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基于虚拟仪器的车用涡轮增压器性能试验台测控系统设计

刘小龙  
【摘要】:随着中国汽车产业的飞速发展,乘用车需求量与日俱增。配有废气涡轮增压器的车型,凭借其低排量、高动力的强大优势,成为汽车消费市场新宠。作为汽车发动机零配件,涡轮增压器的性能检验至关重要,其性能优劣将直接影响涡轮增压内燃机的性能。车用废气涡轮增压器的性能试验,主要包括压气机性能试验和涡轮性能试验,需要在增压器性能试验台上完成。作为增压器性能试验台的重要组成部分,试验台测控系统的设计与构建尤为关键。硬件对信号的采集以及软件对于信号的处理,都对增压器性能测试结果的精度起到决定性影响。本课题借助虚拟仪器技术对涡轮增压器试验台测控系统进行了设计与研究,主要完成以下工作:首先,在明确增压器测试相关标准基础上,设计试验台系统方案,确定试验台结构组成、试验条件、测试项目与试验方法;其次,根据试验台系统方案,确定测控系统总体硬件构成,包括传感器、数据采集卡和控制器的选型以及线路连接与调试;再次,在虚拟仪器LabVIEW平台下,完成测控系统的软件设计,主要包括测试系统应用程序和控制系统应用程序,实现实验数据实时显示、处理及保存,并在此基础上引入测控系统灵敏度概念,提出一种基于FAST模型的系统灵敏度分析方法,并对FAST法中搜索函数的频率对搜索路径的影响进行了探究;最后,以测控系统采集的数据为基础,应用最小二乘法理论和多元线性回归理论等数据处理方法,借助MATLAB研究了压气机性能曲线及其绘制方法,并对结果进行了分析验证。对测试样机进行性能试验,试验结果表明,在叶轮直径在70~100mm范围内,压气机效率大于或等于0.74,满足国标及相关行业标准,有效验证了增压器试验台测控系统测试结果的准确性。测试结果对涡轮增压器的性能评估具有一定的参考价值,为企业把控涡轮增压器出产质量起到很好的促进作用。


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