汽车发动机曲轴转速回归分析与研究

崔宏巍 陈建华

摘  要：文章对汽车发动机曲轴转速测量数据进行了回归分析，建立了转速回归方程，采用F分布检验回归效果，得出回归效果显著，通过实测数据与回归方程的估计值比较，二者具有较好的一致性，文章建立的回归模型能够很好的拟合实测的实验数据。文章还研究了通过测量汽车发动机曲轴起始转速、终止转速、加速时间等基本数据估计发动机功率的方法。

关键词：发动机;转速;回归分析

中图分类号：U464.12        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）07-0048-02

Abstract： In this paper， the regression analysis of the measured data of crankshaft speed of automobile engine is carried out， and the regression equation of rotational speed is established. the regression effect is tested by F distribution， and the regression effect is obtained. by comparing the measured data with the estimated value of regression equation. There is a good consistency between the two， and the regression model established in this paper can fit the measured experimental data very well. The method of estimating engine power by measuring the starting speed， termination speed and acceleration time of automobile engine crankshaft is also studied in this paper.

Keywords： engine; rotational speed; regression analysis

引言

汽车发动机的有效功率会随着发动机曲轴转速的变化而改变，即汽车发动机的曲轴转速可以表征发动机在单位时间做功次数以及发动机的有效功率，评价汽车发动机动力性能的一个重要指标就是发动机所能输出的最大转矩和它相对应的发动机转速，因此发动机转速是汽车运行过程中的一项重要参数。发动机转速通常是测量曲轴的转速来确定的，而曲轴的转速是通过安装在曲轴上的信号盘来进行测量。转速在测量过程中往往会受到一些干扰因素，利用回归分析可以对汽车发动机转速曲线实验数据进行定性和定量分析，并在此基础上通过汽车发动机曲轴起始转速、终止转速、加速时间等基本数据来分析与估计发动机功率，评价汽车发动机运行是否平稳。

1 汽车发动机曲轴转速曲线的回归计算

回归分析是一种统计分析方法，主要用来确定两种或两种以上的变量之间相互依赖的定量关系。回归分析通过建立回归模型，并根据实测得到的数据来求解模型中的各个参数，然后评价建立的回归模型是否能够较好的拟合实测的数据，如果模型能够很好的拟合，则可以根据自变量做出进一步的预测。在大数据分析中，回归分析是一种预测性的建模技术，它研究的是目标和预测器之间的关系。这种技术可以用于预测分析，时间序列模型以及发现变量之间的因果关系。回归分析是对具有因果关系的影响因素和预测对象所进行的数理统计分析处理。作为自变量的因素与作为因变量的预测对象之间是否有关？相关程度如何？以及判断这种相关程度的把握性多大，就成为进行回归分析必须要解决的问题。

通常测量转速的方法是采集发动机上转速传感器，利用它的输出脉冲信号，经过整形、滤波、光电隔离等信号预处理后，送入微控制器进行测速和数据分析。电磁脉冲式传感器测量发动机转速的原理是：当信号盘转动时，盘齿切割传感器磁芯形成的磁场，产生磁感现象，从而引起传感器中线圈产生交变电压，输出脉冲信号。而脉冲信号的频率与安装在曲轴上的信号盘转速成正比，因此，微控制器通过计算脉冲信号的频率和信号盘上的齿数，最后测量得到汽车发动机的转速。

发动机台架试验中使用计算机接口卡上的8253芯片来测转速，发动机转速信号经波形调整，光电隔离后送入I/O接口卡中的8253芯片进行计数，根据8253的计数值可以生成一组时间序列t0，t1，t2，…tm，周期序列与时间序列一一对应：T1=t1-t0，T2=t2-t1，…Tm=tm-tm-1，转速序列为：

3 结束语

本文对采集到的发动机曲轴转速与时间的数据进行回归分析，建立了转速回归模型，并采用F分布检验回归效果，得出回归效果显著，在回归分析获得的转速-时间曲线中，通过实测发动机台架数据与回归方程的估计值比较，发现二者具有较好的一致性，本文建立的回归模型能够很好的拟合实测的实验数据。本文还研究了加速法测功，通过测量汽车发动机曲轴起始转速、终止转速、加速时间等基本数据估计发动机功率的方法。

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