发动机瞬时扭矩测量方法和理论.ppt

发动机瞬时扭矩测量方法和理论,专 业：车辆工程 答辩人：黄 际 平 导 师：赵 龙 庆,论文提纲,1.绪论 2.发动机惯性力平衡机构 3.发动机瞬时扭矩的测量方法和理论 4.瞬时扭矩在发动机诊断中的应用 5.结论,1.绪论,1.1课题研究的目的和意义 发动机的不平衡主要来源于曲柄连杆机构，曲柄连杆机构是将活塞的直线运动转化成曲轴的旋转，由于转速的变化，将产生一个周期性的脉冲。于是提出了瞬时扭矩测量的方法，测量出其瞬时扭矩，通过对测量出来的瞬时扭矩进行分析，得出瞬时扭矩的变化规律。从而对发动机进行平衡，并在发动机诊断中通过瞬时扭矩的变化分析出发动机故障所在。,1.2国内外发展动态,国外自80年代开始，测试装置根据其直接测量对象主要分为两类：一类是利用扭矩和扭转角关系的测量系统，另一类则是利用扭应力型测量系统。国内目前测扭矩，主要仍采用在轴上贴应变片的传统方法，利用适当的电路取得信号，然后通过滑环或无线发射的方法传给外部装置进行分析处理。,2.发动机惯性力平衡机构,2.1直列四缸发动机平衡分析 在一切有质量、构件质心有加速度或构件有角加速度的机械中， 都存在着惯性力。这种随机构运转而周期变化的强惯性作用是产生机器振动、噪声和疲劳等现象的主要原因，其结果大大影响了机构的运动和动力性能，克服这种不利的惯性作用成为必须解决的重要问题。,假定曲轴角速度为 ，惯性力或离心力可按下式计算： 于是，往复惯性力，可按下式计算：。,2.2二次往复惯性力的平衡机构,针对二次往复惯性力，可供选择的平衡机构有平衡块、单轴、双轴等多种方案。,平衡块平衡机构,单轴平衡机构,双轴平衡机构,2.3整机垂直方向二阶振动,方案A在中速段效果最好，而方案A的减振效果则次于方案B和方案C。这说明双轴平衡机构可以有效地降低垂直方向二阶振动8平衡块比6平衡块的减振效果好。,3.发动机瞬时扭矩的测量原理和 方法 3.1发动机瞬时扭矩的测量,扭矩的大小取决与曲柄滑块的位置，转动惯量是质量和位置的一个函数，因此曲柄滑块的几何位置的变化转动惯量也将有所不同，每时每刻都是变化的。,其中曲轴轴线的不同惯性,3.2采用光电方式测量转轴扭矩,采用光电方式进行扭矩的具体测量时，首先选取半径为r的一个转轴，而后在转轴上选取相距为L的两个截面A、B，在这两个截面处刻制分布均匀的条纹，如图所示。 在轴截面处，计算出两个条纹之间所夹弧长的值为对应的角度 这两个截面在扭矩M作用下将产生扭转变形。,由于扭转变形，两个截面相对位置会发生变化，即相对于转过一个角度，这个角度为相对扭转角，扭转角可通过扭动转过的弧长计算出来。因此，只需知道扭转变形转过的弧长数，即可求出转轴的扭矩值。也就是说，扭矩值的测量就转化成了对扭转变形转过的弧长数进行测量。,4.瞬时扭矩在发动机诊断中的应用,影响发动机瞬时转速的因素 1气缸数对发动机瞬时转速波动的影响 随着气缸数的增加，瞬时转速波动的幅 值将减小。 2负荷对瞬时转速波动的影响 负荷越大瞬时转速波动的幅值增大 3平均转速对瞬时转速波动的影响 瞬时转速波动幅值将随着平均转速的增 大而减小,某缸漏气和失火时各测量转速下的特征参数值,致谢 感谢工程学院的各个老师四年来