最新内燃机测试技术-08压力测量教学讲义ppt.ppt

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1、内燃机测试技术-08压力测量一、液柱式测压仪表原理：利用工作液的液柱所产生的压力与被测压力平衡，根据液柱高（长）度来确定被测压力值。1.U形管压力计压力平衡关系压差为当ρ1≈ρ2，且ρ1«ρ，简化为故根据工作液的液柱高度差h即可确定被测压力值。测压范围：<0.2MPa。二、弹性测压仪表测压原理：以各种形式的弹性元件受压后产生的弹性变形作为测量的基础，即变形量是被测压力的函数。(1)弹簧管压力计结构：弹簧管（横截面为椭圆形或扁圆形的中空管）、拉杆、扇形齿轮、小齿轮、指针、刻度盘。原理：被测压力介质进入弹簧管内腔，腔内各处压力相等→椭圆形或扁圆形的中空管中短轴方向的内表面积比长轴方向大

2、，因此短轴方向受力大→弹簧管横截面趋于变圆，产生弹性变形，使弹簧管向外伸张→弹簧管自由端产生位移→带动拉杆→扇形齿轮转动→小齿轮转动→拨动指针→指针在刻度盘指出压力值。测压范围：0.03—1000MPa。(2)膜式压力计分为膜片压力计、膜盒压力计、波纹管式压差计，都是利用薄膜或薄壁受压后产生的弹性变形作为测量的基础。膜片（弹性）压力计结构：弹性膜片（压有环状同心波纹的圆形金属薄片，四周被固定）、与膜片相连的传动及指示机构。工作原理：弹性膜片受压→膜片向压力低的一面弯曲，膜片中心产生位移→膜片位移驱动传动机构→拨动指针并在刻度盘指出压力值。(3)弹性压力计的误差迟滞误差：弹性元件的变

3、形往往滞后于被测压力的变化(相频特性)；弹性元件在相同压力下正反行程的变形量不一致。温度误差：温度变化会使弹性元件的弹性模量产生变化。间隙及摩擦误差：传动机构消除间隙及克服摩擦后，才开始正常工作。三、电测式系统组成：测压传感器、变换器、指示仪或计算机测量分析系统。分类（按传感器类型）：压阻式、压电式、电容式。压阻式压力传感器测量系统（1）压阻式压力传感器压阻效应：元件受机械变形时，其电阻值发生相应变化。即电阻值的变化量与应变呈正比。（2）电阻值的变化量的测量（电桥电路）当电桥四个电阻起始状态平衡（R1R4=R2R3），各电阻有微小变化时，指示电流变化量为当只有一个电阻值变化时，指示

4、电流变化量与之呈线性关系；而电阻值的变化量与应变呈正比，故通过指示电流变化量可求得应变值。如只有R1变化，指示电流变化量为（3）温度的桥路补偿由于热阻效应，元件的温度变化时，其电阻值也发生相应变化，指示电流变化量与应变值不再呈线性关系为克服温度的影响，可采用桥式补偿电路。电桥的一个电阻为工作片（电阻受到压力和温度变化的共同影响），另一个电阻为补偿片（电阻只受到温度变化的共同影响）。电路中，R3=R4，ΔR1t=ΔR2t(R1=R2，且R1和R2温度一样)，ΔR2=ΔR3=ΔR4=0。这样，指示电流变化量只与应变导致的电阻值的变化量呈正比，故通过指示电流变化量可求得应变值。四、气缸压

5、力（示功图）的测量示功图:气缸压力随曲轴转角(或气缸容积)的变化曲线。1.示功图测量的关键技术上止点的确定磁电法：使凸轮轴触发凸尖正对传感器中心时，气缸位于上止点位置。四、气缸压力（示功图）的测量气缸压缩线法：在倒拖工况下，测得气缸的压缩压力曲线，在压缩压力曲线上部，作若干平行于大气压力线的直线，连接这些直线的中点并与大气压力线求得交点。2．曲轴转角的确定（1）光电法：在曲轴上安装光栅盘，利用光电式传感器和转角均匀分布的光栅盘，产生角度均匀分布的曲轴转角信号。（2）磁电法：在曲轴上安装测量齿盘，利用磁电式传感器和转角均匀分布的测量齿盘，产生角度均匀分布的曲轴转角信号。（3）等时间间

6、隔法：按一定采样频率同步采集示功图和上止点信号，按时间确定曲轴转角（假设曲轴匀速转动）。转速脉冲脉冲数3．干扰信号的去除干扰信号主要包括循环波动和高频随机干扰信号。去除方法：多循环平均；低通滤波；畸点滤波。四、示功图的测量误差1、测压管道引起的误差传感器安装在气缸盖或机体上后，在传感器端部与燃烧室之间必然存在通道和（或）空腔。并引起两种误差：（1）气缸容积变化通道和空腔增大了燃烧室容积，减小了压缩比，示功图发生变化。（2）滞后和腔振通道气柱的弹性和阻尼作用，使传递到传感器的压力相位滞后；气缸压力突变时，可能引起通道气柱的自振，即腔振，在示功图上出现锯齿波。减少测压管道误差的方

7、法：尽量缩短通道和减小空腔容积。2．上止点相位引起的误差上止点相位对示功图精度的影响：1º曲轴转角----Pe产生5.5%的误差；0.2º曲轴转角----Pe产生1%的误差。上止点相位的热力学修正：用倒拖工况的对数坐标示功图。3．测试系统频率特性引起的误差气缸压力波的最高谐次成分频率（k=150）目前测试系统一般都能满足该频率特性的要求，但要注意参数选择。4．温度变化引起的误差注意保证冷却条件和进行温度补偿。九年义务教育六年制小学教科书语文（第六册）施桥镇中