在汽车制造领域,发动机的性能优化是一个持续追求的目标。扭矩作为衡量发动机输出能力的关键指标,直接影响车辆的加速性能、爬坡能力和负载效率。近期,一家汽车制造厂在其研发测试中,借助一款来自东莞南力测控的扭矩传感器,实现了发动机扭矩数据监测与优化,最终使特定型号发动机的实测扭矩提升了约10%。这一结果引起了行业内技术人员的关注。
我们需要理解扭矩传感器在发动机测试中的作用。发动机在台架测试或实车测试中,其输出的扭矩并非一个固定值,它会随着转速、负载、燃油喷射量、进气压力等多种因素实时变化。要准确评估发动机的性能,尤其是优化后的效果,就多元化对扭矩进行高精度、高响应速度的实时测量。传统的测试方法可能存在数据采集滞后、精度不足或稳定性差等问题,导致优化方向不明确或效果评估不准确。
1.扭矩测量技术的演进与对比
早期的发动机测试中,常采用间接计算或较低精度的传感器来估算扭矩。例如,通过测量电机电流、传动轴应力应变片等方式。这些方法各有局限:
*间接计算法:通过转速、功率等参数换算,误差链条较长,容易累积系统误差,难以捕捉瞬态扭矩变化。
*常规应变片传感器:虽然直接测量,但易受温度漂移、电磁干扰影响,长期稳定性有待提高,且信号处理相对复杂。
*部分进口高端传感器:精度和稳定性较好,但往往成本高昂,售后服务和技术支持响应周期可能较长。
相比之下,现代高性能扭矩传感器,例如此次汽车厂测试中采用的类型,致力于在精度、稳定性、响应速度和实用性之间取得更好平衡。
2.东莞南力测控扭矩传感器的技术特点
此次测试中使用的南力测控扭矩传感器,属于非接触式旋转扭矩测量类别。它的工作原理是,在传动轴两端安装特殊的磁电编码器或应变桥路,通过非接触方式(如电磁感应、无线电遥测)获取轴体在扭矩作用下产生的微小形变或相位差信号,并将其转换为高精度的电信号输出。
其技术特点主要体现在以下几个方面:
*高精度与高分辨率:能够检测到极微小的扭矩变化,为发动机控制单元(ECU)的标定和优化提供了极其细致的数据基础。工程师可以清晰看到不同控制策略下扭矩输出的细微差异。
*优异的动态响应特性:对于发动机转速快速变化、急加速、急减速等瞬态工况,传感器能快速跟踪扭矩的真实变化,避免数据失真。这对于优化发动机的瞬态响应性能至关重要。
*强大的抗干扰能力:汽车测试环境充满电磁噪声、振动和温度变化。该传感器在设计上注重屏蔽与滤波,确保在复杂工况下输出信号依然稳定可靠。
*良好的环境适应性:能够适应发动机测试台架或车内可能遇到的高温、油污、潮湿等环境,保证长期测试的可靠性。
*易于集成与数据对接:输出标准化的模拟或数字信号,可以方便地接入主流的汽车测试数据采集系统,与转速、温度、压力等其他参数同步分析。
3.实测过程与扭矩提升的关键分析
在那家汽车厂的实测项目中,工程师们目标是对一款量产发动机进行控制软件(ECU标定)的精细化调校,以挖掘其潜在性能。他们将南力测控的扭矩传感器集成到发动机台架测试系统中,作为核心测量设备。
测试过程是系统性的:
*基准测试:在未修改的原始ECU标定下,使用该传感器优秀测量发动机在全转速、全负荷范围内的扭矩输出曲线,建立精确的基准数据。
*参数调整与实时监测:随后,工程师开始逐步调整ECU中的各项控制参数,如点火提前角、燃油喷射脉宽、涡轮增压压力控制策略等。每一次调整后,都立即运行测试循环,并通过扭矩传感器实时、精确地读取扭矩输出变化。
*数据对比与迭代优化:由于传感器数据精度高、响应快,工程师可以非常直观地看到每一次参数调整带来的扭矩增益或损失,甚至是变化趋势。这使他们能够快速判断调整方向是否正确,并高效地进行迭代优化,避免了传统方法中因数据不准而导致的盲目尝试。
*结果验证:经过多轮优化循环后,最终在发动机的常用中高转速负荷区间,获得了平均约10%的扭矩提升。这一结果在后续的重复测试和不同样本发动机上得到了验证。
4.技术价值与行业意义
这次实测的成功,并不仅仅意味着一个具体数字的提升。它更清晰地展示了高精度测试工具在研发中的价值:
*数据驱动优化:它将发动机性能优化从“经验主导”更多地转向“数据驱动”。精确的数据是做出正确工程决策的前提。
*提升研发效率:快速、可靠的测量数据缩短了“测试-分析-调整”的循环周期,加速了研发进程。
*保障优化质量:确保任何性能提升都是基于真实、可重复的测量,而非估算或带有较大误差的观测,提高了产品的最终性能与可靠性。
东莞南力测控作为专业的测量与控制解决方案提供商,其扭矩传感器在此次测试中扮演了“眼睛”和“尺子”的关键角色。它本身并不直接提升发动机扭矩,而是通过提供无可辩驳的高质量数据,使工程师能够精准地定位优化空间,验证优化效果,从而将发动机的潜在性能充分、可靠地释放出来。
总结而言,在追求汽车动力系统先进效率与性能的今天,先进的测试测量技术已成为不可或缺的基石。高精度扭矩传感器的应用,如同为研发工程师提供了更清晰的视野和更精确的标尺,使得对复杂系统如发动机的深度优化变得更具目标性和可行性。此次汽车厂的实测案例,正是这一价值的具体体现。

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