[发明专利]汽车变速器台架敲击试验发动机瞬态周期扭矩模拟方法

摘要

本发明公开了一种汽车变速器台架敲击试验发动机瞬态周期扭矩模拟方法，包括如下步骤1)建立发动机“油门开度—转速—扭矩”模型；2)建立惯量扭矩解算模型，获得惯量扭矩TI同时，获得惯性扭矩最大幅值A1；3)画出示功图，获得燃烧扭矩最大幅值A24)对平均扭矩TM，惯量扭矩最大幅值A1，以及燃烧扭矩最大幅值A2进行拟合，同时考虑被模拟发动机的气缸数量，点火提前角得到发动机扭振曲线，即总的发动机瞬态扭矩本发明精确度高，实时性高，计算量小，能够满足发动机瞬态周期扭矩(扭振)模拟时的高动态控制响应。

主权项

一种汽车变速器台架敲击试验发动机瞬态周期扭矩模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：1)根据发动机的固有参数，建立发动机“油门开度—转速—扭矩”模型，通过该“油门开度—转速—扭矩”模型能根据输入的油门开度或转速信号，获得与之对应的扭矩信号，即获得发动机的平均扭矩TM；2)建立惯量扭矩解算模型，获得惯量扭矩TI：发动机往复运动部件所产生的往复惯性力为：PI=-mx··;]]>式中：m为活塞和连杆的总质量，x为活塞行程，表示活塞加速度；由于往复惯性力通过连杆作用在曲柄销上，在曲轴上产生周期性变化的力矩，从而引起轴系的惯量扭振，因此：x=(L+r)-(Lcosβ+rcosα)=r(1-cosα)+L(1-1-λ2sin2α);]]>式中L为连杆长度，r为曲柄半径，α为曲柄转角，β为连杆与曲柄销中心与曲轴旋转中心线的夹角，λ为曲柄半径与连杆长度比；从而得到活塞加速度(近似公式)：x··=rωc2(cosα+λcos2α);]]>式中ωc为曲柄旋转角速度；由此得到往复惯性力为：PI＝‑mrωc2(cosα+λcos 2α)；由往复惯性力所产生的力矩为：TI=PIsin(α+β)cosβ·r≈-mr2ωc2(cosα+λcos2α)(sinα+λ2sin2α)=mr2ωc2(λ4sinα-12sin2α-3λ4sin3α-λ24sin4α);]]>其中，发动机固有的参数(m、L、r、α、β、λ、以及ωc)在实验前根据需要模拟的发动机的参数输入到惯量扭矩解算模型中；同时，根据惯量扭矩解算模型获得惯性扭矩最大幅值A1；3)在发动机测试台阶上测试被模拟发动机燃烧压力，同时通过转速编码器测量曲轴的转角；根据被模拟发动机在对应工况下的运行数据，得到被模拟发动机燃烧过程中的瞬时气缸工作容积；根据瞬时气缸工作容积和对应的燃烧压力，画出示功图，获得燃烧扭矩最大幅值A2：4)对平均扭矩TM，惯量扭矩最大幅值A1，以及燃烧扭矩最大幅值A2进行拟合，同时考虑被模拟发动机的气缸数量，计算出其惯量扭矩频率f1、燃烧扭矩频率f2，同时考虑点火提前角得到发动机扭振曲线，即总的发动机瞬态扭矩Ten：式中：t为发动机瞬态扭矩模拟周期。