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一种发动机自动扫点测试系统及其测试方法


技术摘要:
本发明涉及一种发动机自动扫点测试系统及其测试方法。该发动机自动扫点测试系统包括台架控制系统;测功机,藉由联轴器与发动机连接,台架控制系统通过测功机实现对发动机的转速和扭矩的控制;进气空调和中冷器,与发动机连接,用于实现对发动机的进气状态的控制;水冷  全部
背景技术:
为了满足既定的设计目标修改设计参数需要大量的试验来实现,在多次的试验过 程中寻找合乎既定目标的设计方案。为了减少试验的次数,结合数学优化设计的方法,许多 标定试验通过Design  of  Experiment(DOE)试验设计方法。通过对试验样本空间分布的合 理设计和试验过程合理规划进一步减少建模所需的试验数据,提高试验效率,并且获得了 理想的试验结果。自动标定试验包括工况设计、自动扫点、建立模型、参数优化和优化结果 验证。自动标定软件在汽油机及柴油机的标定优化试验得到推广使用,节约了试验成本和 提升了试验效率。目前国内外拥有自动标定功能的商业软件有AVL公司CAMEO软件、和ETAS 公司的ASCMO软件。 此外,具有自动标定功能的商业软件还有horiba公司的商业软件STASRS中的 Calibrate(Automap)option  for  STARS  Workstation。该商业化软件采用上文描述控制原 理可实现试验自动化、DOE设计、实时控制电控MAP、DOE建模和DOE在线优化等自动标定试 验。现有技术方案存在以下特点: 1.商业化软件的使用对象具有预设性,该方案在调试时由供应商预先将所需更改 的所有电控MAP储存于软件内,作为数据库使用。不同电控厂家的发动机对于某些电控MAP 设定(包含MAP名称和横纵行列数)不一致时,使用方无法对其进行实时控制,也无法完成自 动扫点试验,必须由供应商进行修改。 2.自动标定模块在商业化软件处于收费阶段、外企垄断状态,安装调试报价高,维 护成本高。每个报价仅适用于单个实验室台架。举例来说,对于horiba公司的发动机排放性 能试验台架,单个试验台架的安装调试报价在22万元以上。
技术实现要素:
针对现有技术的上述问题,本发明提出了一种发动机自动扫点测试系统及其测试 方法,能够完成发动机的自动扫点试验,替代目前的商业化软件,有效降低成本。 具体地,本发明提出了一种发动机自动扫点测试系统,包括, 台架控制系统; 测功机,藉由联轴器与发动机连接,所述台架控制系统通过所述测功机实现对所 述发动机的转速和扭矩的控制; 进气空调和中冷器,与所述发动机连接,用于实现对所述发动机的进气状态的控 制; 水冷单元,与所述发动机连接,用于控制所述发动机的冷却液温度及出水温度; 数据测量系统和燃烧分析仪,用于监控所述发动机的运行状态,并将所述发动机 4 CN 111579247 A 说 明 书 2/7 页 的运行状态参数发送到所述台架控制系统; 油耗仪,用于调节所述发动机的进回油温度和压力,并向所述台架控制系统发送 所述发动机的瞬态油耗流量; 排放分析仪,与所述发动机连接,用于向所述台架控制系统发送所述发动机的气 态排放污染物的浓度; 滤纸式烟度计,测量所述发动机的稳态烟度并发送给所述台架控制系统; 标定电脑和标定装置,所述标定电脑通过所述标定装置连接到所述发动机,所述 标定电脑连接所述台架控制系统,所述标定电脑根据所述台架控制系统的指令来调整所述 发动机的电控参数。 根据本发明的一个实施例,所述台架控制系统为Horiba公司的STARS系统。 根据本发明的一个实施例,所述标定装置的型号为ETAS592,所述标定电脑上运行 的标定软件为ETAS公司的INCA。 根据本发明的一个实施例,所述台架控制系统通过ASAP协议与所述标定电脑实时 通信,所述标定装置采用ETK/CCP协议与所述发动机的ECU通信。 根据本发明的一个实施例,所述台架控制系统通过CAN总线与测功机、数据测量系 统实现通信;所述台架控制系统通过网线与燃烧分析仪、排放分析仪、标定电脑、水冷单元 及油耗仪实现通信;所述台架控制系统通过串口RS232与滤纸式烟度计实现通信。 本发明还提供了一种发动机自动扫描测试方法,利用前述的发动机自动扫描测试 系统,包括, 步骤S1,在所述台架控制系统上设置所述发动机的多个试验工况点; 步骤S2,顺序执行多个所述试验工况点的测试。 根据本发明的一个实施例,在步骤S1中每个所述试验工况点的设置包括设定总时 间、发动机转速设定值、扭矩设定值、油门设定值、排气烟度时间、数据记录时间和台架报警 限值。 根据本发明的一个实施例,在步骤S2中,所述台架控制系统向测功机发出当前试 验工况点的发动机转速和扭矩,以使所述发动机调整其转速和扭矩; 所述台架控制系统向标定电脑发出更改电控参数的命令,通过所述标定装置对发 动机的ECU进行控制; 将所述台架控制系统接收的所述发动机的运行状态参数与台架报警限值进行比 较,若超出所述台架报警限值,则自动转入下一个试验工况点;若未超出所述台架报警限 值,则向所述滤纸式烟度计发出测量命令,待得到稳态烟度值后,由所述台架控制系统记录 试验数据,所述试验数据包括发动机转速、扭矩、运行状态参数、瞬态油耗流量、气态排放污 染物的浓度和电控参数。 根据本发明的一个实施例,在步骤S1之前,对所述发动机自动扫点测试系统进行 测试,以保证所有设备热机及通讯连接完成。 根据本发明的一个实施例,在步骤S2之后,根据所述试验数据自动生成试验报告。 本发明提供的一种发动机自动扫点测试系统及其测试方法,构建完善的发动机自 动扫点测试系统,能实时控制电控参数以完成发动机的自动扫点试验,能完全替代目前的 商业化软件,节约试验成本,提升试验效率。 5 CN 111579247 A 说 明 书 3/7 页 应当理解,本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的, 并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。 附图说明 包括附图是为提供对本发明进一步的理解,它们被收录并构成本申请的一部分, 附图示出了本发明的实施例,并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。 附图中: 图1示出了本发明一个实施例的发动机自动扫点测试系统的结构示意图。 图2示出了本发明一个实施例的发动机自动扫点测试方法的流程框图。 图3示出了本发明一个实施例的发动机自动扫点测试方法中的测试循环的流程框 图。 其中,上述附图包括以下附图标记: 发动机自动扫点测试系统  100         台架控制系统    101 测功机                  102          进气空调        103 中冷器                  104         水冷单元        105 数据测量系统            106          燃烧分析仪      107 油耗仪                  108         排放分析仪      109 滤纸式烟度计            110         标定电脑        111 标定装置                112         发动机          113 发动机自动扫点测试方法  200
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