淺談電壓數據在低溫起動試驗中的應用

薛伶俐

摘 要：車輛冬季在低溫或寒帶地區起動時，其發動機的起動性能就顯得尤為重要。而樣車的起動性能受影響的邊界條件有機油粘稠度、起動電壓、電流等。而電壓因其可以體現車輛的預熱、起動過程且容易監控的特性在低溫起動試驗數據分析中較為重要。文章通過使用便攜式數采系統對測試樣車在低溫起動試驗中電壓變化趨勢的分析，重點描述了低溫起動試驗中電壓數據的應用。

關鍵詞：低溫起動性能;預熱;電壓;便攜式數采系統

中圖分類號：U467.2 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）21-124-02

Abstract： When the vehicle starts in low temperature or cold zone in winter， the starting performance of the engine is particularly important. The boundary conditions that affect the starting performance of the sample vehicle include oil viscosity， starting voltage， current， etc. The voltage can reflect the warm-up and start-up process of the vehicle and is easy to monitor， so it is important to analyze the data of low-temperature starting test. In this paper， by using the portable data acquisition system to analyze the voltage change trend of the test sample vehicle in the low temperature start test， the application of the voltage data in the low temperature starting test is described emphatically.

Keywords： Cold starting ability; Preheat; Voltage; Portable data acquisition system

CLC NO.： U467.2 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）21-124-02

1 引言

隨著汽車產業的發展，“全球車”、“世界車”的理念被引入車企的造車概念中。成為全球車的一個重要的因素便是整車的區域適應性。而車輛的耐寒性（即車輛的低溫起動性能）則是區域適應性中的一個重要體現。

2 測試設備、評價指標及測試方法

2.1 測試設備

便攜式數采設備（又稱FLUKE 2638A-100），是美國FLUKE公司生產的一款桌上型數據記錄儀，它擁有的模擬量記錄通道可以用于測量和記錄直/交流電壓/電流、頻率、溫度等一系列數據。本次測試中所使用的便是其測量和記錄直流電壓的功能。

環境模擬倉，是一種整車測試中使用的環境模擬設備，它可以為測試樣車提供不同的環境條件以便用來測試。

2.2 評價指標

根據《汽車起動性能試驗方法》（GB/T 12535-2007）中關于發動機起動性能試驗的要求，起動機接通后，在規定的拖動時間內，發動機能起動自行運轉，即為起動成功。因此，車輛能否正常起動以及其起動過程中的電壓數據即可作為一個重要的評價指標。

2.3 測試方法

測試時按對應國標要求操作，并記錄對應的啟動電壓數據。

3 試驗舉例及分析

以市場反饋的某公司生產的某款搭載2塊6-QW-80MF型蓄電池且配有預熱裝置的柴油車在-25℃左右環境下啟動困難的低溫起動故障為例，使用環境模擬倉和便攜式數采設備對其進行故障復現和數據采集。

3.1 整車測試數據采樣

先將測試樣車置于環境模擬倉中進行-25℃的低溫浸置，使樣車的發動機機油、發動機進、出水溫度均浸置至與環境相同。隨后，采用與市場相同的工況對其進行低溫起動性能測試，并對測試數據進行采集、分析，并將采集的數據使用軟件形成圖1。

為了更清晰的對采樣數據進行解析，對每次起動過程數據進行分段及放大處理，可得圖2、圖3。

3.2 整車測試數據分析

由圖2、圖3可以看出，在兩次試驗過程中，該樣車的預熱裝置均正常工作，每次工作約26s完成預熱。從圖2更可以看出，該樣車在進行起動試驗的6.8s左右已完成起動，但因某種原因導致發動機自動熄火。而圖3可以看出，雖然在啟動過程中，整車電壓進行周期性變化，但最終并未啟動成功。

因該樣車第一次低溫起動試驗時，樣車已完成起動動作，故判定該樣車起動系統并無問題，導致熄火的問題點可能由于發動機輸出端與后連傳動系部分低溫狀態下拖滯阻力較大所致。

在對起動電壓-時間的數據進行總覽時發現，該樣車第二次起動的初始電壓較第一次略有下降，且樣車每次預熱時長約26s，初步推斷該問題可能是由于該樣車搭載的蓄電池在低溫狀態下性能衰退較嚴重所致。

在分析出可能的問題點后，對該樣車進行專項排查，發現導致其產生第一次起動失敗的原因是該樣車低溫狀態下離合分離不徹底所致。在對該車離合器進行處理并對蓄電池性能進行優化后復測，該樣車-25℃低溫狀態下起動一次成功。

4 結論

本文闡述了利用環境模擬倉和便攜式數采設備通過采集的時間-電壓信號實現對整車低溫起動性能問題排查的可行性。該試驗方法數據處理簡單，曲線圖直觀，完全滿足對比分析的需要。同時，可以通過數據曲線圖第一時間發現問題判定原因并提出整改意見和建議。

因此，環境模擬倉和便攜式數采設備實現對整車低溫起動性能問題排查證明是切實可行的，可在汽車制造商對車輛進行正向開發、分析時使用。

參考文獻

[1] GB/T 12535-2007.汽車起動性能試驗方法[S].

[2] 孫晨東.淺析商用車低溫起動系統技術研究[J].汽車實用技術， 2018，（16），166-169.

[3] 錢利東.依維柯客車低溫不易起動故障1例[J].汽車維修，2018，（3）， 32-33.

[4] 趙鼎等.輪式軍用車輛低溫起動性能研究及模擬試驗分析[J].車輛與動力技術，2017，（4），45-48.