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数学通道的应用(四)-发动机转速曲线

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发表于 2020-8-13 15:53:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
数学通道的应用(四)-发动机转速曲线
作者:Steve Smith

在对标准发动机进行信号捕捉的过程中,我常常会因为没能收集到曲轴传感器信号感到困扰。虽然我们可能并不是为了找出与曲轴传感器相关的故障,但这些信号有助于在波形分析过程中绘制发动机转速图Crank数学通道绘制RPM曲线,以确定发动机/车辆是在加速还是在减速等等。

我们可以使用其他输入来确定转速,下面要介绍的就是使用1缸点火线圈单元的点火触发信号(IGT)作为输入的一个典型案例。

我们将WPS500X压力传感器连接到冷却液膨胀箱(补偿水桶),以检测水泵叶轮活动时产生的压力变化。(需要确认水泵叶轮是转动的)

图1.初始捕获的波形.PNG
图1 初始捕捉的波形


然上图捕捉的波形看起来杂乱无章,但我们可以使用软件的一些功能来改善所需波形数据的布局。

1. 如果不需要的话,可在屏幕上点击鼠标右键隐藏B通道(点火线圈次级电压);

2. 关闭备注和通道标签以增加范围网格的大小;

3. 点击输入范围(V、Bar等),将每个波形移动到指定的位置;

4. 使用通道选项按钮将“低通”滤波应用于有噪音干扰的通道。

(图中A通道应用了8 kHz低通滤波)



图2.处理后的波形.PNG
图2 调整后的波形

现在该使用我们的数学通道了!

为了从IGT信号(A通道)获得发动机转速,我们需要知道发动机曲轴每转一圈气缸1 发生IGT事件的次数。

对于气缸1由于曲轴每转2圈它就出现一IGT信号,所以我们将其表示为:1(IGT事件)/ 2(发动机转速)= 0.5

现在我们需要将“每秒的周期次数”(Hz)转换为“每分钟的周期次数”(RPM),需要记住的一点是:频率(Hz)*60=RPM,同样地RPM/60=频率(Hz)。

那么如何把这些都整合到一个数学通道呢?


从A通道获得发动机转速所需的公式为:60/0.5*freq(A)。下图可以看到,我们把公式输入到数学通道的方程框中。

图3.输入数学公式.PNG
图3 数学通道向导方程式框

这里我们将绘制发动机转速曲线从最低678rpm一直到最高5808rpm。

图4.发动机转速曲线.PNG
图4 发动机转速

现在我们已经测得了发动机转速,如果我们知道曲轴和水泵皮带轮之间的传动比关系,我们就可以得到水泵转速!

例如:

曲轴皮带轮直径175mm,水泵皮带轮直径145mm。

根据公式:传动比=从动轮直径/驱动轮直径;

145mm(水泵皮带轮)/175mm(曲轴皮带轮)=0.83:1;

曲轴每转动0.83圈水泵转动1圈。

又比如:发动机转速为1000rpm,则水泵转速=1000/0.83=1204rpm

我们可以创建另一个数学通道用来绘制水泵转速波形,公式与发动机转速相似,不过我们要把水泵的速比加入到公式中:60/0.5/0.83*freq(A)。

图5.水泵转速曲线.PNG
图5 水泵转速


下面的psdata文件中包含了相关的数学通道,请记住将A通道低通滤波至8 kHz。如果要观察B通道信号,在屏幕上“单击鼠标右键”并选择B通道即可。

我们还需要知道的是,喷油器信号也可以用来绘制转速图,不过要注意,在发动机超速行驶时,喷油器信号将被切断,因此无法获取用于进行数学通道计算的信号。

对于直喷式汽车,我们也有更多的复杂的策略来应对这些不同的喷射方式。比如分析进气冲程或者是压缩冲程,这些信号波形通常都是在同一时间范围里的。



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