[发明专利]一种获得往复式内燃机启动工况倾覆力矩的方法

说明书

本发明公开了一种获得往复式内燃机启动工况倾覆力矩的方法，包括步骤：S1、根据内燃动力总成轴系的扭振模态固有频率和其启停工况时的主简谐激励频率，确定内燃动力总成轴系所匹配的联轴器；S2、通过传感器获取内燃机启动加速过程中的轴系角加速度信号；S3、根据轴系角加速度和轴系总惯量，计算轴系惯性力矩；S4、根据轴系惯性力矩，计算轴系倾覆力矩。本发明求得倾覆力矩的过程简单，可应用于内燃机启动工况时的倾覆力矩获取，测得结果精确，满足整机强迫振动计算的需要。

技术领域

本发明涉及内燃机振动控制技术领域，尤其涉及一种获得往复式内燃机启动工况倾覆力矩的方法。

背景技术

内燃机整机振动控制是内燃机设计、应用中的重点和难点问题。而对确定其激振源，是内燃机振动控制的基础。内燃机主要激励源为各曲柄连杆机构产生的惯性力(矩)，以及由往复惯性力和气体力引起的倾倒力矩。惯性力(矩)可以通过内燃机结构参数和工作转速确定，难点是如何准确获得气体力引起的倾覆力矩。气体倾覆力矩的获得目前主要有两种方法，一是直接或间接基于内燃机示功图通过计算获得，二是采用实验方法，即测量内燃机的整机振动加速度，再根据相关动力学原理，通过求解刚体运动方程来分离计算各谐次倾覆力矩。

上述方法在内燃动力机组稳定运行工况得到了普遍的应用，但对于机组启动时变过程，两种方法都不再适用。首先，在内燃机启动过程，各气缸工作尚不稳定，作功也不均匀，难以准确仿真内燃机各缸示功图，而对多缸内燃机的各缸都开孔进行示功图测试成本过高；其次，测振的实验方法即使用于稳态工况激振力(矩)的测试都有相当的难度和误差，目前难以用于内燃机瞬态启动过程激振力(矩)的测试。

发明内容

本发明意在提供一种获得往复式内燃机启动工况倾覆力矩的方法，以解决现有获取内燃机启动工况的倾覆力矩时，难度大、成本高和精度低的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种获得往复式内燃机启动工况倾覆力矩的方法，包括步骤：

S1、根据内燃动力总成轴系的扭振模态固有频率和其启停工况时的主简谐激励频率，确定内燃动力总成轴系所匹配的联轴器；

S2、通过传感器获取内燃机启动加速过程中的轴系角加速度信号；

S3、根据轴系角加速度和轴系总惯量，计算轴系惯性力矩；

S4、根据轴系惯性力矩，计算轴系倾覆力矩。

进一步，所述步骤S1中：内燃动力总成轴系扭振模态固有频率大于启停工况第一阶主简谐次激励频率4.0倍以上。

进一步，所述步骤S2中：所述传感器为磁电传感器。

进一步，所述步骤S2包括：

S21、通过安装在轴系上的测量齿盘和磁电传感器，获取轴系的电压脉冲信号；

S22、在轴系的电压脉冲信号中求出每一个脉冲对应的时间，计算获取角速度信号；

S23、对角速度信号进行预处理，然后通过微分求得轴系的角加速度信号。

进一步，所述预处理过程包括畸点滤波、异常数据剔除和低通滤波。

进一步，所述步骤S3中，计算轴系惯性力矩的表达式为：

T＝I·a (1)

其中，T表示轴系惯性力矩，I表示轴系总惯量，a表示轴系加速度。

进一步，所述步骤S4中，计算轴系倾覆力矩的表达式为：

M＝T (2)

其中，M表示轴系倾覆力矩，T表示轴系惯性力矩。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：