CN112051065A - 一种发动机制动系统测试方法 - Google Patents

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CN112051065A CN202010835290.7A CN202010835290A CN112051065A CN 112051065 A CN112051065 A CN 112051065A CN 202010835290 A CN202010835290 A CN 202010835290A CN 112051065 A CN112051065 A CN 112051065A
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Abstract

本发明公开了一种发动机制动系统测试方法，主要包括：步骤一、进行发动机制动系统试验，分别检测发动机制动工作与不工作时的制动阻功率、以及变速器置于空挡时的传动系阻功率或车辆行驶阻功率；步骤二、数据处理：根据步骤一检测的数据分别计算发动机制动功率及发动机制动贡献功率。其中，发动机制动系统试验采用底盘测功机试验方法或道路试验方法。本发明所提供的测试方法操作简单，通过底盘测功机或者道路试验可以快速对发动机制动系统进行测试和评价，提出发动机制动功率和发动机制动贡献功率两个指标作为评价和检验标准，提高了试验效率和精度。

Description

一种发动机制动系统测试方法
技术领域
本发明涉及一种发动机制动系统测试方法，将发动机制动功率和发动机制动贡献功率两个指标作为评价和检验标准，属于商用汽车的评价方法技术领域。
背景技术
发动机制动是指利用发动机制动抬起油门踏板，但不踏下离合器，利用发动机的压缩行程产生的压缩阻力，内摩擦力和进排气阻力对驱动轮形成制动作用，使之对汽车进行制动。发动机制动作为辅助制动装置广泛运用于大型客车和重型商用车上，有效降低传统刹车的机械磨损，提高使用寿命；确保行车的安全性，降低车辆的使用维护成本，提升运输效率。
专利文献1公开了一种车辆功率测试方法和车辆底盘测功机，采用车辆底盘测功机对测试车辆发动机的动力输出变化进行室内试验测试。
专利文献2公开了一种用于车辆缓速的发动机制动方法，解决了现有技术中发动机中低转速时制动功率太低的问题，消除了高转速制动带来的高载荷和高排温等失效模式，改进了发动机制动运作的可靠性和耐久性。
专利文献3公开了一种发动机制动功率控制方法及系统，当接到制动控制指令时，首先根据预设初始参数对发动机进行初始制动控制；之后按照预设时间间隔获取各个数据采集点所对应的行车车速；然后根据各个数据采集点所对应的行车车速计算相应的目标输出制动功率，根据该目标输出制动功率查表确定对应的目标参数，最后控制各种阀达到目标参数对应的状态。
然而，现有技术均没有有效方法评价发动机制动系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种发动机制动系统测试方法，通过底盘测功机和道路试验设计多种方法测量发动机制动系统功率，提出发动机制动功率和发动机制动贡献功率两个指标作为评价和检验标准。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种发动机制动系统测试方法，主要包括以下内容：
步骤一、进行发动机制动系统试验，分别检测发动机制动工作与不工作时的制动阻功率、以及变速器置于空挡时的传动系阻功率或车辆行驶阻功率；
步骤二、数据处理：根据步骤一检测的数据分别计算发动机制动功率及发动机制动贡献功率。
进一步地，所述步骤一中，发动机制动系统试验采用底盘测功机试验方法或道路试验方法。
更进一步地，所述底盘测功机试验方法包括以下步骤：
S1.将车辆固定在底盘测功机上，先进行预热，使发动机水温、油温达到正常运行温度；
S2.测功机设置为恒速模式，对车辆进行反拖；
S3.变速器置于直接档，分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2；
S4.变速器置于空档，测量传动系与发动机脱开后的传动系阻功率P3。
更进一步地，所述步骤S3分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2，在发动机工作转速范围内，由低到高依次改变转速，选取多个测量点分别进行测量。
更进一步地，所述步骤S3及步骤S4，当测功机显示的功率稳定后，开始进行测量，每个点测量时间30s，同时记录车速、发动机转速、排气背压信号。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用底盘测功机试验时，所述数据处理包括：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P1-P3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P1-P2；
式中：P1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P3—脱开发动机变速箱空档时的传动系阻功率。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用道路试验方法包括以下步骤：
S1.确定发动机制动工作时的制动阻功率P’1：
1.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
1.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，再开启发动机制动装置，记录车辆从V2＝V+ΔV减速至V1＝V-ΔV所需时间t1，
式中：ΔV≤5km/h，V为选定试验车速，km/h；同时记录排气背压；
1.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
1.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000031
S2.确定发动机制动不工作时的阻功率P’2：
2.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
2.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，发动机制动装置不工作，记录车辆速度、时间；
2.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
2.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000032
S3.确定变速器空挡时的车辆行驶阻功率P’3：
3.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
3.2)松开油门踏板，变速器置于空挡，启动数据采集装置，记录车辆速度、时间；
3.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
3.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000033
更进一步地，所述步骤S1还包括：
1.5)重复步骤1.1)至步骤1.4)若干次，使时间平均值
Figure BDA0002639459660000034
的统计准确度a不超过3％；
准确度
Figure BDA0002639459660000035
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure BDA0002639459660000041
n—试验次数。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用道路试验方法时，所述数据处理包括：
4.1)按下式分别计算所述阻功率P’1、P’2、P’3：
Figure BDA0002639459660000042
式中：P’—功率，kW；
ΔV—与车速V的速度偏差，km/h；
M—试验质量，kg；
T—平均时间，s；
4.2)计算制动功率及贡献功率：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P’1-P’3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P’1-P’2；
式中：P’1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P’2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P’3—脱开发动机变速箱空档时的行驶阻功率。
本发明的优点在于：
本发明所提供的测试方法操作简单，通过底盘测功机或者道路试验可以快速对发动机制动系统进行测试和评价，提高了试验效率和精度。
附图说明
图1本发明实施例1测试系统的结构示意图；
图2本发明测试方法的工作流程图。
具体实施方式
首先对相关定义进行说明：
发动机制动：由发动机气门制动器、排气制动阀、发动机(包含附件)寄生阻力所产生的制动。其中发动机气门制动器、排气制动阀可以联合制动或者单独制动，但它们都包括发动机寄生阻力制动。
排气制动阀制动：排气制动阀单独工作时的制动，简称排气制动。
发动机气门制动：发动机气门制动器单独工作时的制动。
发动机寄生阻力制动：发动机运动摩擦及驱动水泵、油泵、气泵、发电机等部件消耗能量而产生的制动。
发动机制动排气背压：发动机制动工作时，排气门背部与排气制动阀之间排气管内的气体压力。
发动机制动功率：发动机制动工作时所产生的制动阻功率与车辆空档时阻功率之差，其包含发动机寄生阻功率。
发动机制动贡献功率：发动机制动功率与发动机寄生阻功率之差。
发动机制动实效功率：指在实际道路行驶时，发动机制动所产生的制动功率，即发动机制动功率与车辆道路行驶阻功率之和。
测试前需对车辆进行检查，保证车辆处于正常运行状态并进行过磨合行驶；轮胎压力应满足汽车技术条件要求；检查确认发动机制动工作正常，确认发动机至排气制动阀之间管路不漏气，排气制动阀处于正常工作状态；底盘测功机试验时车辆不需要加载，道路试验时，除有特殊规定之外，试验车辆为满载。
在底盘测功机上试验时室内温度20-30℃；车辆在道路上进行试验时气象条件为：无雨、无雾天气，相对湿度＜95％，气温≥5℃，风速≤3m/s。
试验设备和仪器包括：底盘测功机系统、车速仪、转速传感器、压力传感器、风速和温度传感器、大气压计等。
实施例
一种发动机制动系统测试方法，主要包括以下内容：
步骤一、进行发动机制动系统试验，分别检测发动机制动工作与不工作时的制动阻功率、以及变速器置于空挡时的传动系阻功率或车辆行驶阻功率；
步骤二、数据处理：根据步骤一检测的数据分别计算发动机制动功率及发动机制动贡献功率。
进一步地，所述步骤一中，发动机制动系统试验采用底盘测功机试验方法或道路试验方法。
更进一步地，所述底盘测功机试验方法包括以下步骤：
S1.将车辆固定在底盘测功机上，先进行预热，使发动机水温、油温达到正常运行温度；
S2.测功机设置为恒速模式，对车辆进行反拖；
S3.变速器置于直接档，分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2；
S4.变速器置于空档，测量传动系与发动机脱开后的传动系阻功率P3。
更进一步地，所述步骤S3分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2，在发动机工作转速范围内，由低到高依次改变转速，选取多个测量点分别进行测量。
更进一步地，所述步骤S3及步骤S4，当测功机显示的功率稳定后，开始进行测量，每个点测量时间30s，同时记录车速、发动机转速、排气背压信号。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用底盘测功机试验时，所述数据处理包括：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P1-P3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P1-P2；
式中：P1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P3—脱开发动机变速箱空档时的传动系阻功率。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用道路试验方法包括以下步骤：
S1.确定发动机制动工作时的制动阻功率P’1：
1.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
1.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，再开启发动机制动装置，记录车辆从V2＝V+ΔV减速至V1＝V-ΔV所需时间t1，
式中：ΔV≤5km/h，V为选定试验车速，km/h；同时记录排气背压；
1.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
1.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000071
S2.确定发动机制动不工作时的阻功率P’2：
2.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
2.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，发动机制动装置不工作，记录车辆速度、时间；
2.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
2.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000072
S3.确定变速器空挡时的车辆行驶阻功率P’3：
3.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
3.2)松开油门踏板，变速器置于空挡，启动数据采集装置，记录车辆速度、时间；
3.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
3.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000073
更进一步地，所述步骤S1还包括：
1.5)重复步骤1.1)至步骤1.4)若干次，使时间平均值
Figure BDA0002639459660000074
的统计准确度a不超过3％；
准确度
Figure BDA0002639459660000075
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure BDA0002639459660000076
n—试验次数。
更进一步地，所述发动机制动系统试验采用道路试验方法时，所述数据处理包括：
4.1)按下式分别计算所述阻功率P’1、P’2、P’3：
Figure BDA0002639459660000081
式中：P’—功率，kW；
ΔV—与车速V的速度偏差，km/h；
M—试验质量，kg；
T—平均时间，s；
4.2)计算制动功率及贡献功率：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P’1-P’3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P’1-P’2；
式中：P’1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P’2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P’3—脱开发动机变速箱空档时的行驶阻功率。
实施例1底盘测功机试验方法，包括以下步骤：
1)将车辆固定在底盘测功机上，先进行预热，使发动机水温、油温达到正常运行温度。
2)测功机设置为恒速模式，对车辆进行反拖。
3)变速器置于直接档，分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2。
4)变速器置于空档，测量传动系与发动机脱开后的传动系阻功率P3。
5)在发动机工作转速范围内，由低到高依次改变转速进行测量，适当的分布8个以上的测量点。
6)当测功机显示的功率稳定后，开始测量，每个点测量时间30s。同时记录车速、发动机转速、排气背压等信号。
7)数据处理：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P1-P3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P1-P2；
式中：P1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P3—脱开发动机变速箱空档时的传动系阻功率。
实施例2道路试验方法，包括以下步骤：
1.发动机制动工作时的制动阻功率(即发动机制动实效功率)确定：
1.1启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
1.2松开油门踏板，启动数据采集装置，再开启发动机制动装置，记录车辆从V2＝V+ΔV减速至V1＝V-ΔV所需时间t1。式中：ΔV≤5km/h，V为选定试验车速，km/h。同时记录排气背压；
1.3在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2。
1.4取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure BDA0002639459660000091
1.5重复上述试验数次(≥3次)，使时间平均值
Figure BDA0002639459660000092
的统计准确度a不超过3％。
统计准确度的定义为：
Figure BDA0002639459660000093
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure BDA0002639459660000094
n—试验次数。
表1
Figure BDA0002639459660000095
2.发动机制动不工作时的阻功率确定
2.1启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速。
2.2松开油门踏板，启动数据采集装置，发动机制动装置不工作，记录车辆速度、时间。
2.3其它同1.3-1.5
3.变速器空挡时的车辆行驶阻功率确定
3.1启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速。
3.2松开油门踏板，变速器置于空挡，启动数据采集装置，记录车辆速度、时间。
3.3其它同1.3-1.5
4数据处理
4.1按下式分别计算上述1、2、3的阻功率P’1、P’2、P’3：
Figure BDA0002639459660000101
式中：P’—功率，kW；
ΔV—与车速V的速度偏差，km/h；
M—试验质量，kg；
T—平均时间，s。
4.2计算制动功率及贡献功率：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P’1-P’3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P’1-P’2；
式中：P’1—发动机制动装置工作时的制动阻功率(发动机制动实效功率)；
P’2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P’3—脱开发动机变速箱空档时的行驶阻功率。
不同于测功机试验时车辆受到的阻力，道路试验时车辆受到的阻力包括了风阻和滚阻，也就是车辆在行驶中受到的阻力。

Claims (10)

1.一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，包括：
步骤一、进行发动机制动系统试验，分别检测发动机制动工作与不工作时的制动阻功率、以及变速器置于空挡时的传动系阻功率或车辆行驶阻功率；
步骤二、数据处理：根据步骤一检测的数据分别计算发动机制动功率及发动机制动贡献功率。
2.如权利要求1所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所属发动机制动系统试验采用底盘测功机试验方法，所述底盘测功机试验方法包括以下步骤：
S1.将车辆固定在底盘测功机上，先进行预热，使发动机水温、油温达到正常运行温度；
S2.测功机设置为恒速模式，对车辆进行反拖；
S3.变速器置于直接档，分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2；
S4.变速器置于空档，测量传动系与发动机脱开后的传动系阻功率P3。
3.如权利要求2所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述步骤S3分别测量发动机制动工作与不工作时的制动阻功率P1及P2，在发动机工作转速范围内，由低到高依次改变转速，选取多个测量点分别进行测量。
4.如权利要求2所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述步骤S3及步骤S4，当测功机显示的功率稳定后，开始进行测量，每个点测量时间30s，同时记录车速、发动机转速、排气背压信号。
5.如权利要求2所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述数据处理包括：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P1-P3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P1-P2；
式中：P1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P3—脱开发动机变速箱空档时的传动系阻功率。
6.如权利要求1所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述发动机制动系统试验采用道路试验方法，道路试验方法包括以下步骤：
S1.确定发动机制动工作时的制动阻功率P’1：
1.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
1.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，再开启发动机制动装置，记录车辆从V2＝V+ΔV减速至V1＝V-ΔV所需时间t1，
式中：ΔV≤5km/h，V为选定试验车速，km/h；同时记录排气背压；
1.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
1.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure FDA0002639459650000021
S2.确定发动机制动不工作时的阻功率P’2：
2.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
2.2)松开油门踏板，启动数据采集装置，发动机制动装置不工作，记录车辆速度、时间；
2.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
2.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure FDA0002639459650000022
S3.确定变速器空挡时的车辆行驶阻功率P’3：
3.1)启动车辆，换挡加速行驶至直接挡的最高稳定车速；
3.2)松开油门踏板，变速器置于空挡，启动数据采集装置，记录车辆速度、时间；
3.3)在相反方向进行同样试验，记录减速时间t2；
3.4)取时间t1和t2的调和平均值Ti，
Figure FDA0002639459650000023
7.如权利要求6所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
1.5)重复步骤1.1)至步骤1.4)若干次，使时间平均值
Figure FDA0002639459650000024
的统计准确度a不超过3％；
准确度
Figure FDA0002639459650000031
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure FDA0002639459650000032
n—试验次数。
8.如权利要求6所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
2.5)重复步骤2.1)至步骤2.4)若干次，使时间平均值
Figure FDA0002639459650000033
的统计准确度a不超过3％；
准确度
Figure FDA0002639459650000034
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure FDA0002639459650000035
n—试验次数。
9.如权利要求6所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
3.5)重复步骤3.1)至步骤3.4)若干次，使时间平均值
Figure FDA0002639459650000036
的统计准确度a不超过3％；
准确度
Figure FDA0002639459650000037
式中：t—见表1给定的系数；
s—标准偏差，
Figure FDA0002639459650000038
n—试验次数。
10.如权利要求6所述的一种发动机制动系统测试方法，其特征在于，所述数据处理包括：
4.1)按下式分别计算所述阻功率P’1、P’2、P’3：
Figure FDA0002639459650000041
式中：P’—功率，kW；
ΔV—与车速V的速度偏差，km/h；
M—试验质量，kg；
T—平均时间，s；
4.2)计算制动功率及贡献功率：
发动机制动功率计算公式：PEVB＝P’1-P’3；
发动机制动贡献功率计算公式：PEVB＝P’1-P’2；
式中：P’1—发动机制动装置工作时的制动阻功率；
P’2—发动机制动装置不工作时的阻功率；
P’3—脱开发动机变速箱空档时的行驶阻功率。
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