CN113849987B - 一种活塞发动机的性能测试方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种活塞发动机的性能测试方法、装置、电子设备及介质，应用于活塞发动机的性能测试设备，活塞发动机的性能测试设备包括：目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；该方法包括：所述执行模块根据预设条件确定所述目标活塞发动机的目标工作状态；在所述目标工作状态下，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数；对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

Description

一种活塞发动机的性能测试方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本申请涉及发动机性能测试技术领域，尤其是涉及一种活塞发动机的性能测试方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

无人机无论在军事活动还是经济社会中，具有广泛的应用场景，扮演着十分重要的角色，同时无人机还拥有着广阔的发展前景。因此无人机在满足更广泛社会需求的同时，其动力装置的也随着无人机的种类不断增加。

对于轻型无人机活塞发动机来说，为实现对发动机进行性能测试以及重要参数的采集，往往需要查阅来源于制造商的技术手册或将该发动机交由第三方机构进行性能测试。通过该种方式所得到的发动机数据往往会存在以下几点问题，首先，产品手册上往往不能提供具有准确时效性的发动机性能参数；其次，来自发动机制造商所提供的性能数据有限；最后，交由第三方机构外包进行发动机性能测试会使测试实验的成本过于高昂。由于发动机工作环境复杂，电磁环境比较恶劣，以嵌入式处理器为核心的测试系统的稳定性和可靠性成为研制的关键问题。在研制过程中发现测试系统经常或者不能运行，或者运行不稳定经常死机。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种活塞发动机的性能测试方法、装置、电子设备及介质，优化了试验台架工作区与数据采集区布局，针对试验对象为小型活塞发动机，采用更精确的参数采集装置，通过计算得到一个较为平滑的发动机万有特性曲线。方便后续研究。

本申请实施例提供了一种发动机的性能测试方法，应用于活塞发动机的性能测试设备，活塞发动机的性能测试设备包括：目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶，该方法包括：

所述执行模块根据预设条件确定所述目标活塞发动机的目标工作状态；

在所述目标工作状态下，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数；

对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

可选的，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数的步骤，包括：

基于所述动态扭矩传感器获取所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率，将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率作为所述性能参数；

根据所述光电门获取所述目标活塞发动机的转速，将所述目标活塞发动机的转速作为所述性能参数；

基于所述超声波测距传感器获取所述目标活塞发动机的耗油量，将所述目标活塞发动机的耗油量作为所述性能参数；

依靠所述针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度，将所述目标活塞发动机的内缸排气温度作为所述性能参数。

可选的，所述对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线的步骤，包括：

对所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行多元线性回归拟合处理，得到所述目标活塞发动机的三维油耗图像和三维功率模型图像；

采用三维投影的方法对所述三维油耗图像和所述三维功率模型图像进行处理，得到所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

可选的，所述方法还包括：

预设所述执行模块中的启动电机的工作时间；

在所述启动电机运行过所述工作时间后，根据所述目标活塞发动机的转速是否稳定在阈值范围和/或所述目标活塞发动机的内缸排气温度是否持续上升判断所述目标活塞发动机是否开始工作；

若所述目标活塞发动机未开始工作，则再次启动所述启动电机，以再次带动所述目标活塞发动机。

可选的，所述依靠针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度的步骤，包括：

获取所述针式K型热电偶的模拟信号；

采用模数转化模块将所述针式K型热电偶的模拟信号转换成12bit的数字量；

所述12bit的数字量经单片机读取后转化为所述目标活塞发动机的内缸排气温度。

可选的，所述方法还包括：

将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行推送，以显示所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度。

第二方面，本申请实施例提供了一种活塞发动机的性能测试装置，所述性能测试装置包括：

目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；

其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶。

可选的，所述负载模块还包括：

磁滞制动器，所述目标活塞发动机的一端与动态扭矩传感器以及磁滞制动器通过柔性联轴器进行同轴连接。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的活塞发动机的性能测试方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的活塞发动机的性能测试方法。

本申请实施例提供的活塞发动机的性能测试方法及装置，与现有技术中的活塞发动机的性能测试方法相比，通过获取内缸排气温度相比于现有技术中采集的发动机温度多为缸体温度更加精确，采用两个U型槽光电感应转速传感器监测发动机同轴散热叶片的脉冲信号，使用两个传感器大大提高了数据采集的精度，采用微型扭矩传感器与微型磁滞制动器进行扭矩的测量，这样既节约了成本，又减小了试验台架的尺寸，针对小型活塞发动机单位时间燃油流量较小的问题，采用超声波传感器读取油箱单位时间液面高度变化，以此计算燃油流量，再结合实验测得的轴功率通过计算机算法计算得到燃油消耗率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种活塞发动机的性能测试方法的流程图；

图2示出了本申请实施例所提供的发动机性能参数测试流程图；

图3示出了本申请实施例所提供的一种活塞发动机的性能测试方法的一键启动流程图；

图4示出了本申请实施例所提供的一种活塞发动机的性能测试装置的结构示意图；

图5示出了本申请实施例所提供的一种活塞发动机测控系统硬件框图；

图6示出了本申请实施例所提供的主控芯片结构图；

图7示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。本申请可应用于多种型号的小型活塞式发动机的性能测试。

本发明对不同型号的小型活塞式发动机具有良好的适配性。针对多种型号的小型活塞式发动机，通过试验台与之良好地配套，能够分别对各个小型活塞式发动机进行控制实验和数据采集。因此本发明具有较好便利性、经济性和较高的实验器材的利用率，从而提高了做有关发动机控制和测量实验的效率。其次，由该试验台采集到的数据经过数据处理与拟合后，可得到发动机三维等油耗模型、三维等功率模型以及发动机的万有特性曲线等各类数据模型，这将更加便于探究发动机在各种工况下的最高能效区间。若在试验台上增设发电机、电池组等设备，研究发动机处在各个工况下的燃油消耗率及相对应的发电功率，将会为无人机油电混合动力系统的优化性设计实验提供技术支持，甚至可以为未来探索新能源动力系统提供试验平台和技术支持。此外，该试验台作为微型可移动式活塞发动机测试台，可根据实验要求，满足在不同环境及场地下获取发动机的重要参数和性能指标。所以本发明可在广泛的测试条件下满足使用，同时可将本试验台投入教学设备中使用，特别是针对动力系统的实验课程。最后，该测试台搭载的可视化OLED显示屏能够实时、准确地显示发动机的各项参数，使参数得以准确、快速且直观地在实验过程中呈现出来，进而使整个实验操作更加简便且流畅。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种活塞发动机的性能测试方法的流程图。所如图1中所示，本申请实施例提供的活塞发动机的性能测试方法，应用于活塞发动机的性能测试设备，活塞发动机的性能测试设备包括：目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶，该方法包括：

S101、所述执行模块根据预设条件确定所述目标活塞发动机的目标工作状态；

示例性的，以Mega2560单片机为主控制板，按键组和电位器组配合主控制板向A4988步进电机驱动器、舵机和电调输出控制信号，以实现对发动机节油阀、节气门和启动电机进行精准控制；来自传感器组件的信号经过主控制板的采集和处理后，将发动机运转时的参数在OLED显示屏上显示。

S102、在所述目标工作状态下，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数；

在一种可能的实施方式中，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数的步骤，包括：

基于所述动态扭矩传感器获取所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率，将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率作为所述性能参数；

根据所述光电门获取所述目标活塞发动机的转速，将所述目标活塞发动机的转速作为所述性能参数；

基于所述超声波测距传感器获取所述目标活塞发动机的耗油量，将所述目标活塞发动机的耗油量作为所述性能参数；

依靠所述针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度，将所述目标活塞发动机的内缸排气温度作为所述性能参数。

示例性的，如图2所示，舵机、步进电机以及启动电机作为执行机构，通过在确定点火继电器打开后，控制器发出控制起动发电机的驱动信号，且根据控制器发出的驱动信号，控制执行机构工作。图6为本申请实施例所用的Mega2560控制板电路原理图，以按键组和旋钮电位器E1作为步进电机的位置指令的输入，根据输入的度数，步进电机通过A4988驱动器输出相应的脉冲来驱动步进电机转动以使节油阀达到指定的度数，在驱动步进电机过程中加入AS5600编码器进行角度反馈，以实现角度的精准控制。在测试台的控制台上设有按钮，可以预调度数实现节油阀调整和复位。节气门的开度是通过舵机的转动来控制，通过其可调度数计算控制杆占空比完成节气门全角度的控制，用霍尔角度传感器直接读取出节气门开启的度数。启动电机需要电调来控制转速，单片机模拟口PF3读取滑动电位器E3的脉宽，脉宽经过线性变换之后由单片机的数字口PG5输出PWM信号给电调，通过电调来调节供给电压以达到控制启动电机转速的目的。启动电机通过皮带与发动机齿轮相连带动发动机启动。

示例性的，单片机需要通过按键组和电位器组向执行机构输出控制信号，并且单片机还需在读取和转换来自传感器组的电信号后，向PC端和OLED显示屏呈现测试数据。控制端组件还包括：A4988步进电机驱动器(驱动42步进电机)、42步进电机(控制发动机节油阀的转动角度)、舵机(控制节气门开启角度)、电调(调节启动电机的供给电压)、无刷电机(起动活塞发动机)、无源蜂鸣器、AS5600编码器(反馈步进电机的角度和控制位置偏差)、霍尔角度传感器的传感器组件(根据控制舵机的电压以获取节气门的开启角度值)等，以及包含光电门(测量发动机转速)、扭矩传感器(测量发动机输出扭矩)、超声波传感器(测量燃油液位)、MAX6675串行模数转换模块(将热电偶的模拟信号转化为12bit的数字量，使单片机转化为温度值)和K型热电偶(测量发动机排气温度)，配合PC端和OLED显示屏对测量参数进行显示。

示例性的，从叶片1开始到再一次转到叶片1结束记为所述目标活塞发动机轴旋转一圈，计算出发动机工作时的转速，单位为rpm，具体地：

其中，n为所述目标活塞发动机的转速，7为本例中负载风扇的扇叶数，t为时间。

通过动态扭矩传感器测量得到扭矩和轴功率，动态扭矩传感器安装在发动机与磁滞制动器之间。磁滞制动器充当负载，通过改变负载的大小、节气门开度、节油阀角度，使发动机输出的功率和扭矩发生变化。动态扭矩传感器的测量范围为[0,2]N*m，在发动机工作时单片机会通过模拟口PF5读取其模拟电压信号，将信号脉宽经过线性转换后，计算扭矩M，具体地：

M＝P₄/512；

基于扭矩M和转速n，计算轴功率P_t，具体地：

使用具有温度修正的超声波测距传感器测量油箱内的液位变化，每10ml的耗油量为一次记录，并记录下每10ml的耗油时间，计算得到单位时间内发动机燃油消耗率sfc，具体地：

其中，t为工作时间，P_t为发动机当前工作状态下的有效功率，ρ_CH4O为甲醇燃油密度。

通过K型热电偶借助MAX6675串行模数转化模块，将热电偶的模拟信号转换成12bit的数字量，之后数字信号经单片机读取后处理转化成温度。在模拟信号转换成数字信号中需要用到MAX6675时序，

从高电平变为低电平后数据开始新的转换，在SCK时钟的下降沿触发下S0开始向外输出之前已经转化的数据。可用数据为D14～D3共12位数据,对应数据范围为[0,4095],其对应的测温范围为[0,1023.75]℃。因为转化的数据和温度测量值之间具有良好的线性关系，则温度值T可表示为：

T＝1023.75*data/4095；

S103、对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

示例性的，基于Mega2560单片机作为微型航空活塞式发动机的测控开发的系统，需使PC端在Arduino集成开发环境中运行Arduino代码，经数据线烧录至单片机中并运行该程序；在发动机运转测试的同时，传感器组件将电信号传输至单片机，单片机通过IIC协议将计算出的参数在OLED显示屏上显示，并且将数据包通过接口传至PC端，最终将数据输入至MATLAB进行拟合处理。在MATLAB软件中，通过进一步使用三维绘图功能，绘制出发动机的三维等油耗模型和三维等功率模型，经使用三维投影的方法获取发动机万有特性曲线。

示例性的，如图5所示，舵机、步进电机以及启动电机执行机构，通过控制器发出的驱动信号，控制执行机构工作。以按键组和旋钮电位器E1作为步进电机的位置指令的输入，根据输入的度数，步进电机通过A4988驱动器输出相应的脉冲来驱动步进电机转动以使节油阀达到指定的度数，在驱动步进电机过程中加入AS5600编码器进行角度反馈，以实现角度的精准控制。在测试台的控制台上设有按钮，可以预调度数实现节油阀调整和复位。节气门的开度是通过舵机的转动来控制，通过其可调度数计算控制杆占空比完成节气门全角度的控制，用霍尔角度传感器直接读取出节气门开启的度数。启动电机需要电调来控制转速，单片机模拟口PF3读取滑动电位器E3的脉宽，脉宽经过线性变换之后由单片机的数字口PG5输出PWM信号给电调，通过电调来调节供给电压以达到控制启动电机转速的目的。启动电机通过皮带与发动机齿轮相连带动发动机启动。

在一种可能的实施方式中，所述对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线的步骤，包括：

对所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行多元线性回归拟合处理，得到所述目标活塞发动机的三维油耗图像和三维功率模型图像；

采用三维投影的方法对所述三维油耗图像和所述三维功率模型图像进行处理，得到所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

示例性的，运用MATLAB将采集的实验数据进行多元线性回归拟合处理，使用三维绘图功能，绘制出发动机的三维等油耗模型和三维等功率模型，具体地：

发动机燃油消耗率与转速和扭矩之间成函数关系，具体地：

SFC＝f(T,n)；

依据多元线性回归理论，建立出发动机燃油消耗率的回归模型，具体地：

回归模型可表示为S＝G×A+E的矩阵形式，具体地：

其中，S＝[SFC₁ SFC₂ … SFC_n]^T为多个实验点下的燃油消耗率构成的矩阵；A＝[a₀a₁ … a_k-1]^T为该模型的待定系数；E＝[e₀ e₁ … e_n]^T为该模型的残差；n是试验点的个数；k＝(l+1)(l+2)/2为该多项式的系数；l是多项式的最高次幂，选取l＝2作为最高次幂对多项式进行最小二乘拟合。在使用MATLAB拟合时，程序里指定(x,y,z)坐标对应的发动机特性参数为(n,T,SFC)，在设置拟合后的矩阵维数时要考虑其不能超过发动机的实际范围。通过拟合得到微型活塞发动机的三维等油耗曲面模型；

发动机的功率与扭矩和转速之间成函数关系,具体地：

Pt＝g(T,n)；

同三维等油耗模型相似，建立发动机功率回归模型，具体地：

将试验台测出的数据处理为向量的形式，然后再程序中调用，经过拟合求出发动机的三维等功率曲面模型；

使用MATLAB中的程序语言将燃油消耗率曲面模型与等功率曲面模型绘制在同一张三维图像中，再使用中等位线contour投影命令就可以得到所述目标活塞发动机万有特性曲线图。

在一种可能的实施方式中，如图3所示，所述方法还包括：

预设所述执行模块中的启动电机的工作时间；

在所述启动电机运行过所述工作时间后，根据所述目标活塞发动机的转速是否稳定在阈值范围和/或所述目标活塞发动机的内缸排气温度是否持续上升判断所述目标活塞发动机是否开始工作；

若所述目标活塞发动机未开始工作，则再次启动所述启动电机，以再次带动所述目标活塞发动机。

在一种可能的实施方式中，所述依靠针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度的步骤，包括：

获取所述针式K型热电偶的模拟信号；

采用模数转化模块将所述针式K型热电偶的模拟信号转换成12bit的数字量；

所述12bit的数字量经单片机读取后转化为所述目标活塞发动机的内缸排气温度。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行推送，以显示所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度。

第二方面，本申请实施例提供了一种活塞发动机的性能测试装置，如图4所示，包括：

目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；

其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器和温度传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，所述负载模块还包括：

磁滞制动器，所述目标活塞发动机的一端与动态扭矩传感器以及磁滞制动器通过柔性联轴器进行同轴连接。

在一种可能的实施方式中，如图7所示，本申请实施例提供了一种电子设备700，包括：存储器720、处理器710以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述存储器720与所述处理器710通过总线730连接，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的活塞发动机的性能测试方法。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的活塞发动机的性能测试方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种活塞发动机的性能测试方法，其特征在于，应用于活塞发动机的、性能测试设备，活塞发动机的性能测试设备包括：目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶，该方法包括：

所述执行模块根据预设条件确定所述目标活塞发动机的目标工作状态；

在所述目标工作状态下，所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数；

对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线；

所述参数采集模块获取所述目标活塞发动机的性能参数的步骤，包括：

基于所述动态扭矩传感器获取所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率，将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率作为所述性能参数；

根据光电门获取所述目标活塞发动机的转速，将所述目标活塞发动机的转速作为所述性能参数；

基于所述超声波测距传感器获取所述目标活塞发动机的耗油量，将所述目标活塞发动机的耗油量作为所述性能参数；

依靠所述针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度，将所述目标活塞发动机的内缸排气温度作为所述性能参数。

2.根据权利要求1所述的活塞发动机的性能测试方法，其特征在于，所述对所述性能参数进行多元线性回归拟合处理，得到用于表示所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线的步骤，包括：

对所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行多元线性回归拟合处理，得到所述目标活塞发动机的三维油耗图像和三维功率模型图像；

采用三维投影的方法对所述三维油耗图像和所述三维功率模型图像进行处理，得到所述目标活塞发动机性能的万有特性曲线。

3.根据权利要求1所述的活塞发动机的性能测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

预设所述执行模块中的启动电机的工作时间；

在所述启动电机运行过所述工作时间后，根据所述目标活塞发动机的转速是否稳定在阈值范围和/或所述目标活塞发动机的内缸排气温度是否持续上升判断所述目标活塞发动机是否开始工作；

若所述目标活塞发动机未开始工作，则再次启动所述启动电机，以再次带动所述目标活塞发动机。

4.根据权利要求1所述的活塞发动机的性能测试方法，其特征在于，所述依靠针式K型热电偶获取所述目标活塞发动机的内缸排气温度的步骤，包括：

获取所述针式K型热电偶的模拟信号；

采用模数转化模块将所述针式K型热电偶的模拟信号转换成12bit的数字量；

所述12bit的数字量经单片机读取后转化为所述目标活塞发动机的内缸排气温度。

5.根据权利要求1所述的活塞发动机的性能测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度进行推送，以显示所述目标活塞发动机的扭矩和轴功率、所述目标活塞发动机的转速、所述目标活塞发动机的耗油量和所述内缸排气温度。

6.一种活塞发动机的性能测试装置，其特征在于，包括：

目标活塞发动机、执行模块、负载模块和参数采集模块；

其中，所述目标活塞发动机的一端与所述参数采集模块中的动态扭矩传感器连接，所述目标活塞发动机的另一端安装所述负载中的负载风扇，所述负载风扇穿过所述参数采集模块中的U型槽光电感应转速传感器的U型槽，所述执行模块中的启动电机通过皮带连接所述目标活塞发动机，所述目标活塞发动机的进油口设置有所述执行模块中的步进电机，所述执行模块中的舵机通过连杆链接所述目标活塞发动机的节气门，所述目标活塞发动机的油箱设置有超声波测距传感器，所述目标活塞发动机的排气管内插有所述参数采集模块中的针式K型热电偶。

7.根据权利要求6所述的活塞发动机的性能测试装置，其特征在于，所述负载模块还包括：

磁滞制动器，所述目标活塞发动机的一端与动态扭矩传感器以及磁滞制动器通过柔性联轴器进行同轴连接。

8.一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的活塞发动机的性能测试方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的活塞发动机的性能测试方法。

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