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博世选用LMS Test.Lab进行汽油喷射系统振动鉴定试验 |
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新的汽车环境试验系统进一步提高试验效率和灵活性
Bosch汽油喷射系统的性能和耐久性从本质上决定了汽车发动机的运行和可靠性。为确保这些喷射装置按计划运转，并在其寿命期内正常进行工作，Bosch在极端的环境下对这些部件进行了大量的试验。关键设备是四套LMS环境测试系统，Bosch将其与振动激励系统相结合，进行动力学振动测试。最近，Bosch将其所有的8通道环境试验系统升级到LMS Test.Lab和LMS SCADAS III，从而提高其汽车鉴定试验的试验效率和灵活性。除改良功能以外，Bosch还利用LMS Test.Lab卓越的用户界面和网络化的数据采集功能，以满足其特殊的报告生成要求。
Bosch为了一直保持其在市场中的领先地位，正在为汽油直接喷射(GDI)系统进行扩展性开发。这些喷射系统与在任意时刻将燃料直接喷入燃烧室的高压阀共同运行。其可编程的微处理器能够精确计算出每一个燃烧循环，可以根据不同的工况条件和特殊的驾驶特点提供精确的调整。计算能力的增强可以帮助工程师对额外的发动机操纵功能进行整合，包括敲击控制、涡轮充电器推进压力控制、节流阀激励和速度控制。另外，具有多孔径喷嘴的喷射器和其他新的喷射装置，包括燃料分层喷射(FSI)，进一步优化了发动机的性能品质。总体来说，这些现代的喷射系统在许多方面都有优点，他们增加了驾驶乐趣，同时也降低了燃料消耗和二氧化碳的排放。
新一代GDI系统基本上是由高压泵（HDP5）、高压喷射器（HDEV4/5）和高压燃料导管等机械部件组成。为了实现这些部件的最佳耐久性，就要求工程师能够设计出具有自动防故障功能的部件和系统，同时不能设计过度。在材料静态失效允许载荷的条件下，部件反复承受载荷循环，这样会潜在地损伤材料继而引发裂痕。不适当的耐久性工程同样会导致各部件过重或过于昂贵。车辆喷射系统的所有部件，包括喷射器、泵、导管、阀以及节流装置都必须能够承受额外并且长时间的振动，同时他们中的一部分还必须能够承受极端和多变的气候及压力环境。因此，Bosch进行了大量的工况试验和鉴定测量，以保证它们在整个寿命周期中都能够无故障的运行。
典型的测试装置包括一个锁定在气候室内激振器上的被测样机。
汽油供给喷射器的同时，结构上几个点的振动级就被测量出来。
环境试验的十年历程
九十年代早期，Bosch就已经使用LMS CADA-X和HP PARAGON系统完成了燃料喷射系统的工况耐久性试验和鉴定测量。典型的测试装置包括一个锁定在气候室内激振器上的喷射系统。在高温高压下，汽油被供给喷射器的同时，结构上几点的振动级就已经测试出来了。最近，作为广泛投资策略的一部分，Bosch替换了在德国的所有环境测试软件和硬件。此决定的原因是由于试验设备的使用年限已经超过十年。尽管这些系统仍然运转平稳，但维护费用的增加和HP PARAGON标定服务的逐步退化最终导致其被替换。
新的环境试验系统包括LMS SCADAS 310和316前端硬件，以及用于汽车试验的LMS Test.Lab环境控制软件包，包括随机振动控制、正弦控制、正弦驻留时间和随机＋正弦。除了早前系统提供的功能之外，Bosch四个系统中的每一个都能够控制正弦＋随机的激励进度。由于日趋增加的正弦+随机试验，以及正在进行的ISO相关试验规则，这就变得越发重要了。与适用于航天领域的大型试验样机和高通道数的测试要求相比，八通道的试验设备往往是汽车制造商的首选。每一个通道都能够自由地分配作为测量或振动控制通道。局域网能够从不同分布的测量设备中收集已获数据，并且将这些大量信息存储在中央网络位置，这样就可以在坚持以项目为导向的同时安全地对数据进行管理。
喷射系统测试揭密
Bosch的环境测量试验通常包括三个连续的步骤，每个步骤针对的是一个特定方向的测量（三个正交轴）。在进行初始测量以获得以后进行鉴定试验的参考值之后，被测样件将经受严格的耐久性试验。这些试验中，单独的喷射器或者大型装配，例如包括喷射器导管和控制单元的进气管，将同时经历彻底的振动（在激振器中）、气候（在燃烧室内）和工作载荷试验。Bosch广泛的耐久性试验包括工况和非工况的试验设备。完全工况试验会有发生严重火灾的风险，特别是当燃料泄露的风险存在时。
Bosch工程师同样也进行了燃料导管的耐久性激振器试验，以检验弯曲模式和应力是否会引起潜在损伤，还进行了驻留时间试验以确定是否有裂缝产生。
完成这些耐久性试验后，样件将再次进行振动鉴定测量，此次测量和早期进行的基准测量采用的方式是一致的。一旦基准测量和最终测量的结果不同，实施的耐久性试验就会在一个或多个被测部件的结构中产生疲劳。在这种情况下，就需要进行进一步的试验来区分哪个是损伤最严重的部件，同时找出其耐久性能受到影响的程度。有些情况，需要进行破坏性试验精确地找出部件损坏的时间。
对于Bosch来说试验的灵活性是非常关键的，因为汽车厂商提出其特殊的试验要求，从某种程度上来说，是基于其对试验的实践和经验。Bosch工程师进行的第一个任务就是要设计试验，使其满足所需的性能规格。试验设计包括试验类型、试验载荷、试验剖面图和试验持续时间的说明。由于Bosch对其高压喷射系统的质量和源于供应商应当承担的所有责任非常重视，所以他们决定改良或进行额外的试验，以确保GDI能够按计划进行。加之Bosch又利用其整整一年的经验，同时使用专门的车辆测量结果，进一步调整Bosch的内部规格说明，使新的部件和装配都符合此种规格。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(5/5/2010) |
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