專利名稱：缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛技術(shù)，尤其涉及一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法及裝置。
技術(shù)背景
缸內(nèi)工作過程對柴油機的功率、指示效率、機械負(fù)荷和熱負(fù)荷、噪聲、振動、煙度、 排氣成分等性能有著決定性的影響，計算和分析缸內(nèi)工作過程的相關(guān)數(shù)據(jù)是研究和改善燃 燒過程的一種簡便而又有效的手段。奧地利AVL公司的燃燒分析儀為目前缸內(nèi)工作過程的 主力測試儀器。在柴油機工作的過程中，該儀器和計算機保持連接通訊的條件下，通過傳感 器采集柴油機缸內(nèi)的缸壓、油壓、針閥升程及曲軸轉(zhuǎn)角等測試數(shù)據(jù)，采集儀將傳感器采集到 的測試數(shù)據(jù)送入計算機，計算機上安裝的^dicom軟件進行在線實時處理，并顯示各曲軸 轉(zhuǎn)角下的缸壓、油壓、針閥升程等圖形，為柴油機開發(fā)研究提供重要數(shù)據(jù)。
目前的燃燒分析儀，均以特定文件格式加密保存測試文件，例如AVL公司的燃燒 分析儀以.xpa文件格式加密保存測試文件。調(diào)用或查看測試文件中測試數(shù)據(jù)時，首先需將 安裝有專用軟件的計算機連接至燃燒分析儀，再通過該專用軟件打開該測試文件獲取其中 的測試數(shù)據(jù)。若在其它環(huán)境下直接調(diào)用加密的測試文件，由于數(shù)據(jù)經(jīng)過加密而顯示為亂碼 以致測試文件無法使用。
燃燒分析儀的專用軟件只有與相應(yīng)的燃燒分析儀保持通信狀態(tài)時才能進行測試 數(shù)據(jù)分析，一旦脫離燃燒分析儀，該專用軟件將無法使用。因此，在對測試數(shù)據(jù)分析過程中 需反復(fù)進行連線，脫離燃燒分析儀后還不能對缸內(nèi)測試數(shù)據(jù)進行離線處理。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法及裝置，在分析測試數(shù)據(jù)時不 需要通過專用軟件打開燃燒分析儀中測試文件，實現(xiàn)了離線分析處理缸內(nèi)測試數(shù)據(jù)的目 的。
本發(fā)明提供一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法，包括
獲取文本格式的測試數(shù)據(jù)；
根據(jù)所述文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。
本發(fā)明提供一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置，包括
獲取模塊，用于獲取文本格式的測試數(shù)據(jù)；
計算模塊，用于根據(jù)所述文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。
本發(fā)明的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法及裝置，預(yù)先將燃燒分析儀測量到的 測試數(shù)據(jù)保存為文本格式。由于測試數(shù)據(jù)以文本格式保存，在脫離燃燒分析儀器和其專用 軟件的情況下，具有分析測試數(shù)據(jù)功能的軟件，可直接調(diào)用或查看以文本格式保存的測試 數(shù)據(jù)。因此，不需要通過專用軟件打開燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)，避免了每次分析時測 試數(shù)據(jù)的反復(fù)連線，實現(xiàn)了離線處理缸內(nèi)測試數(shù)據(jù)的目的，提高了應(yīng)用效率。并且，由于在 脫離燃燒分析儀器和其專用軟件的情況下可直接調(diào)用或查看以文本格式保存的測試數(shù)據(jù)，因此可同時獲取到多次缸內(nèi)工作循環(huán)過程中測量到的測試數(shù)據(jù)，還實現(xiàn)了對多次測量到的 測試數(shù)據(jù)進行綜合分析處理的目的，提高了分析結(jié)果的可靠性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例一流程圖2為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例二流程圖3為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例三流程圖4為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例四流程圖5為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例五流程圖6為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例六流程圖7為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例七流程圖8為本發(fā)明缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置實施例一結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置實施例二結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置實施例三結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例一
圖1為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例一流程圖。如圖1 所示，本實施例包括
步驟11 ；提取文本格式的測試數(shù)據(jù)。
通過燃燒分析儀采集到柴油機缸內(nèi)工作過程中的測試數(shù)據(jù)后，利用燃燒分析儀的 專用軟件打開燃燒分析儀中的測試文件即獲取燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)，將其中的測 試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為文本格式并保存。以AVL公司的燃燒分析儀為例，將裝有^idicom軟件的計 算機和AVL燃燒分析儀連接通信，在hdicom軟件中打開.xpa測試文件。利用該軟件的新 建顯示窗口功能將缸內(nèi)壓力、油管壓力和針閥升程等測試數(shù)據(jù)打開，分別以txt文件格式 導(dǎo)出并保存，避免^dicom軟件將測試數(shù)據(jù)一起集成打包加密，可脫離燃燒分析儀和專用 軟件使用，從而為離線條件下調(diào)用或查看測試數(shù)據(jù)創(chuàng)造了條件。
通過上述方法，預(yù)先將燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)以文本格式保存。由于測試 數(shù)據(jù)以文本格式保存，在脫離燃燒分析儀器和其專用軟件的情況下，具有分析測試數(shù)據(jù)功 能的軟件，例如Matlab，可直接調(diào)用或查看以文本格式保存的測試數(shù)據(jù)。
步驟12 ；根據(jù)文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。
具有分析測試數(shù)據(jù)功能的軟件，將文本格式的測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入到相應(yīng)的處理模型 中，分別計算缸內(nèi)工作參數(shù)，例如，缸內(nèi)壓力(簡稱；缸壓)均值、缸內(nèi)油管壓力(簡稱；油 壓)均值、針閥升程均值、曲軸轉(zhuǎn)角均值、平均有效壓力、PV曲線圖等。
本實施例直接提取到的是燃燒分析儀測量到的、以文本格式保存的測試數(shù)據(jù)，可 根據(jù)提取到的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)，不需要通過專用軟件打開燃燒分析儀采集到的 測試數(shù)據(jù)，避免了每次分析時測試數(shù)據(jù)的反復(fù)連線，實現(xiàn)了離線處理缸內(nèi)測試數(shù)據(jù)的目的， 提高了應(yīng)用效率。并且，由于在脫離燃燒分析儀器和其專用軟件的情況下可直接調(diào)用或查 看以文本格式保存的測試數(shù)據(jù)，因此可同時獲取到多次缸內(nèi)工作循環(huán)過程中測量到的測試 數(shù)據(jù)，還實現(xiàn)了對多次測量到的測試數(shù)據(jù)進行綜合分析處理的目的，提高了分析結(jié)果的可 靠性。
實施例二
圖2為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例二流程圖。如圖2 所示，步驟12中缸壓均值的計算方法具體可為
步驟12A 根據(jù)文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的 缸壓均值。
通過均值濾波方法對所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)進行處理后，得到缸壓均值。 缸壓測試數(shù)據(jù)的均值濾波公式為= 不(公式1)；其中，η為缸內(nèi)工作循環(huán)數(shù)；&為第η ,=Iη次循環(huán)時的缸壓測試數(shù)據(jù)-J為取均值后的缸壓。
實施例三
圖3為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例三流程圖。如圖3 所示，步驟12中缸內(nèi)工作參數(shù)-油壓均值的計算方法具體可為
步驟12Β 根據(jù)文本格式的油壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的 油壓均值。
通過均值濾波方法對所述文本格式的油壓測試數(shù)據(jù)進行處理后，得到油壓均值。 具體計算公式參見公式1。
實施例四
圖4為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例四流程圖。如圖4 所示，步驟12中針閥升程均值的計算方法具體可為
步驟12C 根據(jù)文本格式的針閥升程測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過 程的針閥升程均值。
通過均值濾波方法對所述文本格式的針閥升程測試數(shù)據(jù)進行處理后，得到針閥升 程均值。具體計算公式參見公式1。
實施例五
圖5為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例五流程圖。如圖5 所示，步驟12中曲軸轉(zhuǎn)角均值的計算方法具體可為
步驟12D 根據(jù)文本格式的曲軸轉(zhuǎn)角測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過 程的曲軸轉(zhuǎn)角均值。
通過均值濾波方法對所述文本格式的曲軸轉(zhuǎn)角測試數(shù)據(jù)進行處理后，得到曲軸轉(zhuǎn)角均值。具體計算公式參見公式1。
例如，在Matlab環(huán)境下設(shè)計處理模型將txt文件里的曲軸轉(zhuǎn)角ca、缸壓pc、油壓 Pl和針閥升程nl數(shù)據(jù)分別放入四個數(shù)組中，計算N(缸內(nèi)工作循環(huán)數(shù))個循環(huán)下四個參數(shù) 的平均值。若需要顯示某段曲軸轉(zhuǎn)角的圖形，處理模型還可對四組數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的區(qū)間調(diào) 整并顯示。
實施例六
圖6為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例六流程圖。如圖6 所示，步驟12可包括
步驟12E 根據(jù)文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和缸內(nèi)容積，生成缸內(nèi)工作過程的壓力 容積曲線圖。
壓力容積曲線圖(簡稱PV曲線圖)表示為相對于不同的活塞位置時氣缸內(nèi)工質(zhì) 壓力的變化。計算某時刻活塞位置對應(yīng)的活塞頂和氣缸蓋之間的容積即缸內(nèi)容積V，繪制瞬 時缸內(nèi)容積ν與瞬時缸壓PC的曲線圖。
步驟12F 根據(jù)壓力容積曲線圖，計算缸內(nèi)工作過程的平均有效壓力。
平均有效壓力IMEP可視為，當(dāng)平均不變的壓力作用在活塞頂上時，使活塞運動一 個行程所做的功等于每個循環(huán)所做的有效功。平均有效壓力IMEP具體計算可為計算PV 曲線圖中缸壓曲線(pc)所圍的面積，用該面積除以行程。
本實施例在生成PV曲線圖時，直接從文本格式的測試數(shù)據(jù)中獲取到容積和缸壓， 不需要通過燃燒分析儀的專用軟件打開測試文件。實現(xiàn)了離線生成PV曲線圖的目的，提高 了應(yīng)用效率。并且，由于在脫離燃燒分析儀器和其專用軟件的情況下可直接調(diào)用或查看以 文本格式保存的容積和缸壓，因此可同時獲取到多次缸內(nèi)工作循環(huán)過程中測量到的容積和 缸壓，從而可根據(jù)多次采集到的容積和缸壓生成PV曲線圖。
實施例七
圖7為本發(fā)明提供的缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法實施例七流程圖。在內(nèi)燃 機氣缸壓力的測量中，為了保證氣缸壓力測量的準(zhǔn)確性，往往需要將缸壓傳感器安裝在氣 缸蓋的底平面，而由于氣缸蓋設(shè)計的復(fù)雜性與緊湊性，在大多數(shù)情況下，尤其在內(nèi)燃機現(xiàn)場 測試情況下，難以實現(xiàn)。因此，往往從實際條件出發(fā)，利用柴油機缸蓋上的示功閥位置進行 缸壓傳感器的安裝。這樣從氣缸燃燒室到傳感器測點就會形成較長的測量通道，產(chǎn)生通道 效應(yīng)。通道越長，干擾越明顯。表現(xiàn)在原始缸壓曲線上會帶有明顯的通道效應(yīng)產(chǎn)生的壓力 波振蕩。本實施例通過離散傅立葉變化將信號能量或聲級在時域上的分布轉(zhuǎn)換為能量或聲 級在頻域上的分布，以從一個受各種干擾形成的復(fù)雜合成信號中檢測出其主要組成的諧波 成分，確定疊加在信號上的通道振蕩的頻率，從而找出主要干擾頻率。如圖7所示步驟12 可為
步驟12G 根據(jù)文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和離散傅立葉變化方法，將缸內(nèi)工作過 程壓力信號從時域上的分布轉(zhuǎn)換為在頻域上的分布，并計算氣體壓力譜。
具體為對文本格式的原始缸壓數(shù)據(jù)使用matlab中的離散傅里葉變換工具包進 行處理。之后，進行氣缸壓力頻譜計算，生成壓力信號的頻域圖。其中，氣缸壓力頻譜Lp (f) 定義為
權(quán)利要求
1.一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法，其特征在于，包括 提取文本格式的測試數(shù)據(jù)；根據(jù)所述文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法，其特征在于，在獲取文本 格式的測試數(shù)據(jù)之前，還包括獲取燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)；將所述測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本格式的測試數(shù)據(jù)并保存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法，其特征在于，根據(jù)所述 文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)，包括根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的缸壓均值；或，根據(jù)所述文本格式的油壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的油壓均值；或，根據(jù)所述文本格式的針閥升程測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的針閥升 程均值；或，根據(jù)所述文本格式的曲軸轉(zhuǎn)角測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸內(nèi)工作過程的曲軸轉(zhuǎn) 角均值；或，根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和離散傅立葉變化方法，將缸內(nèi)工作過程壓力信號 從時域上的分布轉(zhuǎn)換為在頻域上的分布，并計算氣體壓力譜；或，根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和缸內(nèi)容積，生成缸內(nèi)工作過程的壓力容積曲線圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法，其特征在于，在根據(jù)所 述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和缸內(nèi)容積，生成缸內(nèi)工作過程的壓力容積曲線圖之后，還包 括根據(jù)所述壓力容積曲線圖，計算缸內(nèi)工作過程的平均有效壓力。
5.一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置，其特征在于，包括 提取模塊，用于提取文本格式的測試數(shù)據(jù)；計算模塊，用于根據(jù)所述文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置，其特征在于，還包括 采集模塊，用于獲取燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換保存模塊，用于將所述測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本格式的測試數(shù)據(jù)并保存。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置，其特征在于，所述計算 模塊包括缸壓均值計算單元，用于根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸 內(nèi)工作過程的缸壓均值；油壓均值計算單元，用于根據(jù)所述文本格式的油壓測試數(shù)據(jù)和均值濾波方法，計算缸 內(nèi)工作過程的油壓均值；針閥升程均值計算單元，用于根據(jù)所述文本格式的針閥升程測試數(shù)據(jù)和均值濾波方 法，計算缸內(nèi)工作過程的針閥升程均值；曲軸轉(zhuǎn)角均值計算單元，用于根據(jù)所述文本格式的曲軸轉(zhuǎn)角測試數(shù)據(jù)和均值濾波方 法，計算缸內(nèi)工作過程的曲軸轉(zhuǎn)角均值；通道效應(yīng)分析計算單元，用于根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和離散傅立葉變化 方法，將缸內(nèi)工作過程壓力信號從時域上的分布轉(zhuǎn)換為在頻域上的分布，并計算氣體壓力 譜；PV曲線圖生成單元，用于根據(jù)所述文本格式的缸壓測試數(shù)據(jù)和缸內(nèi)容積，生成缸內(nèi)工 作過程的PV曲線圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理裝置，其特征在于，所述計算模 塊還包括平均有效壓力計算單元，用于根據(jù)所述壓力容積曲線圖，計算缸內(nèi)工作過程的平均有 效壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種缸內(nèi)工作過程測試數(shù)據(jù)的處理方法及裝置。該方法包括獲取文本格式的測試數(shù)據(jù)；根據(jù)所述文本格式的測試數(shù)據(jù)計算缸內(nèi)工作參數(shù)。因此，本發(fā)明不需要通過專用軟件打開燃燒分析儀采集到的測試數(shù)據(jù)，避免了每次分析時測試數(shù)據(jù)的反復(fù)連線，實現(xiàn)了離線處理缸內(nèi)測試數(shù)據(jù)的目的，提高了應(yīng)用效率。
文檔編號G06F19/00GK102043899SQ201010546680
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者肖樺 申請人:中國北車集團大連機車車輛有限公司