，所述步骤④中测功机在油门加载直至加载稳定保持至少30秒的测试过程中的扭矩波动限值在±40％以内。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、对怠速状态下的发动机施加一个固定扭矩，然后再将油门从怠速位置迅速提升至100％，检测整个过程中的发动机输出特性变化，就可以得到与发动机的瞬态性能相关的检测结果，不断调整这个固定扭矩的大小，就可通过分析检测结果得到发动机的瞬态性能曲线，从而给工程人员对传动系统的匹配提供精确的参考数据。

2、步骤③中，施加了固定扭矩后让发动机稳定运行至少5分钟，可以稳定发动机的下增压器转速和排气温度，提高发动机加速过程的重复性准确性。

3、步骤④中，油门0.2秒的提升时间有利于在油门提升过程中保持较好的一致性，油门在100％位置保持至少30秒有助于稳定发动机的下增压器转速和排气温度。

4、测功机在测试过程中的扭矩波动限值在±40％以内可以有效地避免测功机扭矩波动过大影响到发动机的转速提升过程的准确性，同时这个规定也是为了给在不同的试验台架一个操作限值，能让不同台架测出的数据可以更准确，以便用于工程技术人员在发动机开发中进行的参考对比分析。

5、步骤⑤中，油门以2秒的慢速回位并在怠速位置稳定运行至少1分钟，有助于让发动机能更快的回到加速前的状态，并让增压器转速和排气温度更快稳定下来。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图；

图2是怠速油门加载200Nm扭矩的提速瞬态试验测试结果。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的优选具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，如图1所示，包括如下步骤：

①将待测的发动机与测功机相连接；

②发动机怠速运行；

③向发动机施加一个小于怠速能带最大负荷的固定扭矩(即施加一个小于发动机怠速状态下的最大带载荷能力的固定扭矩)，并在此固定扭矩下保持发动机稳定运行至少5分钟，同时检测发动机在加载扭矩稳定后的输出特性；

④将发动机的油门从怠速位置提升至100％并保持至少30秒，同时检测发动机在油门开始提升至30秒结束的过程中的输出特性变化经历；

⑤将油门从100％回位至怠速位置并稳定运行至少1分钟，控制油门的回位时间为2秒，同时检测发动机在油门回位后的输出特性；

⑥重复步骤②至⑤至少3次。

为了能够确保在试验中得到完整的数据，上述步骤③中固定扭矩的最小值为发动机怠速状态下带负荷能力的5％，最大值为发动机怠速状态下带负荷能力的80％，并且该固定扭矩小于或等于发动机额定功率所对应的扭矩。由于发动机排气管的温度对于瞬态响应的快慢有影响，所以还需要在怠速加载固定扭矩后，再让发动机稳定运行至少5分钟，以稳定发动机的下增压器转速和排气温度，排除对瞬态性能测量的不利因素。

上述步骤④中油门从怠速位置至100％的提升速度要足够快，这样才能达到模拟瞬态载荷冲击的目的，即必须是迅速的提升。经过试验对比，当这个从怠速到100％的油门提升时间为0.2秒时，可以得到比较理想的油门提升过程一致性。步骤④中，油门在提升至100％后保持位置至少30秒，其目的也是为了让发动机在工况突变后有足够的时间稳定增压器转速和排气温度。

步骤⑤中，油门回位的速度要慢，2秒的回位时间和回位后至少稳定运行1分钟，都是为了让发动机更快的回到稳定加速前状态，同时发动机增压器转速和排气温度更稳定。

测功机的扭矩波动过大会直接影响发动机的转速提升测量结果，测功机在油门加载直至加载稳定保持至少30秒的测试过程中的扭矩波动限值控制在±40％以内。

步骤⑥的目的是为了能够得到至少3个偏差范围不超过10％的测试结果。

如图2所示，是在步骤③中的固定扭矩设定为200Nm的条件下对发动机进行了测试后得到的数据曲线。测试过程中需要记录的数据有：记录时间、转速、扭矩、油门位置、中冷前压力、中冷后压力、涡前压力、不透光烟度、爆压和增压器转速(可选)。

当怠速加载的扭矩(单位：Nm)分别为100、200、300和400时，可以得到表一所列出的数据：

表一

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将待测的发动机与测功机相连接；

②发动机怠速运行；

③向发动机施加一个小于怠速能带最大负荷的固定扭矩，并在此固定扭矩下保持发动机稳定运行至少5分钟，同时检测发动机在加载所述固定扭矩稳定后的输出特性；

④将发动机的油门从怠速位置提升至100％并保持至少30秒，同时检测发动机在油门开始提升至30秒结束的过程中的输出特性变化经历；

⑤将油门从100％回位至怠速位置并稳定运行至少1分钟，控制油门的回位时间为2秒，同时检测发动机在油门回位后的输出特性；

⑥重复步骤②至⑤至少3次；

其中,所述步骤④中油门从怠速位置至100％的提升时间为0.2秒；

所述步骤③中固定扭矩的最小值为发动机怠速状态下带负荷能力的5％，最大值为发动机怠速状态下带负荷能力的80％，并且该固定扭矩小于或等于发动机额定功率所对应的扭矩。

2.根据权利要求1所述的发动机瞬态性能定扭矩转速提升测试方法，其特征在于，所述步骤④中测功机在油门加载直至加载稳定保持至少30秒的测试过程中的扭矩波动限值在±40％以内。