CN102620884A - 一种汽缸压力检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种汽缸压力检测设备及检测方法，所述设备包括主机、喷油器过度工装、缸压检测传感器；所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置；所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；所述主机包括微控制单元MCU，所述MCU用于：在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据，再根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值，然后根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。本发明实施例可以获取到准确的压力峰值平均值，进而可以判断各汽缸的气密性，避免了误判。

Description

一种汽缸压力检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及内燃机检测领域，尤其是涉及一种汽缸压力检测设备及检测方法。

背景技术

内燃机在使用一段时间之后，汽缸的密闭性可能会变差。例如，重型柴油机的四配套，即汽缸套、活塞、活塞环和活塞销，会在使用过程中出现磨损，影响汽缸密闭性，从而影响缸内柴油燃烧，导致柴油机出现动力不足等疑难故障。

汽缸的密闭性决定了汽缸内气体压缩后产生的汽缸压力的大小，反过来，通过测量汽缸压力的大小也可判断汽缸的密闭性如何。目前，对汽缸密闭性的检测一般是采用指针式压力表进行单缸逐一测试，利用单个汽缸内气体压缩压力引起表头内膜片来读取压力值，然后根据该压力值来判断汽缸的密闭性是否良好。发明人在实现本发明的过程中发现，由于柴油机工作过程中汽缸内压力频繁变化，压力表指针会不停摆动，因此使用者需要通过仔细辨别并单独记录测量值才能够完成判断过程，不但繁琐，而且更重要的是易带来压力值测量不准确的问题，进而造成对汽缸密闭性的误判。此外，在使用该方案时需要逐个汽缸去测量，多次拆装，浪费时间，造成检测效率很低。

发明内容

本发明实施例的目的是提供汽缸压力检测设备及检测方法，以获取准确的汽缸压力数据，避免造成对汽缸密闭性的误判。

本发明实施例公开了一种汽缸压力检测设备，包括主机、喷油器过度工装、缸压检测传感器；

所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置；

所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；

所述主机包括微控制单元MCU，所述MCU用于：在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据，再根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值，然后根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。

优选的，所述MCU还用于：将所述压力峰值平均值与所述主机中预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。

优选的，所述主机包括传感器信号采样电路、采样信号滤波电路、过压保护电路；所述缸压检测传感器发送的所述压力数据依次经过所述传感器信号采样电路、所述采样信号滤波电路及所述过压保护电路后输入到所述MCU中。

优选的，所述MCU还用于驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测；所述主机还包括起动机继电器控制输出电路和继电器控制电路，所述起动机的继电器控制端依次经过所述起动机继电器控制输出电路和所述继电器控制电路后与所述MCU相连，以使所述MCU可驱动所述起动机。

本发明实施例还公开了一种汽缸压力检测方法，用于包括主机、喷油器过度工装及缸压检测传感器的设备，所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置，所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；

所述方法包括以下步骤：

在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据；

根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值；

根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。

优选的，所述方法还包括：

将所述压力峰值平均值与预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。

优选的，所述方法还包括：

驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测。

本发明实施例利用喷油器过度工装将缸压检测传感器安装在各个汽缸的喷油器上，然后根据采集到的压力变化数据可以获取到准确的压力峰值平均值，进而可以判断各汽缸的气密性，避免了误判；另外，因为可以同时测量多个汽缸，故也节约了检测时间，提高了检测效率。

此外，由于本发明实施例比指针式压力表精度更高，所以不再需要在汽缸高速运转的情境下进行测试，换句话说，应用本发明实施例检测时不需要很高的汽缸压力，这样也就不必采购昂贵的压力传感器，从而节省了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一装置的使用示意图；

图2是本发明实施例一主机的电路示意图；

图3是本发明实施例二方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例公开了一种汽缸压力检测设备，包括：主机、喷油器过度工装、缸压检测传感器。下面进行详细描述：

所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机。在本实施例中以大功率柴油机为应用场景，缸压检测传感器可采用高精度、耐高温的压力变送器，所述线束可采取AMP快速插接件做成。

所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置。因缸压检测传感器一般无法直接安装到汽缸上，故其需要借助喷油器过度工装来实现与汽缸的配合。在本实施例中，喷油器过度工装是使用专用材料并且根据喷油器原始设计图纸进行专业设计和精加工而成的，达到既能够完全替代原喷油器、确保汽缸的密闭性，又能够使缸压检测传感器可以借助喷油器过度工装而安装到汽缸上的目的。在本实施例中该工装可采用304不锈钢材为基础材料，完全按照喷油器密封端面和固定压块的工艺要求进行加工，而其余位置则可采取降低加工要求，从而大大节省制作成本。此外，本实施例中，在设计过程中还充分考虑了EGR机型和高压共轨机型喷油器固定方式的不同，故可以加工两套替代工装供用户选择。以上所述的喷油器过度工装、缸压检测传感器及线束在其他实施例中还可能有多种形式，对此本发明实施例不做限制，只要是能确保获取到汽缸内的真实的压力数据即可。

所述主机包括微控制单元MCU，所述MCU用于：在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据，再根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值，然后根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。由于内燃机工作时汽缸内产生循环往复运动，故也会产生一个周期性的压力，该周期性压力存在一个压力峰值，通过多次测量获取该压力峰值的平均值，然后便可根据该平均值来判断汽缸的密闭性如何，以上便是本实施例的基本原理。

使用时，首先搭建检测线路：按照柴油机工艺要求将缸压检测传感器通过喷油器过度工装安装到汽缸的喷油器位置，然后再用线束将缸压检测传感器与主机相连。若汽缸有多个，例如4缸或6缸的柴油机，则可以在每个汽缸上都安装一个缸压检测传感器，以便可以对各个汽缸同时进行检测，从而提高效率。参见图1所示，图1是本实施例装置的使用示意图，主机与汽缸a～汽缸f分别相连。注意图1中各个汽缸上的缸压检测传感器及喷油器过度工装未示出。图2是本发明实施例一主机的电路示意图，在本实施例中为了使压力数据信号更好的传送给主机，优选的，所述主机包括传感器信号采样电路、采样信号滤波电路、过压保护电路；所述缸压检测传感器发送的所述压力数据依次经过所述传感器信号采样电路、所述采样信号滤波电路及所述过压保护电路后输入到所述MCU中。

然后，起动柴油机及主机，开始检测。由于检测时柴油机一般由起动机拖动，所以在本实施例中，优选的，主机还集成了对起动机的控制功能，即，主机中的MCU还用于驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测。当然，在本发明其他实施例中，还可以由其他设备实现对起动机的控制。在本实施例中，为了实现MCU对起动机的控制，优选的，所述主机还包括起动机继电器控制输出电路和继电器控制电路，所述起动机的继电器控制端依次经过所述起动机继电器控制输出电路和所述继电器控制电路后与所述MCU相连，以使所述MCU可驱动所述起动机，可参见图2所示。

在检测正式开始前，MCU还可以根据缸压检测传感器输出信号的幅值判断传感器连接线路是否故障，如果未出现连接故障则发出指令控制起动机继电器控制端信号接入，从而使起动机拖动柴油机缓速运转，进入正式检测，并开始计时。

在指定时间段内，例如12S，MCU通过所述缸压检测传感器多次采集汽缸的压力数据，获知汽缸压力的变化，并存储每个采集到的压力峰值。具体来讲，缸压检测传感器所输出的信号经传感器信号采样电路转换成MCU可以识别的0～3V电压信号，该电压信号经过滤波处理后送往MCU的ADC(模拟-数字转换)接口，MCU根据ADC得到的结果，计算出当前压力值并存入EEPROM存储器。指定时间段结束后，关断起动机继电器控制信号，然后MCU计算得到该汽缸的压力峰值平均值，并将其作为输出结果告知用户，完成了检测。

在本实施例中，优选的，所述MCU还用于：将所述压力峰值平均值与所述主机中预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。这样用户不但可以知道该汽缸的压力峰值平均值，更可以直接得到汽缸密闭性的判断结果。

参见图2所示，优选的，本实施例中的主机还可以包括显示模块，即3.5’TFT-LCD显示屏，用于显示时间、压力数据、密闭性判断结果等信息。用户可以根据显示屏上显示的各缸压力峰值的变化，判别各个汽缸的密封性能是否良好。另外优选的，主机还可以包括输入模块，用户可以对主机进行各种操作。所述输入模块可以是具有触摸功能的TFT-LCD，也可以通过图2所示的操作键盘来实现。此外，主机还包括DC-DC降压、滤波电路、保护电路、电源接口来连接蓄电池，以及USB接口来连接PC机，在此不再赘述。

实施例二

图3是本发明实施例二方法的流程图。本实施例中的方法是基于实施例一所述的设备的，即所述方法用于包括主机、喷油器过度工装及缸压检测传感器的设备，所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置，所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；

所述方法包括以下步骤：

在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据；

根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值；

根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。

优选的，所述方法还包括：

将所述压力峰值平均值与预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。

优选的，所述方法还包括：

驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测。

对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见设备实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM、RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了闸述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽缸压力检测设备，其特征在于，包括主机、喷油器过度工装、缸压检测传感器；

所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置；

所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；

所述主机包括微控制单元MCU，所述MCU用于：在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据，再根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值，然后根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述MCU还用于：将所述压力峰值平均值与所述主机中预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主机包括传感器信号采样电路、采样信号滤波电路、过压保护电路；所述缸压检测传感器发送的所述压力数据依次经过所述传感器信号采样电路、所述采样信号滤波电路及所述过压保护电路后输入到所述MCU中。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述MCU还用于驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测；所述主机还包括起动机继电器控制输出电路和继电器控制电路，所述起动机的继电器控制端依次经过所述起动机继电器控制输出电路和所述继电器控制电路后与所述MCU相连，以使所述MCU可驱动所述起动机。

5.一种汽缸压力检测方法，其特征在于，用于包括主机、喷油器过度工装及缸压检测传感器的设备，所述喷油器过度工装用于将所述缸压检测传感器安装到汽缸的喷油器位置，所述缸压检测传感器用于采集所述汽缸的压力数据，并通过线束将所述压力数据发送给所述主机；

所述方法包括以下步骤：

在内燃机运转过程中在指定时间段内通过所述缸压检测传感器多次采集所述汽缸的压力数据；

根据采集到的所述压力数据获取多个压力峰值；

根据所述多个压力峰值获得并输出压力峰值平均值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述压力峰值平均值与预置的汽缸压力指定值进行比较，若小于所述指定值则提示汽缸密闭性出现问题。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

驱动起动机拖动内燃机运转，以进行所述检测。

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