Cold Test Technology for Combustion Engines

摘要

发动机冷测试技术是在发动机装配后对产品的质量和性能进行测试的一项关键技术。它不仅可以验证装配过程的可靠性，还能检验发动机不同部件的质量和性能，尤其能根据每种发动机产品的标准对发动机进行功能测试。冷测试技术不仅能检测出产品的质量，区分出正品与次品，更重要的是能够用来分析质量问题产生的根源。本学位论文主要研究发动机冷测试技术的原理及其实现方法。 当发动机产品生产出来以后，需要对发动机进行功能测试。这不仅是保证产品质量的需要，还是提高用户满意度、保证市场份额的要求。 发动机冷测试是一套自动的循环测试过程。测试平台就安装在生产流水线上。冷测试是在发动机不点火的情况下，完全靠外力即通过电机联结着曲轴，带动发动机曲轴以1500转/分的速度旋转。尽管发动机也有进气、压缩、做功、排气四个冲程，但运转中只有空气的阻力。在冷测试开始前，出于测试发动机的需要，首先要将燃油注入发动机燃烧室，通过一定的传感器和变送器，监控进油量、压力、温度、扭矩、牵引矩、发动机速度、进气和排气压力，曲柄传感器信号以及引燃信号等。 典型的冷测试要求记录带动发动机旋转的扭矩的大小、估计定时信号的大小、检测油压、流量信号，分析进气和排气压力，并且对火花塞的点火情况进行测试，还要对凸轮和曲柄信号做比较。冷测试中还引入了麦克风、加速度计等传感器，以便对噪声、振动、粗糙度(NVH)进行检测。冷测试由于其低噪声、振动小，速度易于控制等特点，与其它发动机测试方法相比有很大的优越性，具有较高的精度和可靠性。 将发动机固定在测试台架上，连接好测试探头，设置完各种测试参数后，测试过程就开始了。首先，电机带动发动机以100转/分的速度转动，并将燃料通过油路注入发动机，然后将转速提升到1000转/分，再对油压、间隙进行调整，并将火花塞点燃，接着将发动机转速降至100转/分。至此，所有的参数都已经通过测试装置测量、传输并存储在数据库中。这些数据经过处理后，根据设定的指标判断发动机的质量好坏。未发现超出指标范围的定为正品，包装发出。而次品直接返回再加工，重新调整后再做检测。 冷测试技术在测试上之所以具有快速和精度高的优势，主要是因为它是对发动机系统整体运转过程的全面的、物理性的描述和分析，而不单单是对部分参数的测量。对参数的测量是通过自动测试评估程序间接得到的。整个流程中无需人工直接参与，全是自动完成的。总之，整个测试系统具有省时、高效、低成本的优点，今后可以广泛应用于集生产和测试为一体的发动机制造流水线上。 冷测试技术是发动机装配、制造测试领域的研究热点和前沿技术，其先进性和复杂程度之高使得该技术研究具有很强的挑战性。