测量初学者的介绍栏:不理解的人聚集〜15“关于发动机转速的测量”

在本专栏中，我将谈谈汽车和摩托车发动机转速的测量。

什么是发动机转速?

发动机每分钟旋转的次数，单位为r/min。
※有时会标示为rpm。
这是“每分钟的革命” (Revolution Per Minute) 的缩写，表示包含引擎的旋转体每分钟旋转的数字。例如，每分钟旋转3000次表示为“3000 r/min”。

为什么要测量发动机转速?

发动机转速是掌握发动机性能和状态的重要信息之一。
转速的上升或下降变化量与燃油经济性的好坏有关。此外，通过结合扭矩和输出等其他测量数据，可以评估发动机的综合性能和状态。

关于发动机转速的检测方法

本公司的检测方式大致分为脉冲测量方式和FFT运算方式两种。

脉冲测量系统(脉冲计数，周期操作)

此方法有三种类型:。

1. 从点火电缆检测脉冲信号的方式

2. 从发动机振动中检测脉冲信号的方式

3. 从燃料喷射管的脉动中检测脉冲信号的方式

我将简要介绍每种检测方法。

从点火电缆检测脉冲信号的方式

通过夹紧在点火线圈 (点火线圈) 的低压初级侧导线、高压次级侧导线和电子分电器的电流线上进行检测。点火火花与流经各导线的电流变化同步产生。磁场随着电流变化而变化。该磁场的变化由检测线圈 (芯线圈) 捕获，并作为电压信号输出。

从发动机振动中检测脉冲信号的方式

通过在发动机的气缸头等部位安装检测器，检测燃烧时的爆炸及各部件的不平衡所产生的振动周期。

从燃料喷射管的脉动中检测脉冲信号的方式

夹紧喷油管并安装探测器以检测喷油管的脉动。

FFT计算方法 (检测旋转频率)

该方法并非测量由旋转物体转速引起的脉冲，而是利用旋转指示器计算单元中的快速傅里叶变换（FFT）功能，从传声器、声级计和振动传感器等复杂波形信号中提取与转速对应的频率分量，并计算和显示转速。当无法检测到相对清晰的脉冲时，该方法尤为有效。
测量算法包括最大峰值频率法和频率间隔法。

最大峰值频率法

使用功率谱中最大峰值的频率分量进行计算的方法。
通常采用此方法。

频率间隔法

该方法依次计算旋转的各阶分量的频率间隔，将其中出现最多的频率间隔 (图5·蓝色箭头) 判断为旋转速度的主要分量，并确定旋转速度。
1次峰值不稳定时有效。

关于引擎类型和检测方法

根据引擎类型，检测方法会有所不同，如下所示:。

汽油发动机

• 从点火脉冲检测发动机转速(脉冲测量方式、FFT计算方式)

• 根据发动机振动和声音检测发动机转速(脉冲测量方式、FFT计算方式)

柴油发动机

• 根据发动机振动和声音检测发动机转速(脉冲测量方式、FFT计算方式)

• 根据交流发电机的旋转检测发动机转速 (FFT计算)

  ※交流发电机:产生交流电的发电机。

• 根据燃料喷射管的脉动检测发动机转速 (脉冲测量方法)

检测EV/HEV等配备的马达转速

虽然它与本专栏的主题略有不同，但我将简要介绍安装在HEV, EV等中的电机的转速检测。
通过检测电机泄漏的磁通量来检测旋转速度的方式，也称为电磁感应方式。在与电机旋转轴垂直的方向上安装电磁感应方式的检测器，检测泄漏到电机外侧的磁通 (称为泄漏磁通)，运算电机的旋转速度。

这次，在旋转速度测量中简单说明了发动机旋转速度的测量。请参阅以下URL以及本专栏。

【参考】
发动机转速计相关计测器概要

(摘自2023年3月15日发行的电子邮件杂志)