2.2.2數據采集過程

　　動態(tài)數據采集過程，實質上是對飛升曲線直線段的捕捉的過程，其準確性在很大程度上決定測試結果的可靠性。該過程定時器A為時基發(fā)生器，產生10ms信號。每10ms對轉速進行掃描，同時記錄數據和數據個數C。對于數據序列，每隔[C/8]個數據點取一個數據，構成8個數據組合，為后續(xù)dn/dt的求解做準備。這種數據采集方法能夠確切的表達出直線飛升過程，使提取的數據均勻分布，提高計算結果的準確性。

　　2.2.3用最小二乘法計算dn/dt

　　之所以采用最小二乘法來求dn/dt是為了避免操作方法(如猛加油門過程)不合理而造成的誤差。加油門時必須一踩到底，使轉速響應過程接近于二階系統(tǒng)的階躍響應曲線(飛升曲線)，否則，飛升曲線直線段不理想，由此計算出的結果誤差很大。采用最小二乘法后，能夠減弱操作給飛升曲線帶來的影響，進而使得操作方法給實驗帶來的誤差變小。此外，應選擇合理的工況進行測試，以保證測量的準確性。

　　由發(fā)動機的飛升特性可知，轉速n和時間t之間存在著良好的線性關系，即n=b+at,式中a=dn/dt。通過測定某一時刻轉速值，經過曲線擬合，即可求出dn/dt。

　　由上面分析可知，其矩陣表示形式為：

 　　2.2.4主程序結構

　　系統(tǒng)設計采用模塊化程序結構[6]，由主程序模塊、數據采樣處理模塊、鍵盤掃描及處理模塊、顯示模塊組成。系統(tǒng)的主要流程如圖4所示。

圖4 軟件流程

　　2.2.5測試方法

　　系統(tǒng)采用怠速加速法實現發(fā)動機無載測功。發(fā)動機在怠速下穩(wěn)定運轉，然后突然將節(jié)流閥開到最大位置，發(fā)動機轉速猛然上升，當轉速達到所確定的測試轉速(測瞬時功率)時，儀表顯示出所測功率值。此后應立即松開加速踏板，以避免發(fā)動機長時間高速運轉。記下或打印出讀數后，按“清零”鍵使指示裝置清零。為保證測試結果可靠，一般重復測量3-5次取其平均值。該測試方法既適用于汽油機(化油器式)，又適用于柴油機。

　　3 試驗數據和結果

　　根據2.2.5節(jié)的方法實現實驗過程，以兩缸機為例進行實驗，測得實驗數據。將數據采集過程采集的數據按2.2.2節(jié)的方法進行處理，以減小實驗數據處理過程的誤差。本試驗中取J = 0.025 kg*m2 ，將其帶入系統(tǒng)模型可求得轉速、加速度和瞬時功率。如此重復3-5次，求平均值。數據如表一所示。

　　從實驗結果來看，平均誤差在3%以內，證明實驗方法正確、理論可行。通過實際檢驗，該系統(tǒng)有如下優(yōu)點:

　　a.傳感器接入簡便，系統(tǒng)操作簡單；

　　b.性能穩(wěn)定，故障率低，測量精度高；

　　c.適用范圍廣，可用于大部分柴、汽油機功率檢測。

表一：實驗數據

　　4  結束語

　　隨著我國汽車業(yè)的迅猛發(fā)展，勢必對車輛性能檢測提出更高更快更準確的要求，而發(fā)動機輸出功率作為車輛性能檢測中的一項重要指標，對車輛檢測起著重要的作用。本系統(tǒng)的設計成功可提高以往這種儀器存在的不穩(wěn)定性，減小誤差，適合于汽車檢測部門和檢驗中心，方便快捷地對發(fā)動機進行不解體檢測。

　　另外，由于該儀器的制造成本較低，其材料成本不到500元，而具有類似功能的儀器市場價格約2-3千元，以市場年需求量2千臺計，每臺售價1500元，則年產量約300多萬元，因此具有較好的經濟效益。