[发明专利]一种柴油机曲轴扭转信号反演缸压的方法

说明书

本发明的目的在于提供一种柴油机曲轴扭转信号反演缸压的方法，在柴油机曲轴两端各装一个角标仪，获得柴油机曲轴两端的瞬时转速信号，在输出端设计合理方便的安装方案。根据曲轴两端瞬时转速信号计算相对扭转角，依据扭矩的计算原理推导计算曲轴扭矩，得到曲轴的扭转信号。将获得的扭矩信号进行数据提取，在合理假设范围内标定计算模型从而反演出缸压信号。本发明为一种经济实用的基于曲轴扭转信号反演缸压的方法。

技术领域

本发明涉及的是一种测算缸压的方法。

背景技术

目前关于获取准确的缸压曲线，一种是根据喷油量以及进气量等热力参数计算获得的方法，另一种是使用缸压传感器直接测得缸压。根据热力参数计算得到缸压曲线的方法仅适用于理论研究，无法实现实时监测；直接使用压力传感器可以实现实时监测缸压，但是压力传感器价格昂贵且寿命较短，经济性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供同时采集柴油机曲轴自由端和输出端的瞬时转速信号作为基础计算数据的一种柴油机曲轴扭转信号反演缸压的方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种柴油机曲轴扭转信号反演缸压的方法，其特征是：

(1)采用定制尺寸角标仪盘，所述寸角标仪盘为外侧边缘带有齿盘厚度为5mm的环形薄片，带有5个用于安装的螺栓孔；

(2)根据自由端轴颈尺寸定制需安装在自由端的角标仪，并进行安装；

(3)在柴油机输出端设置用于协助角标仪安装的联轴器；

(4)两端测得的瞬时转速相减获得相对扭转角，根据公式即其中为相对扭转角，l为轴的长度，T(t)为扭矩，GI_P为抗扭刚度；

(5)柴油机曲轴的总扭矩为各个曲拐上受到的力矩的矢量和，相邻两个曲拐的夹角为

(6)单缸作用于曲轴上的扭矩为T_i(t)，d为缸径，p(t)为缸压，F(t)为惯性力，λ＝r/L,r为曲轴半径，L为连杆长度；

(7)F(t)＝-m_ra，m_r为连杆、活塞和十字头组的等效旋转偏心质量；

(8)λ＝R/L,θ＝ωt，ω为曲柄旋转角速度，β为连杆摆角；

(9)角速度为

(10)

(11)

(12)

(13)假设各缸的均在正常工况下运行，求得p(t)。

本发明的优势在于：本发明为一种经济实用的基于曲轴扭转信号反演缸压的方法。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为角标仪示意图；

图3a为协助角标仪安装下盖示意图(主视图)，图3b为协助角标仪安装下盖示意图(侧视图)，图3c为协助角标仪安装下盖示意图(俯视图)，图3d为协助角标仪安装下盖示意图(后视图)；

图4a为协助角标仪安装上盖示意图(主视图)，图4b为协助角标仪安装上盖示意图(侧视图)，图4c为协助角标仪安装上盖示意图(俯视图)；

图5a为安装图，图5b为倒角处放大图；

图6为直列四缸机曲轴简化图，点火顺序为1-3-4-2，图中标明了曲轴的旋转方向，T_i为第i缸曲轴的扭矩，T_i+1为第i+1缸曲轴的扭矩，为相邻点火顺序两缸曲轴的夹角；