應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線評(píng)估柴油機(jī)冷起動(dòng)性能的方法

計(jì)算程序
圖8描述了計(jì)算程序的流程圖,基本上,它測(cè)量脈沖時(shí)間長(zhǎng)度。它跨越了整個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)置及計(jì)算,并且記錄了兩組不同類型的信息:段脈沖持續(xù)時(shí)間以及兩個(gè)連續(xù)長(zhǎng)脈沖之間的時(shí)間間隔。第一種信息可以測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速第二種信息會(huì)給出每轉(zhuǎn)一圈的平均轉(zhuǎn)速。
計(jì)算程序的結(jié)果是一幅圖像顯示發(fā)動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及平均轉(zhuǎn)速。這些圖像對(duì)于確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的一些特性有用,這將在下面的章節(jié)中討論。

發(fā)動(dòng)機(jī)速度曲線模型
圖9給出了一種典型的發(fā)動(dòng)機(jī)速度曲線。里面有一些特性值得注意。這些特性是:起動(dòng)電機(jī)的作用時(shí)間(Tm),發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速(Ro),爬升階段(Ts),發(fā)動(dòng)機(jī)怠速(Re),達(dá)到最大轉(zhuǎn)速時(shí)間(Tp)以及穩(wěn)定時(shí)間(Te)。

曲線中的參數(shù)可以用來評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)品質(zhì)或者用于不同燃油、不同車輛間或者兩種同時(shí)包括的比較研究。另外,他們也是診斷機(jī)械失效原因所必須的有價(jià)值信息參考文獻(xiàn)[5]。起動(dòng)過程中可能發(fā)生的故障:
起動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng):在低溫環(huán)境下起動(dòng)時(shí)間超過2S;
冷起動(dòng)失?。喊l(fā)動(dòng)機(jī)在10S內(nèi)沒有成功起動(dòng);
起動(dòng)失?。喊l(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)但是關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)后立即停車;
不規(guī)則的怠速運(yùn)行:怠速不規(guī)則,發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)明顯;
振動(dòng):發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速循環(huán)波動(dòng),甚至不踩加速踏板時(shí)也存在;
游車:當(dāng)打開節(jié)氣門時(shí),車輛沒有及時(shí)反饋,有可能導(dǎo)致熄火;
瓶頸:在車輛移動(dòng)過程中加速率短暫但是顯著的降低;
爆炸:因發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)油氣混合物的不正常點(diǎn)火引起的金屬敲擊聲;
回火:車輛進(jìn)氣門或排氣門內(nèi)放炮;
發(fā)動(dòng)機(jī)熄火:點(diǎn)火開關(guān)開啟過程中發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
試驗(yàn)
研發(fā)的系統(tǒng)在兩臺(tái)皮卡柴油機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。圖10給出了兩臺(tái)柴油機(jī)的區(qū)別。車輛B看上去起動(dòng)時(shí)間要比車輛A起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。

圖11顯示的是使用不同燃油混合物時(shí)進(jìn)行相同的試驗(yàn)所產(chǎn)生的不同結(jié)果。在該案例中,車輛A的起動(dòng)時(shí)間比車輛B的起動(dòng)時(shí)間要長(zhǎng)。
注釋
盡管獲取發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)轉(zhuǎn)速曲線很容易,所研發(fā)的系統(tǒng)能夠獲得定性描述發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)所需信息,此外,能夠給出發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)的詳細(xì)轉(zhuǎn)速信息。圖12顯示的是兩條曲線,其中的藍(lán)線代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速,紅線代表發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。可以看出,不同通過一個(gè)固定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升達(dá)到怠速,而是圍繞平均速度來回震蕩提升的。

前面提到的行為可以通過兩方面來解釋:燃燒室內(nèi)活塞速度并不一致,同時(shí)活塞曲軸間的傳遞作用并不是線性的。
燃燒室內(nèi)活塞速度并不一致是因?yàn)槟骋凰查g發(fā)動(dòng)機(jī)正在做正功這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)加速;某一瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮油氣混合物會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。此外,其他的許多變動(dòng)也會(huì)影響活塞的速度,如:點(diǎn)火時(shí)刻,壓縮比,燃空比,僅僅列舉這些。
轉(zhuǎn)速震蕩的另外一個(gè)原因是由于曲軸與活塞速度間的非線性關(guān)系參考文獻(xiàn)[2],圖13中舉例進(jìn)行了說明。這個(gè)關(guān)系可由下式表示:
式中
S:曲軸軸心與活塞銷中心間距;
Θ:曲軸轉(zhuǎn)角;
a:曲柄半徑;
l:連桿長(zhǎng)度

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