汽车发动机功率试验结果不确定度评定

汽车发动机功率试验结果不确定度评定

　误差与数据处理　

则混合气体中,目标组分CO的摩尔分数及其

μmol/mol扩展不确定度(k=2)分别为:79394±23和01028%。

本文在对不确定度评估时,对部分不确定度合成采取了简化处理;尽管合成不确定度被放大,但是

避免了繁琐复杂的计算过程。另外,本文提供的不确定度评估思路,可以借助Excel表格实现快速处理,这样有利于试验人员的操作。

参考文献

[1]ISO1Gasofcalibrationgasmixtures—

,S]119811

]—校准用混合气体的制备—称量法

1

[3]ISO61421Gasanalysis—Preparationofcalibrationgasmixtures—

Gravimetricmethod,secondedition[S]120011

[4]IUPAC1Commissiononatomicweightsandisotopicabundances:

AtomicWeightsoftheElements[R]:http://www1physics1curtin1edu1au/iupac/docs/Atwt19991pdf,19991

3　讨论

称量法配制气体标准物质的不确定度与称量组

分气体的质量有关。当称量质量越小,其相对不确定度越大。以本文中CO组分气观察,其称量引入的相对不确定度为2×01008/741841=01022%(k=2),这与最终混合气体中CO不确定度很接近。因此,贡献相对最大,。体标准物质时,加大组分气称量量可以获得较小的不确定度。

汽车发动机功率试验结果不确定度评定

高　蔚　陈志恒

(上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620)

摘　要　依照往复式内燃机测量方法,按照测量不确定度评定方式,对汽车发动机试验输出功率的主要因素逐一进行不确定度评定。建立了数学模型,推导出不确定度的计算公式,通过对公式各变量的分析,计算了各变量的不确定度,最后计算合成不确定度,求得在标定工况下汽车发动机输出功率的扩展不确定度。

关键词　不确定度;灵敏系数;功率;转速;测量精度

0　引言

汽车发动机功率是评价汽车和内燃机性能的一项重要指标。在汽车、内燃机制造业以及汽车运输业的生产、科研与教学实践中,需要进行大量发动机功率试验,它的测量结果直接关系到汽车动力性评价的可靠性和准确性。因此,对它的测量结果不确定度进行评定就显得极为重要。

本文基于分层评定理论[2],按照JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》中的方法,结合科

不确定度。

1　试验设备及试验条件

测功机装置:本次试验采用的测功机装置为CW-100-3000/10000电涡流测功机,YIKEEIM0301自动控制台,系统扭矩测量精度为±014%FS,转速测量误差不大于±011%±1个字。测功机

扭矩采用静校法,使用5等标准砝码,标杆长110197m±010001m。

试验发动机:上海通用SailL4116L发动机,试验转速为1200r/min,进气管压力为95kPa,点火提前角918°,且为标定输出工况。

测量方法:依照CB/T607211—2000《往复式内燃机》性能第一部分中标准状况、功率、燃油耗和机

研项目“发动机耐久性试验研究”的实践,分析汽车发动机测功机(以下简称测功机)输出功率测量结果不确定度的来源,计算不确定度分量和合成不确定度,求得在标定工况下汽车发动机输出功率的扩展

　 66

汽车发动机功率试验结果不确定度评定

　误差与数据处理　

油消耗的标定及试验方法。

现场环境条件:温度tr=(20±1)℃,大气压力

pr=(101±0.2)kPa,相对湿度φr=(75±5)%。

法,其不确定度来源有以下几个方面:

1)试验重复性引起的不确定度。2)试验设备引起的不确定度。

3)校正试验设备的标准器引起的不确定度。4)各计算分量引起的不确定度。

5)试验环境条件引起的不确定度。由于环境条

2　汽车发动机功率测量结果不确定度分析

211　数学模型

汽车发动机测试功率的数学模型

P=

,本文不予评定。

(1)

2u(M)

9549231　测量重复性引入的标准不确定度分量u1(M)

式中:P;发动机扭矩,N m;,r/。212　不确定度的来源

发动机扭矩测量结果的重复性主要受操作人员熟练程度和设备本身性能等因素影响。在相同条件下,通过对同一台发动机扭矩M进行重复性测试,测量结果如表1所示。

根据试验方法和实际操作情况,按分层评定方表1

测试次数扭矩Mi(N m)

110112

210112

310114

发动机扭矩测试

410113

510112

610114

710111

810112

910114

1010115

　　扭矩均值

M=

测功机最大允许测量误差Δ=(±04%)×200N m

n

n

i=1

∑M

i

=1011290N m

=±018N m,在±018N m区间服从均匀分布,属B类不确定度评定,其半宽为018N m,包含因子k=。测功机误差引入的标准不确定度分量

标准差

n

sm=

(M

i

-M)

2

u21(M)=018/=01462N m

=01129N m

n-1

估计它有10%的可靠,则自由度

ν21=

=50

2×(10%)2

标准不确定度

u1(M)=sm/

n=01041N m

2131212　测功机扭矩示值分辨力引入的标准不确

自由度

ν1(M)=n-1=9定度分量u22(M)

测功机扭矩示值分辨力为011N m,并认为在±0105N m区间内,扭矩示值分辨力服从均匀分布,属B类不确定度评定,其半宽为0105N m,包含因子k=。测功机扭矩示值分辨力引入的标准不确定度分量

u22(M)=0105/=01029N m

21312　试验设备引入的标准不确定度分量u2(M)2131211　测功机误差引入的标准不确定度分量

u21(M)

测功机本身固有的各种因素影响产生的测量误差,如试验设备安装、调整不完善、传感器、原器件质量等都直接影响测试扭矩误差,引入示值标准不确定度。

根据测功机校准证书的说明,其最大测量偏差为±014%FS,扭矩满量程为200N m。由此可得,

同上,取自由度ν22=50

2131213　测功机扭矩示值稳定性引起的标准不确

　 67

汽车发动机功率试验结果不确定度评定

　误差与数据处理　

定度分量u23(M)

测功机扭矩示值稳定性引起的最大误差为0125N m,服从均匀分布,属B类不确定度评定,其

u3(L)

标杆长度误差Δ=±010001m,按均匀分布计,属B类评定

u3(L)=Δ/=0100006m,同样,取自由度ν3(L)

半宽为0125N m,包含因子k=。测功机扭矩示值稳定性引起的标准不确定度分量

u23(M)=0125/=01144N m

=50。

2131313　u3(M)

同上,取自由度ν23=50

2131214　试验设备引入的合成不确定度u2(M)

u2(M)=

u21(M)22(232

2

2,c2=

=91806L=10109G

=91806G=9913259L

=

14622++02=01485N m

()

=60

()4()4()4

++

ννν21(M)22(M)23(M)

4

合成不确定度

u3(M)=

22

[c1u3(G)]+[c2u3(L)]

ν2(M)=

=010152N m

21313　标准器引入的标准不确定度分量u3(M)

自由度

4

()

ν=6947533(M)=

()4()4

+

νν3(G)3(L)

校准测功机的扭矩测量系统,采用的标准器包括标准砝码及标杆,校准数学模型为

M=F L=91806G L

(2)

u(M)

21314　发动机扭矩测试结果的合成标准不 …… 此处隐藏：3230字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……