CN106802124A - 一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置和测量方法，测量装置包括数据采集处理器、电脑、张紧轨以及支撑张紧轨的张紧轨支架，安装在张紧轨支架上的金属导体，固定在发动机侧罩上的位移传感器，张紧器柱塞顶在张紧轨上，数据采集处理器分别与位移传感器和电脑电连接。本发明可实时检测发动机正时链条在不同工况下的张紧器柱塞位移量波动情况，进而了解被测链系统工作情况，有助于检验发动机张紧器的工作性能，为满足发动机高性能需求提供保障。

Description

一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置及测量方法

技术领域

本发明属于机械设备领域，具体涉及一种检测发动机运转过程中正时链系统张紧器柱塞位移量的测量装置及测量方法。

背景技术

张紧器是汽车发动机正时系统上常用的保持装置，张紧器的作用是使正时链条在传动过程中可保持一个相对稳定的张紧力，同时可以吸收和补偿链条在工作过程中受力变形等原因产生的伸缩量。从而避免正时链条发生跳齿或脱齿等失效问题的发生，并能够减小链条的振幅和噪音，减轻链轮和链条磨损。

张紧器的结构多种多样，主要分为液压式张紧器和机械式张紧器，发动机运转时，链条处于高速运转状态，如何实时检测张紧器柱塞的位移量变化对于发动机性能检测至关重要。

现有技术已提出了测量张紧器柱塞位移的方法，例如专利号为“201310174999.7”所提供的“张紧器位移测量装置”，其位移传感器安装在张紧器上，拉杆与柱塞固定连接，能够实时测量张紧器柱塞位移量的大小和变化规律，但其传感器的安装及调试较为麻烦，而且当发动机张紧器安装空间较小时，不易安装传感器，因此此方法对于不同型号发动机的通用性较差。发动机运转时，链条处于高速运转状态，如果把传感器拉杆连接在柱塞上，导线连接不稳定，也容易影响传感器功能。

发明内容

为了解决现有技术中传感器的安装及调试较为麻烦的技术问题，本发明提供一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，可实时检测发动机正时链条在不同工况下的张紧器柱塞位移量波动情况，进而了解被测链系统工作情况，有助于检验发动机张紧器的工作性能，为满足发动机高性能需求提供保障。

一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，包括数据采集处理器、电脑、张紧轨以及支撑张紧轨的张紧轨支架，安装在张紧轨支架上的金属导体，固定在发动机侧罩上的位移传感器，张紧器柱塞顶在张紧轨上，数据采集处理器分别与位移传感器和电脑电连接。

优选的是，电脑内设置信号接收模块、信号转换模块及显示模块，信号接收模块分别与数据采集处理器和信号转换模块电连接，信号转换模块与显示模块电连接。信号接收模块接收数据采集处理器的信号，并送至信号转换模块，进行转换后，利用显示模块显示。

优选的是，位移传感器为非接触式电涡流位移传感器。

优选的是，位移传感器在张紧轨不动的时候正对金属导体。

优选的是，金属导体固定在距离张紧轨固定位置处，张紧轨绕固定位置转动，金属导体随之转动，通过金属导体移动的位置可计算出张紧器柱塞移动的距离。

张紧轨的摆动反映柱塞的位移量；金属导体安装在张紧轨支架上，随张紧轨的摆动而摆动；位移传感器固定在发动机侧罩上，正对金属导体，张紧轨的摆动带动金属导体的摆动，使金属导体与传感器探头之间的距离不断变化，形成脉冲信号经过数据采集处理器输出电压信号，再通过电脑上的专用软件发动机动态性能检测软件直接显示出位移曲线。该曲线即为换算之后的张紧器柱塞位移量曲线。

为了测量发动机张紧器柱塞位移量在各个转速下的波动情况，本发明提供了实时测量发动机张紧器柱塞位移量的方法。

具体的方法是：

设置一数据采集处理器，一位移传感器和一金属导体；所述位移传感器在金属导体不动的时候正对着金属导体，金属导体转动时，位移传感器和金属导体间形成一定的距离；

设置一电脑，所述电脑内设置信号接收模块、信号转换模块及显示模块，信号接收模块分别与数据采集处理器和信号转换模块电连接，信号转换模块与显示模块电连接；所述数据采集处理器分别与位移传感器和信号接收模块电连接；

所述数据采集处理器内的高频振荡电流通过延伸电缆流入位移传感器线圈，在位移传感器线圈中产生交变的磁场，金属导体在该交变的磁场中作切割磁力线运动时产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与位移传感器线圈方向相反的交变磁场，数据采集处理器将位移传感器线圈与金属导体距离的变化转化成电压或电流的变化输出。

根据法拉第电磁感应原理，金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流。数据采集处理器中高频振荡电流通过延伸电缆流入位移传感器线圈，在位移传感器线圈中产生交变的磁场。当被测金属导体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与位移传感器线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使位移传感器线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，在可以控制的条件下，线圈的特征阻抗是位移传感器线圈与金属导体的距离的单值函数，可以选取它近似为线性的一段。于此，通过数据采集处理器电子线路的处理，将线圈阻抗的变化，即位移传感器线圈与金属导体的距离的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化。

当金属导体随张紧轨转动时，金属导体与传感器探头的距离不断变化，金属表面产生感应电流，引起振荡电压幅度的变化，而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转化成电压变化，最终完成位移转换成电压。电脑输出的是经过换算后的金属导体位移的变化，从而计算出张紧器柱塞的位移变化量。

本发明通过位移传感器实时的检测张紧轨的摆动量，推算出张紧器柱塞位移量的变化。本发明可实时检测发动机正时链条在不同工况下的张紧器柱塞位移量波动情况，进而了解被测链系统工作情况，有助于检验发动机张紧器的工作性能，为满足发动机高性能需求提供保障。

附图说明

图1是本发明一个实施例的整体结构示意图；

图中标注：

1.位移传感器；2.金属导体；3.张紧轨；4.张紧器；5.数据采集处理器；6.电脑。

具体实施方式

本测量装置由金属导体2、位移传感器1、张紧轨3、数据采集处理器5和电脑6四部分组成，位移传感器1为非接触式电涡流位移传感器，安装于发动机的侧罩上，金属导体2为圆柱形金属薄片，安装在链系统的张紧轨支架上，张紧轨支架支撑张紧轨3与张紧轨3连接在一起，张紧轨3摆动时带动金属导体2移动，张紧轨3不动时位移传感器1探头正对金属导体2，张紧轨3摆动时带动金属导体2摆动，使金属导体2与位移传感器1探头问的距离发生变化，位移传感器1能准确测量金属导体2与位移传感器1探头端面之间的动态的相对位移变化。

如图1所示，链系统运转时，由于链条的跳动以及张力的关系使得张紧轨3绕上端固定点转动，张紧器4柱塞也随之伸缩，因此张紧器柱塞4位移量与张紧轨3的摆动量存在相对应的几何关系。通过位移传感器1实时的检测，可以监测张紧轨3摆动量的变化，从而推算出张紧器4柱塞位移量的变化。本张紧器4柱塞位移量测量装置可准确地测出发动机不同转速下张紧轨3的摆动量，进而推算出张紧器4柱塞位移量的大小及其变化曲线。

Claims (6)

1.一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，其特征在于：所述测量装置包括数据采集处理器、电脑、张紧轨以及支撑张紧轨的张紧轨支架，安装在张紧轨支架上的金属导体以及固定在发动机侧罩上的位移传感器，张紧器柱塞顶在张紧轨上，数据采集处理器分别与位移传感器和电脑电连接。

2.如权利要求1所述一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，其特征在于：电脑内设置信号接收模块、信号转换模块及显示模块，信号接收模块分别与数据采集处理器和信号转换模块电连接，信号转换模块与显示模块电连接。

3.如权利要求1所述一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，其特征在于：位移传感器为非接触式电涡流位移传感器。

4.按照权利要求1所述一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，其特征在于：位移传感器在张紧轨不动的时候正对着金属导体。

5.按照权利要求1所述一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量装置，其特征在于：金属导体固定在距离张紧轨固定位置处，张紧轨绕固定位置转动，金属导体随之转动。

6.一种发动机链系统张紧器柱塞位移量测量方法，其特征在于：

设置一数据采集处理器，一位移传感器和一金属导体；所述位移传感器在金属导体不动的时候正对着金属导体，金属导体转动时，位移传感器和金属导体间形成一定的距离；

设置一电脑，所述电脑内设置信号接收模块、信号转换模块及显示模块，信号接收模块分别与数据采集处理器和信号转换模块电连接，信号转换模块与显示模块电连接；所述数据采集处理器分别与位移传感器和信号接收模块电连接；

所述数据采集处理器内的高频振荡电流通过延伸电缆流入位移传感器线圈，在位移传感器线圈中产生交变的磁场，金属导体在该交变的磁场中作切割磁力线运动时产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与位移传感器线圈方向相反的交变磁场，数据采集处理器将位移传感器线圈与金属导体距离的变化转化成电压或电流的变化输出。