● 臺架試驗的方式
——兩種連接方式
在發動機與測量控制系統的連接上,存在著硬連接和軟連接兩種方式。所謂的硬連接是將未帶變速器的發動機的大飛輪直接連接到測功機上,這種連接方式在臺架試驗時可以直接傳達發動機的輸出功率,沒有變速器的機械損失,但是其無法模擬整車的使用環境。
而軟連接是將發動機與變速器裝配好后,再通過變速器輸出端與測功機相連。這是一種很方便地模擬整車環境的連接方式。這種方式是通過變速器來輸出動力,所以其功率有所損失,但它可以更準確地模擬整車環境。由于是通過變速器連接測功機,所以發動機的輸出比較穩定,且不會對測功機產生強烈的振動損傷。
——臺架試驗測試參數
其實發動機臺架試驗最為重要的是獲取發動機運行時的相關數據,這些數據也就是測試參數,而獲取的方式就是借助安裝在發動機各個位置上的傳感器,最終通過數據的對比和分析來做出相應的評判。
相比量產發動機上的傳感器,臺架試驗中的傳感器要多得多,比如一個供油系統就要測試供油溫度、供油壓力、油軌壓力、油管壓力、噴油器針閥的升程、燃油消耗量等等。整個發動機需要測試的參數在四、五十項甚至更多。測試的參數越多,越能詳細了解發動機各個部分運轉時的狀態,也可以更好地幫助研發人員了解產品,從而做出改進和優化。
除了常規的傳感器外,在臺架試驗中還會用到一些較為特殊的傳感器或者儀器,比如安裝在燃燒室內的攝像頭可以記錄發動機噴油、點火、燃燒的情況,從而幫助設計人員對進氣氣流、燃油噴射角度、活塞頂部的形狀等進行相應改進,而這種攝像頭必須能夠承受燃燒室內高溫高壓的惡劣環境。下面的視頻就是借助這種攝像頭展示了發動機燃燒室內部的實際工作情況!
在參觀過程中,技術人員向我說到:臺架試驗中最重要的是測量設備的測試精度。雖然國內也有一些企業在生產發動機臺架試驗的設備,但是在精度上還難以和進口設備相媲美,當然還不能少了經驗豐富的試驗人員。
隨著電子元器件和計算機技術的發展,發動機所要測試的參數種類以及采樣的頻率越來越多,這也就需要加強臺架試驗中數據的采集、分析以及處理的能力。如今臺架試驗也在使用現代化的通訊方式,比如總線系統的應用,同時臺架試驗也在向著自動化和網絡化的方向發展。
總結:
可以看到,整個發動機臺架試驗所需要的設備以及對外部環境的要求是比較高的,而很多現實中難以遇到的情況都可以通過臺架試驗來進行模擬,這樣就極大地拓展了對發動機性能和可靠性驗證的范圍。我認為臺架試驗或許就像一面鏡子,透過它可以不斷地發現問題并加以優化和改進。(文/汽車之家 馮景毅)
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