[發(fā)明專利]一種獲得往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況傾覆力矩的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010461142.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111678702B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆兵;董大偉;王興民;華春蓉;黃燕;鄭東;蒲大文;葉磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M15/04
• 分類號(hào): G01M15/04;G01L5/00
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明公開了一種獲得往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況傾覆力矩的方法，包括步驟：S1、根據(jù)內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系的扭振模態(tài)固有頻率和其啟停工況時(shí)的主簡(jiǎn)諧激勵(lì)頻率，確定內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系所匹配的聯(lián)軸器；S2、通過傳感器獲取內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)加速過程中的軸系角加速度信號(hào)；S3、根據(jù)軸系角加速度和軸系總慣量，計(jì)算軸系慣性力矩；S4、根據(jù)軸系慣性力矩，計(jì)算軸系傾覆力矩。本發(fā)明求得傾覆力矩的過程簡(jiǎn)單，可應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況時(shí)的傾覆力矩獲取，測(cè)得結(jié)果精確，滿足整機(jī)強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獲得往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況傾覆力矩的方法。

背景技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)整機(jī)振動(dòng)控制是內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)、應(yīng)用中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。而對(duì)確定其激振源，是內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)控制的基礎(chǔ)。內(nèi)燃機(jī)主要激勵(lì)源為各曲柄連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力(矩)，以及由往復(fù)慣性力和氣體力引起的傾倒力矩。慣性力(矩)可以通過內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作轉(zhuǎn)速確定，難點(diǎn)是如何準(zhǔn)確獲得氣體力引起的傾覆力矩。氣體傾覆力矩的獲得目前主要有兩種方法，一是直接或間接基于內(nèi)燃機(jī)示功圖通過計(jì)算獲得，二是采用實(shí)驗(yàn)方法，即測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的整機(jī)振動(dòng)加速度，再根據(jù)相關(guān)動(dòng)力學(xué)原理，通過求解剛體運(yùn)動(dòng)方程來分離計(jì)算各諧次傾覆力矩。

上述方法在內(nèi)燃動(dòng)力機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行工況得到了普遍的應(yīng)用，但對(duì)于機(jī)組啟動(dòng)時(shí)變過程，兩種方法都不再適用。首先，在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)過程，各氣缸工作尚不穩(wěn)定，作功也不均勻，難以準(zhǔn)確仿真內(nèi)燃機(jī)各缸示功圖，而對(duì)多缸內(nèi)燃機(jī)的各缸都開孔進(jìn)行示功圖測(cè)試成本過高；其次，測(cè)振的實(shí)驗(yàn)方法即使用于穩(wěn)態(tài)工況激振力(矩)的測(cè)試都有相當(dāng)?shù)碾y度和誤差，目前難以用于內(nèi)燃機(jī)瞬態(tài)啟動(dòng)過程激振力(矩)的測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在提供一種獲得往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況傾覆力矩的方法，以解決現(xiàn)有獲取內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況的傾覆力矩時(shí)，難度大、成本高和精度低的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種獲得往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)工況傾覆力矩的方法，包括步驟：

S1、根據(jù)內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系的扭振模態(tài)固有頻率和其啟停工況時(shí)的主簡(jiǎn)諧激勵(lì)頻率，確定內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系所匹配的聯(lián)軸器；

S2、通過傳感器獲取內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)加速過程中的軸系角加速度信號(hào)；

S3、根據(jù)軸系角加速度和軸系總慣量，計(jì)算軸系慣性力矩；

S4、根據(jù)軸系慣性力矩，計(jì)算軸系傾覆力矩。

進(jìn)一步，所述步驟S1中：內(nèi)燃動(dòng)力總成軸系扭振模態(tài)固有頻率大于啟停工況第一階主簡(jiǎn)諧次激勵(lì)頻率4.0倍以上。

進(jìn)一步，所述步驟S2中：所述傳感器為磁電傳感器。

進(jìn)一步，所述步驟S2包括：

S21、通過安裝在軸系上的測(cè)量齒盤和磁電傳感器，獲取軸系的電壓脈沖信號(hào)；

S22、在軸系的電壓脈沖信號(hào)中求出每一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間，計(jì)算獲取角速度信號(hào)；

S23、對(duì)角速度信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過微分求得軸系的角加速度信號(hào)。

進(jìn)一步，所述預(yù)處理過程包括畸點(diǎn)濾波、異常數(shù)據(jù)剔除和低通濾波。

進(jìn)一步，所述步驟S3中，計(jì)算軸系慣性力矩的表達(dá)式為：

T＝I·a (1)

其中，T表示軸系慣性力矩，I表示軸系總慣量，a表示軸系加速度。

進(jìn)一步，所述步驟S4中，計(jì)算軸系傾覆力矩的表達(dá)式為：

M＝T (2)

其中，M表示軸系傾覆力矩，T表示軸系慣性力矩。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：