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应用发动机转速曲线评估柴油机冷起动性能的方法
2018-09-07 21:54:39· 来源：李耀宗 译 工作过程研究室
飞轮齿圈的齿牙数量可以通过图6及图7确定。图6可以发现55个短脉冲代表磁性齿牙数量。长脉冲信号代表连续的非磁性齿牙。从图7中可以看到，长脉冲信号的持续时间接近段脉冲信号的5倍；故而有5个非磁性齿牙。
计算程序
图8描述了计算程序的流程图，基本上，它测量脉冲时间长度。它跨越了整个数据设置及计算，并且记录了两组不同类型的信息:段脉冲持续时间以及两个连续长脉冲之间的时间间隔。第一种信息可以测量瞬时转速第二种信息会给出每转一圈的平均转速。
计算程序的结果是一幅图像显示发动机每一转的瞬时转速及平均转速。这些图像对于确定发动机转动的一些特性有用，这将在下面的章节中讨论。
发动机速度曲线模型
图9给出了一种典型的发动机速度曲线。里面有一些特性值得注意。这些特性是：起动电机的作用时间（Tm），发动机最大转速（Ro），爬升阶段（Ts），发动机怠速（Re），达到最大转速时间（Tp）以及稳定时间（Te）。
曲线中的参数可以用来评估发动机冷起动品质或者用于不同燃油、不同车辆间或者两种同时包括的比较研究。另外，他们也是诊断机械失效原因所必须的有价值信息参考文献[5]。起动过程中可能发生的故障：
起动时间过长：在低温环境下起动时间超过2S；
冷起动失败：发动机在10S内没有成功起动；
起动失败：发动机起动但是关闭点火开关后立即停车；
不规则的怠速运行：怠速不规则，发动机震动明显；
振动：发动机转速循环波动，甚至不踩加速踏板时也存在；
游车：当打开节气门时，车辆没有及时反馈，有可能导致熄火；
瓶颈：在车辆移动过程中加速率短暂但是显著的降低；
爆炸：因发动机内油气混合物的不正常点火引起的金属敲击声；
回火：车辆进气门或排气门内放炮；
发动机熄火：点火开关开启过程中发动机停转。
试验
研发的系统在两台皮卡柴油机上进行了试验。图10给出了两台柴油机的区别。车辆B看上去起动时间要比车辆A起动时间长。
图11显示的是使用不同燃油混合物时进行相同的试验所产生的不同结果。在该案例中，车辆A的起动时间比车辆B的起动时间要长。
注释
尽管获取发动机冷起动转速曲线很容易，所研发的系统能够获得定性描述发动机冷起动所需信息，此外，能够给出发动机每转的详细转速信息。图12显示的是两条曲线，其中的蓝线代表发动机转动一圈内的平均转速，红线代表发动机瞬时转速。可以看出，不同通过一个固定的发动机转速提升达到怠速，而是围绕平均速度来回震荡提升的。
前面提到的行为可以通过两方面来解释：燃烧室内活塞速度并不一致，同时活塞曲轴间的传递作用并不是线性的。
燃烧室内活塞速度并不一致是因为某一瞬间发动机正在做正功这会使发动机加速；某一瞬间发动机压缩油气混合物会降低发动机转速。此外，其他的许多变动也会影响活塞的速度，如：点火时刻，压缩比，燃空比，仅仅列举这些。
转速震荡的另外一个原因是由于曲轴与活塞速度间的非线性关系参考文献[2]，图13中举例进行了说明。这个关系可由下式表示：
式中
S：曲轴轴心与活塞销中心间距；
Θ：曲轴转角；
a:曲柄半径；
l：连杆长度
计算程序
图8描述了计算程序的流程图，基本上，它测量脉冲时间长度。它跨越了整个数据设置及计算，并且记录了两组不同类型的信息:段脉冲持续时间以及两个连续长脉冲之间的时间间隔。第一种信息可以测量瞬时转速第二种信息会给出每转一圈的平均转速。
计算程序的结果是一幅图像显示发动机每一转的瞬时转速及平均转速。这些图像对于确定发动机转动的一些特性有用，这将在下面的章节中讨论。
发动机速度曲线模型
图9给出了一种典型的发动机速度曲线。里面有一些特性值得注意。这些特性是：起动电机的作用时间（Tm），发动机最大转速（Ro），爬升阶段（Ts），发动机怠速（Re），达到最大转速时间（Tp）以及稳定时间（Te）。
曲线中的参数可以用来评估发动机冷起动品质或者用于不同燃油、不同车辆间或者两种同时包括的比较研究。另外，他们也是诊断机械失效原因所必须的有价值信息参考文献[5]。起动过程中可能发生的故障：
起动时间过长：在低温环境下起动时间超过2S；
冷起动失败：发动机在10S内没有成功起动；
起动失败：发动机起动但是关闭点火开关后立即停车；
不规则的怠速运行：怠速不规则，发动机震动明显；
振动：发动机转速循环波动，甚至不踩加速踏板时也存在；
游车：当打开节气门时，车辆没有及时反馈，有可能导致熄火；
瓶颈：在车辆移动过程中加速率短暂但是显著的降低；
爆炸：因发动机内油气混合物的不正常点火引起的金属敲击声；
回火：车辆进气门或排气门内放炮；
发动机熄火：点火开关开启过程中发动机停转。
试验
研发的系统在两台皮卡柴油机上进行了试验。图10给出了两台柴油机的区别。车辆B看上去起动时间要比车辆A起动时间长。
图11显示的是使用不同燃油混合物时进行相同的试验所产生的不同结果。在该案例中，车辆A的起动时间比车辆B的起动时间要长。
注释
尽管获取发动机冷起动转速曲线很容易，所研发的系统能够获得定性描述发动机冷起动所需信息，此外，能够给出发动机每转的详细转速信息。图12显示的是两条曲线，其中的蓝线代表发动机转动一圈内的平均转速，红线代表发动机瞬时转速。可以看出，不同通过一个固定的发动机转速提升达到怠速，而是围绕平均速度来回震荡提升的。
前面提到的行为可以通过两方面来解释：燃烧室内活塞速度并不一致，同时活塞曲轴间的传递作用并不是线性的。
燃烧室内活塞速度并不一致是因为某一瞬间发动机正在做正功这会使发动机加速；某一瞬间发动机压缩油气混合物会降低发动机转速。此外，其他的许多变动也会影响活塞的速度，如：点火时刻，压缩比，燃空比，仅仅列举这些。
转速震荡的另外一个原因是由于曲轴与活塞速度间的非线性关系参考文献[2]，图13中举例进行了说明。这个关系可由下式表示：
式中
S：曲轴轴心与活塞销中心间距；
Θ：曲轴转角；
a:曲柄半径；
l：连杆长度
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