《示功图分析计算》PPT课件

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1、1工作原理：压电效应压电式压力传感器——工作石英片可以并联也可串联。特点：不能用作静态压力测量，一般用于测量10～20kHz的脉动压力。传感器冷却：测量高温介质压力(如在燃气压力)时需要冷却。保持冷却水循环畅通，否则高温会改变传感器灵敏度甚至造成传感器损坏。电压放大或电荷放大:压电传感器的信号很弱而输出阻抗很高，根据压电传感器的输出要求，将信号经过放大(一般是电荷放大)，同时要把高输出阻抗变换成低输出阻抗，信号才能被示波器或其他二次仪表所接受。电荷放大器：以电容作负反馈的高增益运算放大器电荷放大器主要由电荷放大、低通滤波和输出放大三部分组成。运算放大器由Al和Cf、Rl构成电荷放

2、大线路，改变Cf可改变放大器的灵敏度。中间部分为滤波电路，R4、R5和A3组成输出放大级，改变R4即可改变运算放大器A3的反馈系数，这样可让放大器适应不同灵敏度的传感器有不同的增益。1.1示功图的数据采集及精度分析2应用举例:1)汽车发动机缸内压力传感器压电晶体缸内压力传感器(国产)3应用举例:1)汽车发动机缸内压力传感器压电晶体缸内压力传感器(进口)4应用举例:2)汽车发动机油管压力传感器压电晶体油管压力传感器(国产)5应用举例:2)汽车发动机油管压力传感器压电晶体油管压力传感器(进口)61.2上止点的精确确定一、概述内燃机动态压力波类型示功图测试的量：压力、角标和上止点位置三

3、个量。7二、测量装置示功图测量及数据处理工作原理图8二、测量装置示功图测量及数据处理工作原理图9三、上止点相位和转角信号的确定(一)上止点相位的确定1．磁电法凸尖与传感器磁铁开口之间的间隙Δ1，调整到0.15～0.2mm。当内燃机工作，飞轮转动时，由于凸尖与磁铁间隙Δl处磁通的变化，线圈a、b两端将输出一个变化的电动势(为线圈匝数)。若上止点标记对正时，使凸尖正好对准磁铁中心线C－C，则电动势曲线中的C点即为上止点。这种方法测得的上止点实际上为静态上止点。2．气缸压缩线法利用压力传感器，在倒拖或灭缸的情况下，测得气缸的压缩压力曲线，如图16所示。在压缩曲线的上部，作若干平行于大气

4、压力线的直线，连接这些直线的中点即可得到上止点线。由于气缸内的压缩空气和缸壁存在热交换，而这种热交换在压缩过程与膨胀过程并不相同，还由于同时不可避免地存在少量的泄漏，所以实际上这条压缩压力曲线并不是对称的。因此按上述方法获得的上止点线可能与大气压力线不垂直，一般差角Δα约为1°曲轴转角。由于用这种方法求得的上止点比较接近工作状态下的动态上止点，因此被广泛采用。（压力峰值法（热力学损失角）、对称面积法）103．电容法（直接动态测定法）利用电容式传感器原理（图17），将传感器的电极2和活塞5分别作为电容的两极，电极与绝缘套3以及传感器壳体4固定在气缸盖1上，都是静止的。当活塞作往复运

5、动时，电容传感器的电容量发生变化。当电容量出现最大值时，即认为活塞处于上止点位置，这样就可将最大电容量的信号作为动态上止点的信号。特点：由于活塞和连杆受力变形及温度的影响，对于四冲程内燃机而言，在压缩冲程和排气冲程中，分别利用电容式动态测量上止点的相位是有差异的，一般压缩上止点相位比排气上止点相位领先，而后者的上止点相位更接近静态上止点的相位。(二)、转角信号的确定1．光电法光电式传感器的原理，在光栅盘的外圈按所要求的角分辨率加工一定数目的转角光栅，在光栅盘的内圈只加工一条光栅作上止点信号用。当光源通过光栅到达另一侧由两个光电元件制成的接受器时，分别产生转角和上止点两组信号。11

6、(二)、转角信号的确定2．磁电法磁电式传感器原理，在曲轴上安装一个齿盘，磁电式传感器固定不动，当曲轴旋转、齿盘上的每一个齿经过传感器时，都会产生一个感应电动势脉冲，齿盘的齿数就决定产生的脉冲数，以此来确定曲轴转角的度数。3．上止点基准法由于两个上止点信号之间的曲轴转角为360°，因此当内燃机运转时，可以根据不断产生的上止点信号，利用计算机数据处理系统来求得曲轴转角信号。采样间隔角：利用光电法和磁电法确定转角信号时，由于光栅盘的光栅数和齿盘的齿数受到尺寸和加工工艺的限制，其角分辨率一般只能做到1°或最小为0.5°，若采用脉冲倍频器增加脉冲频率，则角分辨率可达0.1°。如采用上止点基

7、准法，转角的分辨率可大幅度提高，并可根据需要来确定。12四、压力传感器传感器：通常选用压电式传感器。安装方式：直接安装或用铜套安装，传感器用专用套筒拧紧，拧紧力矩25~30Nm，传感器的位置应尽可能靠近气缸燃烧室的中部。注意事项：1、要保证冷却液、润滑油、缸内气体的可靠密封，防止冷却液或润滑油流进或渗入安装孔，以免引起传感器受潮而使绝缘电阻下降。2、传感器底面应尽可能与缸盖底面平齐，否则会有压力通道效应。会引起测试的气缸压力曲线带有锋利的毛刺或变形，影响测量准确性。a、用铜套安