[论文]30KW测功机升级级改造技术方案(完整版)[JL].doc

30kW测功机升级改造技术方案第9页 共8页30kW测功机升级改造技术方案（报告编号：2008-0730）中国嘉陵工业股份有限公司（集团）工程技术研究院2008年07月30日中国嘉陵工业股份有限公司（集团）工程技术研究院30kW测功机升级改造项目技术方案签证栏部 门签 字工程技术研究院编制审核审查批准设 备 能 源 部审查批准30KW测功机升级改造技术方案1、测功机现在状态30kW测功机是公司1992年从日本小野购置的直流电力测功机，主要用于250ml 以下发动机的性能测试，是发动机性能测试的关重设备。该测功机已经使用16年，其主机系统完好，仍有较高的测试精度。但其计算机测试系统最初为最老的PC 机-Basic系统，2001年由重庆大学进行了一次升级改造。随着新国标GB/T 20076-2006摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和最大净功率测量方法于2006年7月1日起正式实施，该标准是从欧标95/01/EC ANNEX-II中引用过来的，对发动机的最大净功率和扭矩的测试方法和试验要求都作了较大的修改，现有设备的计算机数据测试系统和冷却风机系统已不能满足新国标和欧标的测试要求。2007年上报2008年投资预算时，曾提出对其进行改造升级的想法，由于综合考虑投资的轻重缓急，后决定推迟一年再提出申请。前段时间，该设备的计算机数据测试系统的板卡等部分硬件出现故障，无法修复，相同型号的硬件无法买到，新型号的硬件和软件又无法匹配，老系统也无法恢复使用，所以需尽快对该系统进行升级改造，遂在投资计划外提出此项需求。2、改造的必要性 2.1、试验任务目前，日本小野30kW测功机是我单位主打测功机，每天的测试任务都非常繁重，承担了公司主流机型（125、150cc）的测试任务。经统计，我站2007年412月发动机完成常规品质检测和开发验证性能测试共计205批次813台次，而30kW测功机就承担了我站98%的测试任务，平均每天有近5台次的测试量，可见使用频率之高。之所以要对30kW测功机进行改造升级，原因有三：一、虽然该测功机的计算机测试系统已过时，但其主机系统为知名公司（日本小野）生产，质量可靠，其测试精度能够得到保证；二、该测功机对250ml排量以下的机型都可以进行测试，因此，适应范围广；三、从日常的测试上考虑，该测功机的好坏将严重影响到我站正常的测试工作，对其改造升级后可延长使用寿命，提高测试精度，提高使用效率。2.2、测功机目前存在的主要问题点：2.2.1、环境站：目前已不能工作，参与修正系数计算的环境温度、湿度、大气压等环境参数不能实时反应出来，修正系数只能是一个固定值，而不是一个动态值，对功率和扭矩的修正也只能是一个固定值，而不是一个动态修正值，这与GB/T 20076-2006标准要求为相符，该标准要求参与修正计算的环境参数应是一个动态的值。2.2.2、计算机系统：l 电脑是2001年升级时配置的电脑，现已严重老化，工作中经常死机，反应速度非常缓慢，其板卡现已出现故障无法使用。目前市场上又无相应的硬件可买，只能整体升级。l 现测试中参与修正系数运算的采样温度与GB/T 20076-2006标准要求不一致，老标准GB/T5363-1995的7.2条规定的是现场环境状况下的环境温度，而新国标GB/T 20076-2006的4.3条中已经改为了采集发动机进气温度，而现在的系统中仍是以采集的环境温度参与计算，因此，必须要对测试软件作相应的更改或升级l 原有模板格式也不能满足新国标GB/T 20076-2006要求，应做一些删减和添加，如现标准GB/T 20076-2006要求的一些温度（如进气温度、燃油温度、油箱温度等）不能在现有模版中充分反应出来，只能通过手工记录，再通过人工转入到新模版里，工作效率低下。2.2.3、送风系统：按新国标GB/T 20076-2006中A8条要求，在试验中发动机火花塞垫圈温度要求控制在21010范围内，同时又要保证发动机的机油温度不能过热，应控制在一个合理的范围内，所以对风机有一个最低要求，即风机最大风速120km/h，出风口面积0.25m2。目前的冷却风机风速只有117km/h（实测值），出风口面积才0.103m2，所以在实际测试中对于200ml以上的或一些高转速发动机，就无法满足测试要求。虽然我们对冷却风机的位置作过调整，但还是不能满足测试要求。比如064发动机在实际测试中就出现过这种情况，如果要把火花塞温度控制在21010范围内，则机油温度就会过高，如果机油温度过高则对测试数据会产生较大的影响，但要控制机油温度在一个合理的范围内，则火花塞垫圈温度又达不测试要求。所以严格来说现在的冷却风机是不能满足标准GB/T 20076-2006和欧标95/01/EC ANNEX-II的测试最低要求。3、改造的内容项目改造的主要内容包括新增一个环境站、重新更换工控机系统、新增电脑、打印机、测试软件系统更新、更换冷却风机系统、新增进气温度和燃油温度传感器。4、 改造方案4.1、环境气象站：4.1.1主要是监控环境的温度、湿度、大气压，能自动记录在测试参数里，并能参与到修正系数的计算中。4.1.2大气压力测量范围：0103kPa4.1.3大气压力测量误差：0.2kPa4.1.4温度测量最小分辨率：0.1，可以现实摄氏度和热力学温度两种形式.4.1.5温度测量范围：-20+854.1.6温度测量误差：34.1.7湿度测量范围：0100%RH4.1.8湿度测量误差：6%4.1.9环境气象站应能实现自动标定。4.2、计算机计算机配置应为当前计算机主流配置并至少应满足以下要求，控制计算机可参照下表要求进行配置。序号名称要求备注4.2.1处理器Pentium IV 2.8GHz/4.2.2硬盘不小于120 GBytes/4.2.3内存不小于1G RAM/4.2.4CD ROM光驱52/4.2.5显示器17英寸彩色液晶显示器分辨率不低于128010244.2.6打印机惠普A4黑白激光打印机/4.2.7键盘/鼠标标准101键AT型键盘/ USB光电鼠标/4.2.8USB接口4个/4.2.9其它配置独立显卡、独立网卡、独立声卡及相应的串行并行接口/开发商在电脑配置上满足我方以上要求的情况下，可以选用工控机的形式，但工控机应选用有品质保证的工控机，最好选用著名品牌的产品。4.3、数据采集模块4.3.1数据采集模块至少应支持系统对发动机转速、发动机机油温度或冷却液温度、进气温度、排气温度、发动机火花塞垫圈温度、燃油温度、环境站、进气负压和排气背压等参数的采集，并带有驱动这些接口的驱动程序。4.3.2采集速率是500毫秒一个点.4.4、冷却风机：4.4.1最大风速不小于：120km/h4.4.2出风口面积不小于：0.24m24.4.3通过变频器可以实现风速跟踪自动调节或手动调节.4.5、新增传感器及要求：4.5.1新增进气温度传感器和燃油温度传感器各一路4.5.2进气温度和燃油温度传感器采用铂电阻传感器4.5.3温度传感器测量范围：-20+854.5.4温度传感器测量误差：1（最好选用Pt型传感器）4.6、软件的开发：4.6.1软件的开发要能满足GB/T5363-1995、GB/T 20076-2006标准和欧标95/01/EC ANNEX-II标准的测试要求。4.6.2软件所基于的操作系统应该是Windows XP及后续系列产品。4.6.3软件操作系统应有良好的可操作界面，开发商在软件开发方面在满足我方要求基础上可以根据自己的思路进行开发，但在软件开发完后应征求我方意见，以便按我方要求进行必要的补充和完善。4.6.4操作界面应能显示发动机转速、测功机转速、发动机功率、发动机扭矩、比油耗、进气温度、排气温度、进气负压、排气背压、燃油温度、机油温度、火花塞垫圈温度、冷却液出口温度以及环境等参数。4.6.5操作系统及测试软件应采用中文。4.6.5所有量的单位必须采用SI国际单位制。4.6.6测试系统应能时时显示功率、扭矩、比油耗、机油温度（或冷却液温度出口温度）、发动机火花塞垫圈温度的变化曲线，并能根据用户要求对曲线进行设置和打印输出。4.6.7发动机台架试验速度特性试验数据记录表的基本参数录入应包含以下内容，（注：倾斜字体部份参数可以按机型名称进行保存，需要时可以直接调出来使用）。基本参数表：参数名称说 明试验编号至少20字节样品编号最多20字节发动机型号最多20字节发动机编号最多20字节试验日期/试验地点最多128字节生产厂家最多128字节试验室温度（C）设置界面中应提供直接读入环境站数据的手段试验室大气压（kPa）设置界面中应提供直接读入环境站数据的手段试验室相对湿度（%）设置界面中应提供直接读入环境站数据的手段干球温度（C）湿球温度（C）测功机型号至少64字节（默认情况下为：NH22直流电力测功机）测功机检定有效期最多20字节其它试验仪器设备名称（1-7）至少支持7个额外仪器、设备输入其它试验仪器设备型号（1-7）至少支持7个额外仪器、设备输入其它试验仪器设备检定有效期（1-7）至少支持7个额外仪器、设备输入，最多20字节冲程数气缸数压缩比燃油牌号最多20字节燃油比重5个字节（三位小数）润滑油牌号最多10字节初级传动比应能支持以数值输入或m:n的型式输入试验档传动比应能支持以数值输入或m:n的型式输入传动效率气缸容积/压缩比/试验员最多32字节校 核最多32字节备 注最多256字节4.6.8、发动机台架试验速度特性试验数据记录表中的测试数据应包含以下内容：试验数据单位备注测试序号/测功机转速rpm必选项发动机转速rpm必选项测量扭矩N.m可选项测量功率kW可选项标态扭矩N.m必选项标态功率kW必选项燃油消耗量kg/h可选项燃油消耗率g/kW.h必选项油门开度%可选项修正系数/必选项机油温度C必选项火花塞垫圈温度C必选项进气温度C可选项燃油温度C可选项进气负压kPa可选项排气背压kPa可选项4.7系统标定：系统标定应包含以下内容：l 扭矩标定l 油门标定l 测功机转速标定l 各种传感器的校准系统应支持对这些标定或校准结果进行存储和修正。5、改造达到的标准该项目改造完成后能够满足GB/T5363-1995及新国标GB/T 20076-2006和欧标95/01/EC ANNEX-II的测试要求。6、改造的预计费用以下是天津天波有限公司根据我方的要求提出的一个方案和报价：名称数量价格（元）备注环境气象站1台10000研华工控机1台9000标准配置带17”显示器HP激光打印机1台2500输入模块1套4000A/D转换板1套4000程序控制单元1组650