车用柴油机在线动力性能监测方法研究.pdf

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1、第43卷第3期2014年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．43No．3Jun．2014车用柴油机在线动力性能临测方法研究赵春生张志军刘艳利李耀宗(中国北方发动机研究所天津300400)摘要：通过柴油机转速、车辆行驶速度、驱动力、扭矩及油f1齿杆位置关联关系研究，提出一种装车条件下柴油机扭矩获取的技术方法，并根据使用环境条件进行扭矩标定。重点解决了装车条件下，由于柴油机扭矩测取困难，无法对动力性、经济性准确识别的问题。其结

2、论对柴油机性能状态监测及状态评估有着重要意义。关键词：柴油机扭矩油门位置动力性状态监测中图分类号：T428文献标识码：A文章编号：1671—0630(2014)03—0073—04StudyforMethodofOn-linePowerPerformancesMonitoringforVehicleDieselEngineZhaoChunsheng，ZhangZhijun，LiuYanli，LiYaozongChinaNorthEngineResearchInstitute(Tianjin，3004

3、00，China)Abstract：Thispaperputtorwardamethodofacquiringtorqueundertherealdrivingstatusthroughstudyingtherelationshipofenginespeed，vehiclespeed，drivingforceandthrottleposition．Thismethodsolvestheproblemssuchas：thedifficultyofmonitoringtorquecausesthepow

4、erandeconomicsperformancesidentifica—tionmaynotbecarriedoutaccuratelyundertherealdrivingstatus．Theresultshavesignificantsensetonloni—totingandevaluatingperformancestatusofthedieselengine．Keywords：Dieselengine，Torque，Powerperformances，Conditionmonitorin

5、g引言柴油机是车辆的“心脏”，其运行状态的好坏，直接影响到车辆的工作状态。因此，对其进行状态监测和故障诊断，确保系统正常、安全运行，处于最佳运行工况，提高车辆的维修质量和效率是十分必要的，而且也具有重要的经济意义。随着现代科学技术的发展以及自动化程度的提高，内燃机状态监测和故障诊断技术已从最开始的事后维修发展到定时检测、再到现代故障诊断技术的视情维修。与其它类型机械的故障诊断一样，内燃机故障诊断首先必须对故障机理进行研究，并以故障信号的检测及处理为基本技术，以故障信号处理和特征提取理论为基本理论，以

6、基于特征的故障信息融合识别为基本方法[1]。柴油机在工作时，曲轴向传动轴传递扭矩。由于柴油机每个工作循环内气缸压力呈周期性变化，导致曲轴的扭矩也呈周期性变化，只是随气缸数目不同其频率不同：从柴油机曲轴输出端直到车辆传动和走行部分都受这个交变扭矩的作用。可见，曲轴输出扭矩是表征柴油机技术状况的重要参数之一。随着使用期的增加，在相同油量下，曲轴的输出扭矩会减小。若通过曲轴输出扭矩评估柴油机的技术状况，则需要检测曲轴的瞬时扭矩。实车检测柴油机的瞬时扭矩，在技作者简介：赵春生(1969一)，男，研究员，主要

7、研究方向为柴油机总体技术研究。74小型内燃机与摩托车第43卷术上有一定的难度，主要是车用柴油机曲轴暴露在外的轴段部分很短，且轴段较粗，应变有限[2]。本文针对实车条件下，柴油机扭矩参数难以获取的问题，开展柴油机转速、驱动力、扭矩和油门位置关联关系研究，通过计算和标定间接得到柴油机的扭矩，从而为柴油机在线性能评估奠定基础。1基本原理1．1车辆行驶驱动力与柴油机扭矩关系车辆行驶的驱动力Fkp按下式计算：Fk。=TtⅡikio川。／rk(1)式中，Ttq为柴油机输出扭矩；i。为变速器传动比；i。为减速器传

8、动比；qq。为传动系效率；1．k为车轮滚动半径。驱动力和阻力相平衡按下式计算：Fk。=Ff+F。+F。+F。(2)式中，Ff为滚动阻力，即Ff=mgf(3)其中，nl为车辆质量；g为重力加速度；f为滚动阻力系数。F。为风阻力，即F。=cpkSV2／2(4)其中，c为空气阻力系数；P。为空气密度；s为车辆正面投影面积；v为车辆行驶速度。F．为爬坡阻力，当坡度角小于15。时，F．一ingoti(5)其中，0／．．为爬坡角度(rad)。F。为加速阻力，即F。=8ma(6)其