驗證性能與可靠性 淺談發(fā)動機臺架試驗

斑馬 參考價：3.96萬起

查看參配 獲取底價

購置稅優(yōu)惠 經(jīng)銷商報價 車主點評

發(fā)動機臺架試驗是發(fā)動機研制階段的重要環(huán)節(jié)。它不僅用于測試整個發(fā)動機及相關部件的可靠性，還用于驗證發(fā)動機的性能是否達到原設計指標。因此，發(fā)動機在成功量產(chǎn)前，大量的臺架試驗是必不可少的。

​

根據(jù)臺架試驗的目的，臺架試驗可分為性能試驗和可靠性試驗。性能測試是評價發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性等重要性能。可靠性試驗是通過施加各種載荷來測試發(fā)動機及相關部件的可靠性。

應該說，發(fā)動機臺架試驗可以為發(fā)動機及相關部件的測試、驗證和改進提供技術支持。

●臺架試驗對外部環(huán)境的要求

所謂臺架，其實就是用來驗證發(fā)動機性能和可靠性的整套設備。因為臺架試驗會產(chǎn)生很大的振動，足以破壞零件和房屋的結構強度，影響相應儀器儀表的正常工作。為了保證試驗工作的正常進行，需要對試驗臺基礎進行減振和隔振處理，同時避免試驗臺基礎與發(fā)動機共振，將試驗臺基礎的振動控制在一定范圍內(nèi)。

​

這個臺式實驗室周圍的墻壁和屋頂都覆蓋了吸聲降噪的特殊材料，主要是為了減少測試噪聲對測試人員造成的疲勞損傷。車頂?shù)臒艄芤灿邢鄳谋Ｗo，可以防止振動和噪音造成的損壞。由此可見，臺架試驗產(chǎn)生的“副產(chǎn)品”破壞力極大。

●發(fā)動機臺架的組成

從上圖可以看出，臺架主要由測控系統(tǒng)、試驗對象及相關輔助系統(tǒng)組成。測控系統(tǒng)主要是測力計，通過測力計可以讀取發(fā)動機的功率輸出值，同時可以對發(fā)動機施加相應的載荷，包括交變應力和交變熱載荷，模擬發(fā)動機在實際工況下可能遇到的情況，從而測試其可靠性。

​

整機臺架試驗過程中，發(fā)動機沒有加裝水箱散熱器、油箱等部件，需要輔助系統(tǒng)來更換這些部件，使發(fā)動機完成水循環(huán)、燃油系統(tǒng)供給等工作。

●臺架試驗的方式

——兩種連接方式

發(fā)動機與測控系統(tǒng)的連接有兩種方式:硬連接和軟連接。所謂硬連接，就是沒有變速器的發(fā)動機飛輪直接連接到測功機上。這種連接方式可以在臺架試驗中直接傳遞發(fā)動機的輸出功率，而不會造成變速器的機械損失，但不能模擬整車的使用環(huán)境。

軟連接是發(fā)動機與變速器裝配后，通過變速器輸出與測功機連接。這是一種模擬整車環(huán)境的便捷方式。這樣，動力通過變速器輸出，所以它的動力損失了，但它可以更準確地模擬整車環(huán)境。由于測功機是通過變速器連接的，所以發(fā)動機的輸出相對穩(wěn)定，對測功機沒有強烈的振動損傷。

——臺架試驗的試驗參數(shù)

事實上，發(fā)動機臺架試驗最重要的是獲得發(fā)動機運行的相關數(shù)據(jù)，這也是試驗參數(shù)。獲取數(shù)據(jù)的方式是通過與安裝在發(fā)動機各個位置的傳感器進行數(shù)據(jù)對比分析，做出相應的判斷。

​

與量產(chǎn)發(fā)動機上的傳感器相比，臺架試驗中的傳感器有很多，例如一個供油系統(tǒng)需要測試供油溫度、供油壓力、油軌壓力、油管壓力、噴油器針閥升程、油耗等。整個發(fā)動機有40、50或更多參數(shù)需要測試。測試的參數(shù)越多，越能了解發(fā)動機各部分的運行狀態(tài)，也有助于R&D人員了解產(chǎn)品，從而做出改進和優(yōu)化。

除了傳統(tǒng)的傳感器，一些特殊的傳感器或儀器將用于臺架試驗。比如安裝在燃燒室中的攝像頭可以記錄發(fā)動機的噴油、點火和燃燒情況，從而幫助設計人員相應地改善進氣流量、噴油角度和活塞頂部的形狀，而這種攝像頭必須能夠承受燃燒室中高溫高壓的惡劣環(huán)境。下面的視頻用這個攝像頭展示了發(fā)動機燃燒室內(nèi)部的實際工作情況。

更多精彩視頻，均在車載家庭視頻頻道。

在參觀過程中，技術人員告訴我，臺架試驗最重要的是測量設備的測試精度。雖然國內(nèi)有一些企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)動機臺架試驗設備，但在精度上還是很難與進口設備相比，當然經(jīng)驗豐富的測試人員是不可或缺的。

隨著電子元器件和計算機技術的發(fā)展，發(fā)動機需要測試的參數(shù)種類和采樣頻率越來越多，這就要求在臺架試驗中加強數(shù)據(jù)采集、分析和處理的能力。如今，臺架試驗也在使用現(xiàn)代通信手段，如總線系統(tǒng)的應用。同時，臺架試驗正在向自動化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

總結:

可以看出，發(fā)動機整機臺架試驗所需的設備和對外部環(huán)境的要求都比較高，很多現(xiàn)實中難以滿足的情況都可以通過臺架試驗進行模擬，大大擴展了發(fā)動機性能和可靠性驗證的范圍。我覺得臺架試驗可能就像一面鏡子，通過它可以不斷發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化問題、改進問題。