要使发动机由静止状态过渡到下作状态,先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,下作循环才能自动进行。发动机由静止转人下作状态的全过程,称发动机的起动。
完成发动机起动过程所需的一系列装置称发动机起动系统。起动系统主要由蓄电池、起动继电器、起动机和点火开关等组成,现在的电控汽车,一般采用了ECU控制起动继电器的方式来控制发动机的起动过程。起动机在点火开关、起动继电器等元件的控制下,将蓄电池的电能转变为机械能,带动发电机飞轮使曲轴旋转,完成发动机的起动过程。起动时,点火开关置于ST档,ECU控制模块控制起动继电器,使继电器线圈通电后触点闭合,从而产生的磁力,吸引铁芯左移,铁芯一端的拨叉使驱动齿轮移出与飞轮齿圈啮合。与此同时,吸引线圈和保持线圈的电流通过电动机的绕组,电枢开始转动,驱动齿轮在旋转中移出,带动飞轮齿圈一起旋转,驱使发动机曲轴转动,直至发动机能在自身动力作用下继续运转为止。
根据试验方法分析可知,起动机冲击缓冲系统特性的试验方法有两种:一是通过飞轮齿圈冲击来反映冲击缓冲系统特性,另一个是通过起动机壳体冲击来反映冲击缓冲系统特性。针对两种试验方法分别提出两种试验规范。
1、试验条件:
试验环境温度:由于起动机缓冲系统特性的测定先要起动机自身输出性能的正常。根据QC/T277-19《起动机特性试验方法》的规定:在环境温度为(20士0.5)℃时进行试验,其测得的各项参数值可不作温度修正,所以本次试验需在环境温度为(20士0.5)℃时进行试验。
试验电源:汽车起动机的测试试验电源通常为汽车蓄电池或模拟电源,额定电压有两种,分别为12V和24V,根据QC/T413-2002《汽车电气设备基本技术条件》的规定,试验直流电源用汽车蓄电池或波纹系数不大于0.1%的整流稳压电源,或上述两种电源并联工作。仲裁性试验时的电源 为蓄电池。本文设计的试验系统选用的额定电压为12V,额定容量为60Ah的蓄电池。
起动时间间隔:为保护起动机和蓄电池,蓄电池供电的稳定性,起动机起动时间间隔设为2min。
起动机机体温度:温度过热会导致卡齿,会对起动机驱动齿轮和发动机飞轮齿圈造成损坏,且起动机的性能也会受到影响,为保护起动机并让其性能不受温度过热影响,根据企业冲击试验台规定要求,试验过程中,起动机机体温度不可以超过40 ℃。
采样率:根据奈奎斯特采样定理,采样频率应大于两倍信号 高频率,工程上一般取4-6倍信号 高频率,根据起动机冲击力频率,采样率应设定为24kS/s。
2、测试参数:根据试验方法可知,需要测试的参数为发动机飞轮齿圈处的冲击力,具体为冲击力臂对力传感器垂直向下的冲击力。
3、测试位置:飞轮齿圈冲击试验是为测取发动机飞轮齿圈处的冲击力,为实现冲击力的测取,将在发动机飞轮齿圈上固定一冲击力臂,测取冲击力臂对力传感器垂直向下的冲击力,所以测试位置在冲击力臂的端口。
4、评价方法:从根本上来说,起动机冲击是由于扭矩的扰动引起的,可以借鉴冲击信号的方法来起动机冲击缓冲系统特性的评价方法。一般来说,对于冲击信号的时域特性可用冲击力 大值、冲击峰值上升时间、冲击峰值下降时间、冲击持续时间、冲击能量等指标来描述。由于起动机起动冲击持续时间较短,冲击信号属于低频信号,频率也不可作为评价指标提出,所以起动机缓冲系统系统特性可以从幅值和作用时间两个方面进行。幅值反映了冲击的程度,作用时间反映冲击的持续时间和变化的快慢。