專利名稱：柴油機示功圖測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油機技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
測量內(nèi)燃機的缸內(nèi)壓力是對內(nèi)燃機進行實驗研究的基本手段之一。由示功圖可以觀察到內(nèi)燃機工作循環(huán)的不同階段(壓縮、燃燒、膨脹)以及進氣、排氣行程中的壓力變化， 通過數(shù)據(jù)處理，運用熱力學(xué)知識，可以進一步消化吸收掌握柴油機的性能，為計算分析提供依據(jù)。
在進行測量時，將燃燒分析儀的角標(biāo)發(fā)生器以及壓力傳感器安裝到柴油機上，角標(biāo)發(fā)生器用于測量柴油機的轉(zhuǎn)角與時間的相對變化，而壓力傳感器用于測量缸內(nèi)壓力與時間的相對變化，然后燃燒分析儀將同時采集到的數(shù)據(jù)進行疊加，進而得到缸內(nèi)壓力相對于柴油機轉(zhuǎn)角的曲線。
現(xiàn)有的試驗方式如下
在進行測量以前，應(yīng)用燃燒分析儀，首先進行了兩種柴油機的缸內(nèi)壓力的測量。從測得的數(shù)據(jù)可知，在現(xiàn)有的試驗條件下，應(yīng)用此儀器進行測量是有誤差的。具體的數(shù)據(jù)現(xiàn)象及誤差分析如下
下面的柴油機的缸內(nèi)壓力測量是在B3缸進行，試驗之前為了標(biāo)定曲線的上止點， 需測量不同轉(zhuǎn)速下的缸內(nèi)壓縮壓力曲線。因此，試驗之前已將B3缸的燃油泵齒條拔下。從測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，幾個轉(zhuǎn)速下的氣缸壓力基本一致，但最高點不都在0°位置，具體壓力最大值及所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角，如表1所示
表1柴油機的缸壓測量結(jié)果
轉(zhuǎn)速(r/min) 300400 500600700800900所在曲軸轉(zhuǎn)角(deg) -7-5 -4-2-124壓力最大值(bar) 27. 527. 78 27. 8927. 627. 226. 726. 4
由于缸內(nèi)沒有噴油，沒有燃燒，缸內(nèi)壓縮壓力的最大值應(yīng)該就是上止點位置。但由表1可見，最大壓力值所在的角度漂移過大，相差大概11°，可知測量的數(shù)據(jù)是不準確的。
誤差分析如下
燃燒分析儀的傳感器有兩個，一個是缸壓傳感器，一個是角標(biāo)儀。在本次實驗中， 缸壓傳感器被連接在了檢爆閥的外側(cè)，檢爆閥的端部與火焰面大概有400mm的距離，通過間爆發(fā)來測量缸內(nèi)的壓力是為了減少對缸頭的破壞；角標(biāo)儀被連接在發(fā)電機的末端，自由端沒有安裝位置。
形成漂移現(xiàn)象主要是因為氣缸壓力傳感器沒有安裝到火燃面上，當(dāng)活塞運行到上止點時，氣缸壓力達到最大值。當(dāng)高壓氣體傳輸?shù)礁讐簜鞲衅魃蠒r，有一定的時間延后，所以當(dāng)我們的儀器顯示缸壓最大值時，實際上活塞已經(jīng)開始下行。
因為缸壓測量的延后時間基本是一定的，而當(dāng)轉(zhuǎn)速越大的時候，活塞下行的越快， 所以造成缸壓曲線在不同的轉(zhuǎn)速下向右平移的現(xiàn)象，并且轉(zhuǎn)速越大，偏移量越大。
測得的上止點相對于物理上止點發(fā)生偏移，漂移由兩部分產(chǎn)生，一個是坐標(biāo)原點相對于物理上止點的偏移，另一個是最大缸壓所在的角度相對于坐標(biāo)原點的偏移。但是，偏移的方向是一定的，都是向右，也就是說都是滯后的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種降低測量誤差的柴油機示功圖測量方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，柴油機示功圖測量方法，將燃燒分析儀的角標(biāo)發(fā)生器以及壓力傳感器安裝到柴油機上進行測錄，缸壓傳感器連接在檢爆閥的外側(cè)，角標(biāo)儀連接在發(fā)電機的末端，首先測定各轉(zhuǎn)速下得測量物理上止點，將柴油機盤車到0°，然后在柴油機的定時盤上粘貼高度為15mm的鐵片，鐵片位于傳感器觸頭的中間位置，傳感器連接于角標(biāo)發(fā)生器，測定不同轉(zhuǎn)速下物理上止點。
本發(fā)明的有益效果是，通過標(biāo)定物理上止點的方法，有效地規(guī)避了這兩個傳感器所帶來的誤差因素，對測量數(shù)據(jù)進行了有效的修正，提高了測量數(shù)據(jù)的準確性。


圖1為柴油機缸內(nèi)壓力實時測量圖譜。
具體實施方式
由于柴油機轉(zhuǎn)速越低，標(biāo)定的上止點越接近柴油機實際上的物理上止點，因此，可在柴油機惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下，來近似的標(biāo)定柴油機的上止點。但是，雖然在惰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下最大壓力所在的角度漂移量是最小的，但是這一現(xiàn)象仍是不可忽視的。于是需要增加傳感器來測定柴油機的物理上止點，測定物理上止點的方法的方法如下
將柴油機盤車到0°，此時，1缸處于上止點。然后在柴油機的定時盤上粘貼高度約為15毫米的薄鐵片，鐵片位于傳感器觸頭的中間位置。
定時盤與發(fā)電機的末端均可以粘貼鐵片，但最終選在了定時盤上，是因為發(fā)電機是通過彈性聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機的輸出端連接的，由于是彈性連接，那么電機軸的旋轉(zhuǎn)與曲軸的旋轉(zhuǎn)相比，避免不了的會有一定的滯后，反映到最終的測量結(jié)果上，就會使曲線的橫坐標(biāo)位置偏離真實值。因此將薄鐵片粘貼在了定時盤上。如圖1中單脈沖曲線所示，峰值與谷值的中點即為實際的物理上止點所在的位置。
以下表中兩個工況的壓縮壓力曲線為例，為了確定中間各工況的漂移量，將采用插值的方法按比例確定。由表中數(shù)據(jù)可知，325rpm時，測得的上止點相對于物理上止點漂移了(-0.4)-(-0.2) =-0.2;而IOOOrpm時，測得的上止點相對于物理上止點漂移了 4. 4-(-2. 6) = 7 ；可知，IOOOrpm時測得的上止點相對于325rpm時，共漂移了 7-(-0. 2)= 7. 2。對于其它各轉(zhuǎn)速同樣應(yīng)用插值法，確定各轉(zhuǎn)速下測得的上止點相對于物理上止點的偏移量。
表2柴油機壓縮壓力實測值權(quán)利要求
1.柴油機示功圖測量方法，將燃燒分析儀的角標(biāo)發(fā)生器以及壓力傳感器安裝到柴油機上進行測錄，缸壓傳感器連接在檢爆閥的外側(cè)，角標(biāo)儀連接在發(fā)電機的末端，其特征在于 首先測定各轉(zhuǎn)速下得測量物理上止點，將柴油機盤車到0°，然后在柴油機的定時盤上粘貼高度為15mm的鐵片，鐵片位于傳感器觸頭的中間位置，傳感器連接于角標(biāo)發(fā)生器，測定不同轉(zhuǎn)速下物理上止點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油機示功圖測量方法，將燃燒分析儀的角標(biāo)發(fā)生器以及壓力傳感器安裝到柴油機上進行測錄，缸壓傳感器連接在檢爆閥的外側(cè)，角標(biāo)儀連接在發(fā)電機的末端，其特征在于首先測定各轉(zhuǎn)速下得測量物理上止點，將柴油機盤車到0°，然后在柴油機的定時盤上粘貼高度約為15毫米的薄鐵片，鐵片位于傳感器觸頭的中間位置，傳感器連接于角標(biāo)發(fā)生器，測定不同轉(zhuǎn)速下物理上止點。通過標(biāo)定物理上止點的方法，有效地規(guī)避缸壓傳感器，角標(biāo)儀所帶來的誤差因素。在以后的試驗中，應(yīng)充分考慮到報告中所述誤差產(chǎn)生原理，盡量減少誤差的產(chǎn)生，適用于柴油機示功圖的測錄。
文檔編號G01L3/24GK102539064SQ20111042872
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者劉騫, 張健 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司