发动机瞬时扭矩测量方法和理论
发动机瞬时扭矩测量方法和理论课件
基于飞轮输出的测量方法
通过测量飞轮的转速和角位移，结合发动机的转 速和气缸数，可以计算出瞬时扭矩。
这种方法适用于具有较大飞轮和稳定转速的发动 机，如柴油机。
基于飞轮输出的测量方法是通过测量飞轮的转速 和角位移，结合发动机的转速和气缸数，计算出 瞬时扭矩。这种方法通常使用飞轮传感器和相关 测量设备来实现。
多参数综合测量技术的研究
多参数融合分析
研究如何将多个相关参数融合在一起， 以提高扭矩测量的准确性和可靠性。
VS
综合测量系统的开发
开发能够同时测量多种相关参数的测量系 统，为发动机性能分析和优化提供更全面 的数据支持。
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发动机瞬时扭矩测量方法和理论课件
目 录
• 引言 • 发动机瞬时扭矩测量方法 • 发动机瞬时扭矩测量理论 • 瞬时扭矩测量在发动机性能分析中的应用 • 瞬时扭矩测量技术的未来发展
contents
01
引言
瞬时扭矩测量的重要性
发动机性能评估
瞬时扭矩是发动机性能的重要参数，通过测量瞬时扭矩，可以评 估发动机的动力输出、加速性能和燃油经济性。
故障诊断与维护
通过监测瞬时扭矩的变化，可以及时发现发动机的故障或异常，为 发动机的维护和保养提供依据。
优化设计
对瞬时扭矩的测量和分析有助于发动机的优化设计，提高发动机的 性能和燃油效率。
瞬时扭矩测量的挑战
高动态范围
01
瞬时扭矩的测量需要在高动态范围内进行，要求测量系统具有
高精度和高分辨率。
时域信号处理
发动机故障诊断
检测发动机是否存在 故障，如气缸压力不 足、点火系统故障等。
扭矩测量方法
扭矩测量方法扭矩是描述物体旋转状态的物理量，通常用于描述机械设备的旋转力和转矩。
在工程领域中，扭矩的测量是非常重要的，因为它直接影响到机械设备的性能和安全。
本文将介绍几种常见的扭矩测量方法，帮助读者更好地了解和掌握扭矩测量技术。
1. 力臂法。
力臂法是最常见的扭矩测量方法之一。
它利用一个已知长度的杠杆，将力矩转换为力的乘积。
在实际应用中，可以通过测量力臂的长度和作用力的大小，计算出扭矩的数值。
这种方法简单易行，适用于大多数情况下的扭矩测量。
2. 弹簧测力计法。
弹簧测力计法是利用弹簧的弹性变形来测量扭矩的方法。
当扭矩作用于弹簧测力计时，弹簧会发生变形，根据弹簧的变形量可以计算出扭矩的大小。
这种方法具有高精度和灵敏度，适用于对扭矩精度要求较高的测量场合。
3. 电子测力计法。
电子测力计法是利用应变片和电子传感器来测量扭矩的方法。
应变片是一种能够感知应变变化的传感器，当扭矩作用于应变片时，其阻值会发生变化，通过电子传感器可以将这种变化转换为电信号，再通过计算机进行处理，得出扭矩的数值。
这种方法具有高精度、自动化程度高的特点，适用于对扭矩测量精度和实时性要求较高的场合。
4. 光学测量法。
光学测量法是利用光学原理来测量扭矩的方法。
通过在受力部位安装光学传感器，当受力部位发生形变时，光学传感器会感知到形变的变化，通过光学原理可以计算出扭矩的大小。
这种方法不受环境影响，适用于对测量环境要求较高的场合。
总结。
以上介绍了几种常见的扭矩测量方法，每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际应用中，需要根据具体的测量要求和条件选择合适的扭矩测量方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文对读者有所帮助，谢谢阅读。
扭力测试原理
扭力测试原理扭力测试是一种用来测量物体受到的扭转力的测试方法。
在工程领域中，扭力测试被广泛应用于各种机械设备和结构的设计、制造和维护过程中。
本文将介绍扭力测试的原理及其在工程实践中的应用。
扭力测试的原理基于牛顿第三定律，即“作用力与反作用力相等而方向相反”。
当一个物体受到扭转力时，会产生一个相对于轴线的扭矩。
扭矩的大小与作用力的大小成正比，与作用力的距离成反比。
因此，扭力测试的关键在于测量作用力和距离，并计算出扭矩的大小。
在进行扭力测试时，通常会使用扭矩传感器或扭矩表来测量扭矩的大小。
扭矩传感器是一种能够将扭矩转化为电信号输出的传感器，它能够准确地测量扭矩的大小，并将数据传输到计算机或数据采集系统中进行记录和分析。
而扭矩表则是一种手持式的测量工具，通过读取表盘上的刻度来确定扭矩的大小。
除了测量扭矩的大小，扭力测试还需要考虑作用力的方向和位置。
通常情况下，作用力的方向和位置会对扭矩的大小产生影响。
因此，在进行扭力测试时，需要确保作用力的方向和位置是准确的，并且要根据实际情况进行修正和校准。
在工程实践中，扭力测试被广泛应用于各种领域。
例如，汽车制造业中常常使用扭力测试来测试发动机和传动系统的扭矩性能；航空航天领域中也会使用扭力测试来测试飞机的机翼和发动机的扭矩性能；此外，在建筑和桥梁工程中，扭力测试也被用来测试结构件的扭矩性能。
总之，扭力测试是一种重要的测试方法，它能够帮助工程师和设计师们准确地了解物体受到的扭转力，并为他们提供重要的数据支持。
通过对扭力测试原理的深入理解，可以更好地应用扭力测试于工程实践中，提高产品的质量和性能，保障工程的安全和可靠性。
汽车瞬间扭力计算公式
汽车瞬间扭力计算公式汽车的性能参数对于车辆的性能和驾驶体验有着重要的影响，其中扭力是一个关键的指标。
扭力是描述引擎输出动力的重要参数，它直接影响着车辆的加速性能和动力输出。
在汽车工程领域，瞬间扭力的计算是一个重要的研究课题，它可以帮助工程师们更好地了解车辆的性能特点，并进行相关的优化设计。
瞬间扭力是指在某一时刻引擎输出的扭矩值，它可以用来描述车辆在加速、爬坡、超车等情况下的动力输出情况。
瞬间扭力的计算需要考虑多个因素，包括发动机的转速、气缸数量、气缸工作过程、进气系统、排气系统等。
在实际工程中，瞬间扭力的计算通常采用数学模型和实验测试相结合的方法，以得到准确的结果。
瞬间扭力的计算公式是一个复杂的数学模型，它涉及到多个参数和变量。
一般来说，瞬间扭力可以通过以下公式进行计算：T = P / ω。
其中，T表示瞬间扭力，单位为牛顿·米（N·m）；P表示发动机输出功率，单位为瓦特（W）；ω表示发动机转速，单位为每分钟转数（rpm）。
在这个公式中，发动机输出功率是一个重要的参数，它可以通过发动机的性能曲线或者实验测试得到。
发动机输出功率与瞬间扭力之间存在着直接的关系，当发动机输出功率增加时，瞬间扭力也会相应增加。
因此，瞬间扭力的计算需要首先确定发动机的输出功率。
另外，发动机转速也是瞬间扭力计算中的重要参数。
发动机转速的变化会直接影响到瞬间扭力的大小，当发动机转速增加时，瞬间扭力也会相应增加。
因此，在实际的瞬间扭力计算中，需要准确地测量和记录发动机的转速。
除了上述公式外，瞬间扭力的计算还需要考虑到气缸数量、气缸工作过程、进气系统、排气系统等因素。
这些因素会对发动机的输出功率和瞬间扭力产生影响，因此需要在计算中进行综合考虑。
在实际工程中，瞬间扭力的计算通常需要借助计算机模拟和实验测试相结合的方法。
通过建立发动机性能模型，结合实验测试数据，可以得到准确的瞬间扭力值。
这对于汽车工程师们来说是非常重要的，可以帮助他们更好地了解车辆的性能特点，进行相关的优化设计。
汽车瞬时加速能力的测试方法
一．说明测试汽车瞬时加速能力的方法。
汽车瞬时加速能力也就是汽车瞬时加速度的过程，将电磁感应式传感器装在离合器壳体上的一个特制的加工孔内，当飞轮转动时传感器产生脉冲信号。
从传感器传来的脉冲信号经过脉冲整形装置的整形、放大，变成矩形触发脉冲信号。
脉冲信号的频率为飞轮齿圈齿数乘以飞轮每秒钟转数，即（为飞轮齿圈齿数）这就是发动机的转速信号。
设定的起始速度和终止速度，设定好的起、终速度后就可以求出速度差，时间间隔由时间信号发生器控制，但是时间的差值要求尽可能的小，即当到达起始速度了开始计时，到达终止速度时结束计时可以求出时间差，随即可以求出瞬时加速度，也就是测出了汽车瞬时加速能力。
二．说明测试汽车瞬时加速能力时使用的传感器及其测量电路。
由传感器、脉冲整形装置、时间信号发生器、加速度计算器和控制装置、转换分析器、转换开关、功率指示表、转速表和电源等组成．。
扭矩检测方法
扭矩检测方法
扭矩检测方法是指通过对机械设备或工具施加力矩，利用相关的测量仪器来测量所产生的扭矩的大小，以判断其性能是否符合要求。
目前常用的扭矩检测方法包括电子扭矩检测、机械扭矩检测和压缩空气扭矩检测等。
其中，电子扭矩检测方法最为常见，它利用电子式扭矩传感器对扭矩进行实时测量，并通过数字显示屏以数字化方式输出数据。
机械扭矩检测则主要采用拉伸式扭矩表、压缩式扭矩表和弹簧扭矩表等传统机械式测量仪器进行测量。
压缩空气扭矩检测适用于在高温、高压环境下进行扭矩检测的情况，其原理是利用气体压缩产生的反作用力来实现扭矩的测量。
无论采用哪种扭矩检测方法，都必须注意检测仪器的准确性和可靠性，并严格按照操作规程进行操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
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汽车扭矩原理分析和计算公式
汽车扭矩原理分析和计算公式集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#扭矩原理介绍和公式分析汽车扭矩本文是理论结合实际, 一直没有文章可以作这么完全地介绍, 看完之后的确是醍醐灌顶. 顶一个.09-02-18 01:24发表于：分类：未分类扭矩：扭矩是使物体发生转动的力。
发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。
在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。
扭矩和功率一样，是汽车发动机的主要指数之一，它反映在汽车性能上，包括加速度、爬坡能力以及悬挂等。
它的准确定义是：活塞在汽缸里的往复运动，往复一次做有一定的功，它的单位是牛顿。
在每个单位距离所做的功就是扭矩了。
是这样的，扭矩是衡量一个汽车发动机好坏的重要标准，一辆车扭矩的大小与发动机的功率成正比。
举个通俗的例子，比如，像人的身体在运动时一样，功率就像是身体的耐久度，而扭矩是身体的爆发力。
对于家用轿车而言，扭矩越大加速性越好；对于越野车，扭矩越大其爬坡度越大；对于货车而言，扭矩越大车拉的重量越大。
在排量相同的情况下，扭矩越大说明发动机越好。
在开车的时候就会感觉车子随心所欲，想加速就可加速，“贴背感”很好。
现在评价一款车有一个重要数据，就是该车在0－100公里／小时的加速时间。
而这个加速时间就取决于汽车发动机的扭矩。
一般来讲，扭矩的最高指数在汽车2000－4000／分的转速下能够达到，就说明这款车的发动机工艺较好，力量也好。
有些汽车在5000／分的转速左右才达到该车扭矩的最高指数，这说明“力量”就不是此车所长。
扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外我们还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当g=的时候，1kg＝，所以1kgm＝，而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft＝。
扭矩的测量方法
扭矩的测量方法
扭矩的测量方法主要有以下几种：
1.扭力扳手：通过扭力扳手可以测量扭矩，根据扭力扳手的读数
和所使用的力矩，可以计算出扭矩。
2.扭矩传感器：通过在转动轴上安装扭矩传感器，可以实时测量
扭矩。
传感器将扭矩转换为电信号或数字信号，然后通过仪表或计算机进行读取和处理。
3.扭力计：扭力计是一种专用的测量扭矩的仪器，它通常由一个
固定部分和一个可以转动的部分组成。
通过测量转动部分相对于固定部分的扭角或转角，可以计算出扭矩。
4.扭力天平：扭力天平是一种用于测量扭矩的精密仪器，它可以
测量微小的扭矩。
扭力天平通常由一个可以在转轴上旋转的称重元件和一个固定元件组成。
通过测量旋转过程中产生的离心力或惯性的力，可以计算出扭矩。
总之，测量扭矩的方法有很多种，具体使用哪种方法取决于测量精度、测量范围和设备条件等因素。
扭矩测量说明及应变片使用详解
扭矩测量说明及应变片使用详解扭矩测量是工程和科学领域常用的一种测量技术，用于测量旋转装置所产生的扭矩力。
扭矩测量的准确性对于许多应用至关重要，如机械传动系统的设计和优化、电机和发动机的性能评估以及材料的研究等。
在进行扭矩测量时，通常会使用应变片作为测量元件。
应变片是一种能够测量物体应变的传感器。
应变片的工作原理基于金属材料在受到力或力矩作用时会发生形变的性质。
应变片通常由金属箔片或薄膜制成，具有非常高的敏感性和可靠性。
下面我将详细介绍扭矩测量的具体说明及应变片的使用方法。
1.扭矩测量的具体说明：-首先，确定测量范围和精度要求，选择合适的扭矩传感器。
扭矩传感器通常分为静态和动态两种类型。
静态扭矩传感器适用于不需要频繁变化的测量，而动态扭矩传感器适用于高速旋转的测量。
-安装扭矩传感器。
将扭矩传感器正确安装在被测装置上，确保与装置的旋转轴垂直，并紧固螺栓。
-连接传感器与数据采集仪表。
使用合适的电缆将传感器与数据采集仪表连接起来，确保信号传输可靠。
-进行零点校准。
在测量之前，对传感器进行零点校准，即在没有扭矩作用下将测量结果调整为零。
-进行扭矩测量。
通过施加扭矩到被测装置上，观察数据采集仪表上的数据变化，即可得到扭矩测量结果。
-记录和分析数据。
根据需要，将测量结果记录下来并进行数据分析，以便进一步的应用。
2.应变片的使用方法：-确定测量点。
根据需要，确定要测量的位置和方向。
通常在扭矩作用处附近选择一个具有较高应变的区域。
-准备工作。
将应变片正确地粘贴或固定在待测物体上，并确保表面光洁无尘。
-粘贴应变片。
使用专用的应变片粘接剂，在应变片和被测物体表面均匀涂布，然后将应变片贴合在被测物体上。
-加热过程（可选）。
一些应变片需要经过一个加热过程，以确保粘接效果和稳定性。
可以通过烘箱或其他加热设备进行加热，同时要注意控制温度和加热时间。
-连接测量电路。
使用导线和连接器将应变片与测量电路连接起来。
在连接过程中要注意保持导线的良好接触和电气连接。
汽车发动机扭震试验测量原理
发动机曲轴扭转振动的测量一、实验目的：1、学习用实验法确定曲轴固有频率和临界转速，并找出共振时的最大扭转角。
2、了解非接触式扭振仪的工作原理。
二、实验说明：在内燃机的使用实践中，人们发现当多缸机达到某一转速时，会变得运转很不均匀，并伴有机械敲击和抖动，性能也变坏了，当转速升高或降低一些，这种现象减轻甚至消失，这种现象的原因是由于曲轴发生了大幅度扭转振动引起的。
曲轴不是绝对刚性的，具有一定的弹性，而且有自己的固有频率。
曲轴在某一转速工作时，不仅要受到各缸平均扭矩的作用，还要受到各缸干扰力矩的作用，而且不同步，所以各曲拐间必然产生相当大的周期性相对扭转。
这种扭转与曲轴的刚度、转动惯量和施加在曲轴上的干扰力矩有关，或者说与曲轴的固有频率和干扰力矩有关。
而各缸干扰力矩是相当复杂但是是呈周期性变化的，根据傅立叶级数理论，再复杂的周期性函数都可以表示成由若干阶谐量叠加而成，所以，各缸干扰力矩可以认为是由若干阶谐量叠加而成。
+M0.5sin(0.5ωt t+δ0.5)+M1sin(1.0ωt t+δ1)+M1.5sin(1.5ωt t+δ1.5)+ M2sin(2.0ωt t+δ2)+M2.5sin(2.5ωt t+δ2.5)+M3sin(3.0ωt t +δ3)+…………………………………………..+M 9.5sin( 9.5ωt t+ δ9.5)+M10sin(10ωt t +δ10)+M10.5sin(10.5ωt t+δ10.5)+M11sin(11ωt t +δ11)+M11.5sin(11.5ωt t+δ11.5)+M12sin(12ωt t +δ12)当干扰力矩的某一阶谐量的变化频率等于曲轴的固有频率时，就会产生共振，使相对扭转角大大的增大，造成曲轴承受的应力大大增加，这样就会使曲轴轻则疲劳加剧，重则断裂，直接影响曲轴的使用寿命。
要想研究曲轴的扭转振动，用计算的方法比较繁琐，今天我们就用实验的方法来研究曲轴的扭转振动。
扭矩测量说明
扭矩测量说明一、测量原理：由材料力学知，当受扭矩作用时，轴表面有最大剪应力τmax。
轴表面的单元体为纯剪应力状态，在与轴线成45 度的方向上有最大正应力σ1 和σ2，其值为｜σ1｜=｜σ2｜= τmax。
相应的变形为ε 1 和ε2，当测得应变后，便可算出τmax 及扭矩（可以使用BeeData 自带的应变扭矩计算工具，直接计算出扭矩值）。
测量时应变片沿与轴线成45°的方向粘贴（可以使用扭矩测量45 度角专用应变片）。
由于采用无线传输技术，测量节点跟随轴旋转，不再需要拆轴安装扭矩传感器。
二、粘贴应变片：正确粘贴应变片是保证扭矩准确测量的关键步骤，不合适的粘贴将引起零飘，蠕变等问题。
为了减小电流消耗，推荐使用350 欧姆或更大阻值应变片。
1. 组桥方式：推荐使用专用扭矩测量应变片(45 度角)组成全桥进行扭矩测量。
可以使用单片半桥应变片（比如BE350-5HA），上下对称沿轴向贴片，组成全桥，该贴法具有消除弯曲影响的优点。
也可以使用单片全桥应变片，该贴法具有粘贴方便的优点，但是应变片成本较高，不能消除弯曲影响。
图1 上下半桥贴法图2 单片全桥2. 粘贴应变片2.1 电阻应变片的选择：在应变片灵敏数K 相同的一批应变片中，剔除电阻丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。
用数字万用表的电阻档测量应变片的电阻值R，将电阻值在350 ±2Ω范围内的应变片选出待用(应变片灵敏系数由厂家标定，一般为2.00 左右)。
2.2 轴表面的处理：用锉刀和粗砂纸等工具将试件在轴上的贴片位置的油污、漆层、锈迹、电镀层除去，再用细砂纸打磨成45°交叉纹，之后用镊子夹起丙酮棉球将贴片处擦洗干净，至棉球洁白为止。
见图2-1。
打磨区图2-1 钢试件应变片粘贴处表面处理示意图测点定位：应变片必须准确地粘贴在试件的应变测点上，而且粘贴方向必须是要测量的应变方向（如果使用专用45 度角应变片，应变片沿轴向粘贴）。
扭矩测量方法
扭矩测量方法扭矩是描述物体旋转状态的物理量，通常用于描述机械设备的旋转力。
在工程领域，准确测量和控制扭矩是非常重要的，因为它直接影响到机械设备的性能和安全。
因此，本文将介绍几种常见的扭矩测量方法，帮助读者更好地了解和掌握这一重要的技术。
1. 力臂法。
力臂法是一种最基本的扭矩测量方法，它利用一个已知长度的力臂和一个已知的力来测量扭矩。
具体操作时，将力臂与被测物体连接，然后施加一个已知大小的力，通过测量力臂的长度和施加力的大小，可以计算出扭矩的大小。
这种方法简单易行，适用于一些简单的扭矩测量场合。
2. 弹簧测力计法。
弹簧测力计法是一种利用弹簧的变形来测量扭矩的方法。
具体操作时，将弹簧测力计固定在被测物体上，当被测物体受到扭矩作用时，弹簧会产生变形，通过测量变形量，可以计算出扭矩的大小。
这种方法精度较高，适用于一些对扭矩测量精度要求较高的场合。
3. 电子测力计法。
电子测力计法是一种利用应变片和传感器来测量扭矩的方法。
具体操作时，将应变片和传感器安装在被测物体上，当被测物体受到扭矩作用时，应变片会产生应变，传感器可以将应变转化为电信号，通过测量电信号的大小，可以计算出扭矩的大小。
这种方法精度非常高，适用于对扭矩测量精度要求极高的场合。
4. 光电编码器法。
光电编码器法是一种利用光电编码器来测量扭矩的方法。
具体操作时，将光电编码器安装在被测物体上，当被测物体受到扭矩作用时，光电编码器可以测量出被测物体的旋转角度，通过测量旋转角度的变化，可以计算出扭矩的大小。
这种方法适用于对扭矩测量精度和实时性要求较高的场合。
总结。
以上介绍了几种常见的扭矩测量方法，每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际工程应用中，需要根据具体的测量要求和条件选择合适的扭矩测量方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文对读者有所帮助，谢谢阅读！。
扭矩测量方法
图1:简单的扭矩测量方法。
根据上面的例子，通过在机轴和调速轮之间插入联机扭矩传感器，可以测量引擎所产生的动态扭矩，避免调速轮的旋转惯性和传动损失。
为了测量驱动车轮的、儿乎静态的恒稳态扭矩，要把联机传感器放置在汽车的轮缘和盘毂之间，或放置在主动轴中。
山于典型的扭矩传动轴(drive line)的旋转惯性和其它相关的零件 (的原因)，联机测量常常是恰当地测量动态扭矩的唯一方式。
反扭矩传感器利用了牛顿笫三定律：'两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等而方向相反。
‘为了测量电动机产生的扭矩，我们可能采用如上所述的联机测量方法，或我们可能测量需要多大的扭矩才能阻止电动机的旋转，通常称为反扭矩。
图2：扭矩传感器的放置是重要的。
在旋转的应用中，对传感器做电气连接显然是一个问题，测量反扭矩就可以避免 电气连接；但是，这样做也有缺陷。
反扭矩传感器常常需要支撑重要的无关负载, 如电动机的重量或至少驱动轴的部分（重量）。
这些负载可能引起耦合误差（传感 器除了对已确定待测的反扭矩作出响应之外，还对其它力引起的反扭矩也作出了 响应），有时侯会降低灵敏度，因为不得不加大传感器以支撑无关的负载。
对静 态扭矩测量，采用联机和反扭矩这两种方法将得到相同的测量结果。
传感器的连接在旋转应用中做联机测量，对用户来说，把传感器从旋转的零件连接到固定的零 件将永远是一个要面对的挑战。
传感器的连接有儿种方法，每一种都有其优缺点。
在旋转的传感器和固定的电子部件之间建立连接，最常见的方法是采用滑环 （slipring ）。
它山一组跟传感器一起旋转的导电环、一连串与导电环接触的导电 刷和发送传感器信号的（电极）构成。
滑环是一种在各种应用中获得广泛应用、性能良好和经济的解决方案。
相对而言, 这种直截了旳的测量方法缺点很少，是一种在大多数应用中经受了时间考验的方 案。
但是，导电刷和不太宽的导电环是消耗品，寿命有限，不适用于长期测试之 用，也不适用于要定期保养的应用（改写）。
发动机瞬时转速测量方法及试验研究
发动机瞬时转速测量方法及试验研究发动机是现代车辆的核心组成部分，发动机瞬时转速测量是对发动机性能进行评估的重要指标之一。
本文主要介绍了发动机瞬时转速测量方法及其试验研究。
一、瞬时转速测量方法1. 传感器法传感器法是测量瞬时转速的主要方法之一。
通过将磁传感器或光电传感器安装在发动机上，测量发动机内部的运动状态，从而精确测量发动机的转速。
其中，磁传感器主要应用于磁电式转速表、荷电式转速表等机械式转速表的测量，而光电传感器则被广泛应用于数字式转速表和车载电脑等电子式转速表的测量。
2. 模拟法模拟法是利用伺服电机模拟发动机旋转运动状态的方法。
它通过模拟发动机的转动，结合数字式测速仪表，可以实现对发动机瞬时转速的测量。
与传感器法相比，模拟法在测量精度上稍逊一筹，但其操作简单，误差小，成本低廉，易于推广使用。
3. 轮速法轮速法是基于车轮的转动状态，通过车轮测速仪等传感器，计算出发动机的瞬时转速。
该方法的优点是测量精度高，能够同时测量多个轮子的转速，提高了测量的准确性。
在实际应用中，轮速法也被广泛应用于车载电脑系统中。
二、试验研究发动机瞬时转速的精确测量对于发动机系统的诊断、燃料经济性的提高以及车辆性能的稳定和可靠性的提高具有重要意义。
因此，许多学者对发动机瞬时转速测量的方法和技术进行了广泛的研究。
1. 基于数字滤波算法的方法数字滤波法是计算机信息处理的重要技术之一。
该方法基于数字信号处理技术，通过对发动机信号进行处理和滤波，得到更加精确的瞬时转速值。
研究表明，数字滤波算法能够有效地消除噪声干扰，提高瞬时转速测量的精度。
2. 基于阈值法的方法阈值法是一种简单而有效的瞬时转速测量方法。
该方法通过设置合理的触发电平和计数周期，计算出发动机的转速。
研究表明，阈值法可以在一定程度上降低发动机信号的噪声干扰，提高瞬时转速的测量精度。
3. 基于模糊逻辑算法的方法模糊逻辑算法是一种基于模糊推理的方法。
该方法通过对发动机信号的多维特征进行分析，并结合专家知识进行模糊推理，实现对发动机瞬时转速的准确测量。
扭矩的测量
由材料力学知识可知，纯据矩的轴的横截面上的最大剪 切应力与轴上扭矩的关系为
max
T W
式中，T为轴上扭矩；W为轴截面的抗扭截面系数。
不能用应变片直接测量，但由材料力学知，在纯扭情况 下，轴表面的主应力方向与轴线成45°角，且主应力在
这种传感器若用于静态标定或用于测量静的扭 矩时，扭力轴是不旋转的。为了获得内、外齿 轮之间的相对运动，可开动附加电动机14通过 传动带15带动内齿轮5、6转动，其转向应与扭 力轴受扭方向相反，同样可以根据两个输出信 号的相位差来测量扭矩。另外，在测量低转速 轴的扭矩时，由于输出信号的幅值低会带来较 大的测量误差。为了解决低转速下的测扭问题， 也希望增加内、外齿轮之间的相对速度。此时 也可开动附加电动机14。应注意的是，此时若 同时测量转速信号，则测出的转速值为扭力轴 转速与附加电动机14的转速之和。
通过应变片的变形来测量扭力轴扭转应变时，若轴不受 扭，则电桥平衡，输出信号为零；当轴受扭后，应变片 阻值变化，破坏电桥的平衡，输出大小与所受扭矩成比 例的电信号。由于输出信号很微弱，一般都要通过应变 仪来测量。半桥电路可以消除因扭力轴安装不善所产生 的附加弯矩和轴向力的影响，全桥电路除可消除以上影 响外，还可消除附加横向剪切力的影响。
若能采用某种传感器将此扭转角转换成其它物 理量并加以测量和显示，就是一套完整的扭矩 测量仪。
式中，L为扭力轴长度；D为扭力轴直径；T为 外加扭矩；G为轴材料的剪切弹性模量，一般 钢G=（8.16～8.29）×1010Pa。
由上式可见，只要轴的受力在材料的弹性极限 以内，受扭后的扭转角与外加扭矩T是成正比 的。所以，扭转角的大小可以直接反映扭矩的 大小。若能采用某种传感器将此扭转角转换成 其它物理量并加以测量和显示，就是一套完整 的扭矩测量仪。
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（本科毕业论文答辩）
发动机瞬时扭矩测量方法和理论
专 导 业：车辆工程 师：赵 龙 庆
答辩人：黄 际 平
交通机械与土木工程学院
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
交通机械与土木工程学院
1.绪论
• 1.1课题研究的目的和意义
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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。
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• 假定曲轴角速度为 ，惯性力或离心力可 按下式计算：
a r 2 cos r 2 cos2
• 于是，往复惯性力，可按下式计算：。
Fj mj a mj (r2 cos r2 cos2 )
mj r cos mj r cos
。
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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。 2 2 l m m,
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 2 / n • 这两个截面在扭矩M作用下将产生扭转变形
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。
2 2 2
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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
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单轴平衡机构
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双轴平衡机构
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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。
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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
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• 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 J A ( )
dJ A ( ) 2 Tm ( , , ) ( J A ( ) mB r ) 2d
2
ds 2 J A ( ) mA ( ) d dJ A ( ) d ds 2 d 2 s ds ( mA ( ) ) 2mA 2 d d d d 交通机械与土木工程学院 d
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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。
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某缸漏气和失火时各测量转速下的特征参数值
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致谢
感谢工程学院的各个老师四年来的栽 培，感谢赵老师和陈老师对我写论文的帮 助和关怀，感谢百忙之中抽时间评阅本论 文的各位老师，感谢同学们的参与，谢谢 ！
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西院
n GI p GI p 2 M m L L n n
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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