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动力是怎么练成的——台架试验

2018-11-27 12:58:31·  来源:华南理工大学方程式赛车队  
 
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看赛车狂飙于赛道上,点燃车迷心中的火焰。听发动机怒吼的声音,无论是四缸的美声,还是单缸机的呐喊,在各位喜欢赛车的同学心里都是滂湃的动力体现。大家可知,
看赛车狂飙于赛道上,点燃车迷心中的火焰。听发动机怒吼的声音,无论是四缸的美声,还是单缸机的呐喊,在各位喜欢赛车的同学心里都是滂湃的动力体现。
 
大家可知,发动机的动力是如何调校的呢?不同的发动机又是怎么匹配适应在不同的赛车上呢?
 
今天我们以FSAE赛车为例来聊一聊发动机的台架试验。
发动机台架试验是发动机研制阶段中的重要一环,它不仅用来检验发动机整体以及相关零部件的可靠性,同时还用来验证发动机的性能是否达到了最初的设计指标,所以任何一台发动机在成功量产前都离不开大量的台架试验。
 
台架试验分为性能试验和可靠性试验。我们的台架试验主要是性能试验。在发动机匹配到一台FSAE赛车上前,台架试验是检验发动机在符合规则的前提下动力调校最重要的实验。在20mm限流阀的限制下,每一台适配到FSAE赛事的发动机都必须针对进气的改变重新改变动力的调校。台架试验是不可或缺的一步。
 
我们的台架试验使用的是湘仪动力测试仪器有限公司的FC2000发动机自动测控系统,它是可用于控制和测量发动机的转速、转矩、功率、燃油/燃气消耗量等参数的电涡流测功机。
 
01、固定&对中
台架试验对发动机的固定是有一定要求的。固定不良会引起发动机抖动、非正常晃动、性能差并伴有异响。首先根据发动机设计不同的支座去适应台架实验室的悬置支座,使发动机的位置具有一定范围的调节,方便对中。对中不良会引发和固定不良相似的情况。对中时,可以使用铁丝分别缠绕两个联轴器并保持相对,然后旋转联轴器一周,观察旋转过程中两根铁丝相对位置的变化,判断是否对中或偏向哪个方向,确定是否需要重新对中。
02、布置外围
在发动机固定好后,布置发动机外围。安装好进气歧管,将台架实验室的供油设备连接到喷油嘴;安装排气管,并连接到台架试验室的排气装置;安装实验室水路到发动机,并做好排空;连接好电路,将排温传感器连接到台架试验室的排温端口,可选择油温传感器是否连接到台架实验室的端口。
03、设定台架参数
接下来设定台架参数。设定机油温度、排气温度、发动机水温、转矩等上限值,用于过高报警,以保护发动机;接下来设定PID值,一般情况下,不需要修改这个值。若发动机工况十分不稳定,可以修改PID值使电涡流测功机负荷调节更合理;然后对台架进行转矩零点标定,就可以进行台架试验了。

04、启动!
启动供油系统、油耗仪、水路监控、台架试验台等系统和发动机控制电路后,切换到合适的档位,拉离合,启动发动机。拉高转速并稳定后,渐渐放开离合,同时控制油门时转速稳定,调节试验台到P/P1模式,设定需要的工况点、稳定的转速。然后切换到n/P模式,拉高试验台节气门开度,台架会根据设定的PID值逐渐增大负荷,使发动机稳定在设定转速。此时,得到对应工况点的转矩和功率。记录好之后,逐渐减少油门,待发动机转速低到一定程度后关闭发动机控制电源,发动机停止工作。循环进行,设定每一个需要标定的工况点。
根据发动机实际使用情况,可以筛选出需要标定的工况点。在FSC的赛道上,LD450常用转速在4000~9000rpm,需要设定的工况点如:
完成台架试验后,就能让你的轮胎好好感受滂湃的动力啦!下一步,就是在实车上进行各种补偿的设定以完成瞬态的标定。当然,能上马力机验证调校好的动力就最好不过了!