CN108710936A - 无极可变发动机信号盘齿数电子转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无极可变发动机信号盘齿数电子转换器。该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器包括：传感器，设置在飞轮或信号盘的侧面，用于检测到单位时间内通过的飞轮(或信号盘)齿数；以及齿数电子转换器，其输入端通过信号线与所述传感器连接，其输出端与整车仪表输入端连接；该齿数电子转换器包括：PLC模块和调试标定板，所述PLC模块具有高速计数模块和齿数比(简称齿比)参数设置模块，所述高速计数模块对发动机齿数进行高速计数，再通过齿比参数计算模块的计算，最终输出整车仪表需要的发动机齿数。该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器在不改变新发动机状态及仪表参数情况下实现了任意齿数转换，降低了替换成本。
Description
技术领域
本发明是关于发动机领域，特别是关于一种无极可变发动机信号盘齿数电子转换器。
背景技术
目前国内发动机开发及制造技术已经发展到一定程度，国产发动机无论是从性能、排放还是可靠性上基本上已经可以与进口发动机相媲美，而价格上却有很大的优势，而且还具有产品型谱全、维修配件便利以及服务及时等优势。进口发动机相对于国产发动机而言，往往维修的费用比更换新国产发动机还要昂贵，所以目前大多数用户的做法是当原装进口发动机发生严重故障或达到报废程度时直接采用国产发动机进行替换。
每台发动机均需要对外部设备输出自身的当前运行状态，包括当前转速、负荷、温度等等，飞轮齿数是发动机产生脉冲信号并对外输出转速的重要零部件之一。整车仪表需要检测到单位时间内通过传感器(安装)位置的飞轮齿数，再通过设定好的发动机飞轮齿圈总齿数来计算发动机的当前转速。特别是在带液压装置的工程机械应用中如推土机、挖掘机、叉车等等，这类机器在工作时，必须要精确获取发动机当前转速以建立适当的液压油压力，发动机在低转速工况下运行时是不允许建立较高液压的，否则会导致发动机过载熄火从而导致安全事故发生。
然而，不同的发动机厂商或不同的发动机型号飞轮齿数各不相同，设计时是根据发动机转动惯量、飞轮与起动机轮径比等等来确定飞轮齿数的。所以并不能要求统一、目前对于齿数也没有相应的国标或行标规定。当整车需要更换新发动机时，发动机飞轮齿圈齿数必须与原车上仪表内设置的参数匹配才能(计算)获得精确的发动机转速。
然而，在更换发动机时往往遇到飞轮齿数与原机不一致，无法正常工作的难题、对此难题一般有如下方法可以解决：
1、通过特殊渠道获得修改仪表设置权限进行修改。
优点：操作简单，无需改动硬件，成本低。
缺点：进口整车、而且要替换其发动机，厂家一般不会授权修改。另外，工程机械达到了报废年限，多数为二手甚至三手车、已经无法获知原厂服务网络，也无法获得技术支持。
2、额外增加信号盘，部分经销商在发动机上额外增加了一个能满足整车需要的信号盘，根据原机齿数与所需要输出的齿数比来制作信号盘额外地输出给整车。
优点：无需修改仪表参数及新发动机飞轮齿圈。
缺点：改变了原机状态，由于要与曲轴/凸轮轴相关联并可靠连接、故不一定有合适的安装点。另外，个人加工的信号盘及传动齿轮在发动机高速运行时存在一定的安全隐患。另外经销商还需要具备较强的技术实力才能做到。
3、特制专用飞轮，即为了替换某款发动机专门量身定制与整车原装机对应的飞轮。
优点：直接可以替换原机，安全隐患小。
缺点：由于替换机毕竟量少，制造成本很高，而且生产周期较长。另外，飞轮的设计需要考虑整机的转运惯量、动平衡等问题，随意更改对原发动机性能有一定影响，而且必须是发动机厂家才能做到、一般用户或经销商无法做到。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器在不改变新发动机状态及仪表参数情况下实现了任意齿数转换，降低了替换成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，包括：传感器，设置在飞轮或信号盘的侧面，用于检测到单位时间内通过的飞轮齿数；以及齿数转换器，其输入端通过信号线与所述传感器连接，其输出端与整车仪表连接；该齿数转换器包括：PLC模块和调试标定板，所述PLC模块具有高速计数模块和齿比参数计算模块，所述高速计数模块对发动机齿数进行高速计数，再通过齿比参数计算模块的计算，最终输出整车仪表需要的发动机齿数；所述调试标定板具有数码显示功能，并设计有四个功能按键。
在一优选的实施方式中，传感器采用NPN型开关型霍尔传感器。
在一优选的实施方式中，信号线具有带屏蔽层。
在一优选的实施方式中，NPN型开关型霍尔传感器的电压为2 4V～28V，响应性频率为20K Hz；所述PLC模块的电压为24～30V，高速计数模块的频率为10K～15K Hz。
与现有技术相比，根据本发明的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器具有如下有益效果：该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器在不改变新发动机状态及仪表参数情况下，利用PLC高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过编程计算，最终输出仪表需要的发动机齿数(齿/转)，可以对转换器进行齿比设置实现了任意齿数转换，降低了替换成本，一致性好；对新发动机及原车仪表均无需改动、减少了人力成本。体积小巧、轻便、方便安装布置。可以无极任意变齿数、应用范围广。自带“齿比”参数显示，设置方法简单、可靠、直观。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器的布置连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明优选实施方式的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器在不改变新发动机状态及仪表参数情况下，利用PLC高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过编程计算，最终输出仪表需要的发动机齿数(齿/转)，完美地解决了以上问题、而且可以对转换器进行齿比设置实现了任意齿数转换的理想的应用效果。
该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器的具体结构包括：传感器1和齿数转换器2，其中，传感器1用于检测到单位时间内通过传感器(安装)位置的飞轮4的齿数，然后将检测数据传输给齿数转换器2，利用齿数转换器2的PLC高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过编程计算，最终输出仪表需要的发动机齿数(齿/转)，降低了替换成本，一致性好；对新发动机及原车仪表均无需改动、减少了人力成本。体积小巧、轻便、方便安装布置。可以无极任意变齿、应用范围广。自带“齿比”参数显示，设置方法简单、可靠、直观。
具体来讲，传感器1采用NPN型开关型霍尔传感器，设置在飞轮侧面，用于检测到单位时间内通过传感器(安装)位置的飞轮齿数。该NPN型开关型霍尔传感器的电压为2 4V～28V，响应性为20K Hz。
齿数转换器2包括：PLC模块和调试标定板，其中，PLC模块具有高速计数模块和速比参数计算模块，高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过速比参数计算模块的计算，最终输出仪表需要的发动机齿数(齿/转)。优选的，PLC模块的电压为24～30V，高速计数模块的频率为10K～15K Hz。
调试标定板具有数码显示功能，并设计有四个按键分别为“MODE”(模式)/“UP”(升)/“DOUN”(减)/RST(复位)。其中需要调整的齿比值(K)是通过中间两个“UP”(加)/“DOUN”(减)来实现。
齿比计算K：
K＝N1÷N0
N1：新发动机飞轮齿数(发动机旋转一周通过传感器位置处的总齿数)
N0：原发动机飞轮齿数(原动机旋转一周通过传感器位置处的总齿数)
举例：整车原机飞轮(信号盘)齿数为35个齿(由此可知原车仪表内参数也设置是35齿)，现用105齿的飞轮的新发动机进行替换，由K＝N1÷N0计算可知同样旋转一周齿数比是K＝105/35＝3，则将无极可变齿数转速器上速比参数K设置为3即可输出每旋转一周输出35个齿到仪表输入端。
传感器1通过带屏蔽的信号线与齿数转换器2的输入端连接，齿数转换器2的输出端与整车仪表3连接，将检测到的单位时间内通过传感器(安装)位置的飞轮齿数传输给齿数转换器2，再利用齿数转换器2的PLC高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过编程计算，最终输出整车仪表需要的发动机齿数(齿/转)。该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器的制造成本低，一致性好；对新发动机及原车仪表均无需改动、减少了人力成本。体积小巧、轻便、方便安装布置。
综上，该无极可变发动机信号盘齿数电子转换器在不改变新发动机状态及仪表参数情况下，利用PLC高速计数模块对新发动机齿数进行高速计数，再通过编程计算，最终输出仪表需要的发动机齿数(齿/转)，可以对转换器进行齿比设置实现了任意齿数转换，降低了替换成本。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (4)
1.一种无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，其特征在于，包括：
传感器，设置在飞轮或信号盘的侧面，用于检测到单位时间内通过的飞轮齿数；以及齿数转换器，其输入端通过信号线与所述传感器连接，其输出端与整车仪表连接；该齿数转换器包括：PLC模块和调试标定板，所述PLC模块具有高速计数模块和速比参数计算模块，所述高速计数模块对发动机齿数进行高速计数，再通过速比参数计算模块的计算，最终输出整车仪表需要的发动机齿数；所述调试标定板具有数码显示功能，并设计有四个功能按键。
2.如权利要求1所述的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，其特征在于，所述传感器采用NPN型开关型霍尔传感器。
3.如权利要求1所述的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，其特征在于，所述信号线具有带屏蔽层。
4.如权利要求1所述的无极可变发动机信号盘齿数电子转换器，其特征在于，所述NPN型开关型霍尔传感器的电压为2 4V～28V，响应性频率为20K Hz；所述PLC模块的电压为24～30V，高速计数模块的频率为10K～15K Hz。
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2018
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