[发明专利]重型发动机调节试验装置和方法

说明书

一种用于测试车辆中的发动机的方法，包括：布置与所述车辆分离的槽，所述槽被配置为冷却所述车辆的传动系部件；将所述传动系部件的温度调节到目标温度；以及响应于所述传动系部件达到目标温度，根据映射过程操作所述发动机；以及在操作期间控制所述槽以将所述传动系部件的温度保持在所述目标温度。所述方法还包括：测量在操作期间从所述传动系部件到所述槽的热传递；以及基于所述热传递计算所述传动系部件在所述操作期间的扭矩损失或能量损失。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月29日提交的美国临时申请号62/840,227的权益，其公开内容通过整体引用并入本文。

技术领域

本公开属于汽车废气排放测量和分析以及内燃机的能效测量的技术领域。更具体地，其属于测量重型发动机(HDE)(即通常在卡车中发现的内燃机(ICE))的排气排放和制动比燃料消耗的领域。

背景技术

在美国，重型发动机存在于从皮卡到8类拖拉机的大小范围内的卡车中，所述8类拖拉机具有高达85,000磅的拖拉机/拖车组合车辆总重量。使用基于实验室的发动机测功机和EPA测试循环和程序，对发动机进行测试和认证，以满足美国环境保护局(EPA)和加州EPA排放符合性要求。

与乘用车、一些小型卡车和运动型多用途车(SUV)的排放测试不同，EPA对HDE的测试要求不使用底盘测功机。不是将整个车辆放置在底盘测功机上并以规定的车辆速度与时间进度表来操作，而是通常使用以规定的发动机速度与发动机负载与时间进度表而操作的发动机测功机来测试HDE。这是因为重型底盘测功机必须比轻型底盘测功机大得多并且更昂贵，并且因为存在可以找到特定发动机模型的许多不同的卡车底盘类型、尺寸和重量。因此，与证明可进入商业的每个发动机/车辆组合的符合性相比，发动机制造商在标准发动机测试循环期间证明符合发动机测功机上的排放标准更方便。

但联邦法规排放合规要求继续适用于仍在法规定义的“使用寿命”内的旧发动机，一旦它们在任何卡车底盘上销售并投入商业。出于这个原因，EPA采用了一个3阶段的合规计划，以确保重型发动机的排放达标。首先，新发动机必须基于来自代表性发动机的发动机测功机测试(通常由发动机制造商进行，但有时得到监管机构的确认)的测试数据来证明是符合要求的；其次，EPA有权在发动机测功机上对新发动机进行选择性执行审计(SEA)发动机测试，因为它们正在制造；第三，EPA有权测试仍在其监管“使用寿命”内的“在用”发动机，即已经在卡车底盘上投入商业运营且仍在使用年限和里程要求内的发动机。

前两种类型的监管测试是在从未安装在车辆底盘中且没有累积道路里程的新发动机上进行的。第三种类型的监管测试，即“使用中”测试，对于监管机构和发动机制造商或原始设备制造商(OEM)来说，一直都很难进行，因为它需要将待测试的发动机从车辆底盘上拆下。而对于调节器来说，“在用”测试要困难得多，因为发动机的控制器或发动机控制单元(ECU)可能需要各种电子传感器信号，通常与来自车辆底盘的传感器相关联。如果甚至可以在不改变代表真实世界使用的测试结果的情况下这样做，则调节器通常不能访问适当模拟这种基于底盘的传感器信号所必需的详细技术信息。

车辆的检查和维护测试(I/M测试)是另一种类型的排放测试，通常由政府(在本例中是州或地方政府)执行。对于I/M测试故障，通常由车辆所有者负责进行必要的维修，以使车辆恢复到可接受的合规性。虽然轻型车辆的I/M测试多年来一直相对常见，但由于需要用发动机测功机进行测试，因此在真实世界中操作的卡车的I/M测试非常有限。由于这个原因，它主要限于测试发动机在快速怠速事件期间是否有过多的排气尾管烟雾和其他有限的测试程序。