CN112284746A - 一种发动机测试系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机检测技术领域，公开了一种发动机测试系统及其操作方法。系统包括测试台架，测试台架还连接有PLC控制器，PLC控制器与工业计算机连接；系统还包括气象站、电源和无线扫描枪。本发明还提供了一种发动机测试系统操作方法，具体步骤包括：预装发动机；测试冷却水系统；对接燃油系统的喷射单元和排气系统；启动发动机并怠速运行；第一次换挡测试；循环测试；第二次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试；发动机热机启动测试；关闭发动机；排除发动机内冷却水；移走发动机，测试完成。采用本发明的方案测试效率高、精度好；能及时准确供油，降低尾气排放和噪音污染；本发明的测试系统结构简单，成本低，便于操作，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及发动机检测技术领域，具体涉及一种发动机测试系统及其操作方法。
背景技术
发动机是作为车辆的动力装置，其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过传动系驱动车轮使车辆行驶。在发动机批量生产之前，需要通过发动机测试系统对样机进行模拟测试，以了解发动机各项性能，有效验证发动机在进入总装前的合格性，同时确保发动机在装车前各电气及机械部件可以正常工作。
发动机测试作为发动机出厂前的重要检测环节,对发动机的设计具有重要的反馈作用,测试系统精度的高低直接影响发动机的性能评判。传统的测试系统都是在发动机燃烧做功的情况下测试发动机的各项参数,从而判断发动机的零部件以及装配是否合格。传统的测试系统普遍存在测试效率低、系统成本高、测试精度差以及噪音、尾气等环境污染问题，不适合现代化发动机生产线的需求。
基于上述问题可知，本领域亟需提出一种新的发动机测试系统，以解决发动机测试系统的测试效率低、系统成本高、测试精度差以及噪音、尾气等环境污染等问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种发动机测试系统及其操作方法，其测试效率高、精度好；能及时准确供油，降低尾气排放和噪音污染；本发明的测试系统结构简单，成本低，便于操作，实用性强。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种发动机测试系统，系统包括测试台架，测试台架连接有供油部分、冷却部分、启动部分、油门部分、输出轴负载、磁电机负载、ECU控制器和尾气分析部分；所述测试台架还连接有PLC控制器，PLC控制器接口与工业计算机连接；
所述供油部分、冷却部分、启动部分、油门部分、输出轴负载、磁电机负载、ECU控制器和尾气分析部分均设置有传感器，所述传感器均与PLC控制器接口相连；系统工作时，PLC控制器通过传感器先采集系统中的各部分数据，再将采集的数据传输给工业计算机；
系统还包括气象站、电源和无线扫描枪，气象站、电源和无线扫描枪均连接到工业计算机，且直接将数据传输给工业计算机；工业计算机对采集的数据进行分析，判定待检测发动机是否合格以及检测测试系统是否异常。
本发明还提供了一种发动机测试系统操作方法，具体步骤包括：
S100：预装待检测发动机，通过无线扫描枪扫描待检测发动机物料及待检测发动机号码，明确待检测发动机身份，然后将待检测的待检测发动机吊装到检测台架并进行装夹；
S200：测试冷却水系统，启动冷却水系统，测试回路中冷却水是否有泄露、压差是否异常；
S300：对接燃油系统的喷射单元和排气系统；
S400：启动待检测发动机，并怠速运行，观察是否声音异常、或是否有泄露；
S500：第一次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常；
S600：循环测试，按照预设油门供油量和转速进行测试；
S700：第二次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常；
S800：待检测发动机热机启动测试，在热机状态下，启动待检测发动机，观察是否出现异常；
S900：关闭待检测发动机，移除燃油系统喷射单元和排气系统；
S1000：排除待检测发动机内冷却水；
S1100：移走待检测发动机，测试完成。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的PLC控制器的数据采集系统可采集发动机和测试系统其他部分的参数，在实现实时监测整个系统的状态的同时对发动机进行性能测试，大大提高了工作效率高。
（2）本发明的系统能实现能及时准确供油，降低尾气排放；良好的隔音系统可进一步降低噪音污染。
（3）传统的测试系统采集的输出轴负载的信号为电压信号，而本发明采集的是频率信号，与传统的电压信号相比，频率信号抗干扰能力强，准确性更好。
（4）本发明系统结构简单，成本低，测试方法易于操作，实用性强。
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，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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附图：
图1是本发明系统的一种整体结构示意图。
图2是本发明系统的一种通讯示意图。
图3是本发明系统供水部分的一种结构示意图。
图4是本发明系统供油部分的一种结构示意图。
图中，1.测试台架；2.供油部分；3.冷却部分；4.启动部分；5.油门部分；6.输出轴负载；7.磁电机负载；8.ECU控制器；9.尾气分析部分；10.PLC控制器；11.工业计算机；12.气象站；13.电源；14.无线扫描枪；15.交换机；16曲轴转速模块；17.电参表；18.温控表；19.ECU点火系统；20.稳压启动电源；21.离合伺服；22.滑台伺服；23.油门伺服；24.测试台系统；25.隔音房系统；26.变频器；27.水箱；28.待检测发动机；29.油箱；30.供油油泵；31.排油油泵。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种发动机测试系统，系统包括测试台架1，测试台架1连接有供油部分2、冷却部分3、启动部分4、油门部分5、输出轴负载6、磁电机负载7、ECU控制器8和尾气分析部分9；所述测试台架1还连接有PLC控制器10，PLC控制器10接口与工业计算机11连接。所述供油部分2、冷却部分3、启动部分4、油门部分5、输出轴负载6、磁电机负载7、ECU控制器8和尾气分析部分9均设置有传感器，传感器均与PLC控制器10接口相连；且工业计算机11与PLC控制器10之间可双向传输信号，在待检测发动机28的实际测试过程中，PLC控制器10通过传感器先采集系统中的各部分数据，再将采集的数据传输给工业计算机11。工业计算机11在对系统传输的数据进行分析计算后可发送指令给PLC控制器10，PLC控制器10执行命令，实现对于供油部分2、冷却部分3、启动部分4、油门部分5、输出轴负载6、磁电机负载7、ECU控制器8和尾气分析部分9的控制。
系统还包括气象站12、电源13和无线扫描枪14，气象站12、电源13和无线扫描枪14均连接到工业计算机11，且直接将数据传输给工业计算机11。本发明中的电源13优选USP电源13，采用UPS电源13可消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等电源13污染，改善电源13质量，为测试系统提供高质量的电源13。
工业计算机11对采集的数据进行分析，判定待检测发动机28是否合格以及检测测试系统是否异常。
进一步地，所述PLC控制器10采集输出轴负载6的信号为频率信号，PLC控制器10将频率信号传输给工业计算机11，工业计算机11通过频率信号计算输出轴负载6的扭矩。传统的测试系统采集的输出轴负载6的信号为电压信号，而本发明采集的是频率信号；与传统的电压信号相比，频率信号抗干扰能力强，准确性更好。
进一步地，如图2所示，系统还包括通讯部分，系统通讯部分包括工业计算机11和交换机15；其中，工业计算机11与交换机15连接，工业计算机11向交换机15单向传输信号；且工业计算机11还与曲轴转速模块16、电参表17、温控表18、扫描枪、ECU点火系统19、尾气分析部分9、气象站12和稳压启动电源20相连接。曲轴转速模块16、电参表17、温控表18和气象站12与工业计算机11之间采用RS485串口连接；扫描枪、尾气分析部分9和稳压启动电源20与工业计算机11之间采用RS232串口连接；ECU点火系统19与工业计算机11之间采用CAN总线连接。
所述交换机15与离合伺服21、滑台伺服22、油门伺服23、测试台系统24、隔音房系统25和变频器26相连。所述测试台系统24和隔音房系统25与交换机15之间分别通过测试台系统24内的PLC控制器1和隔音房系统25内的PLC控制器2连接；所述变频器26采用S120变频器26。
进一步地，如图3所示，所述冷却部分3为冷却水系统，其包括水箱27，以及与水箱27连接的冷却水输送管路和冷却水回收管路；
所述冷却水输送管路包括水箱27进水管路和水箱27出水管路，其中，水箱27出水管路、水箱27和冷却水回收管路之间串联形成一个闭合的回路；采用上述连接方式可保证水箱27内的水处于流动状态，避免外界气温低导致水箱27里的冷却水结冰；还可以使得水箱27内的水运动起来，间接起到加热的效果，保证冷却水流经待检测发动机28时带有一定温度，方便待检测发动机28内的润滑油形成油膜。
所述水箱27出水管路、待检测发动机28、冷却水回收管路和水箱27之间串联形成一个闭合的回路；采用上述连接方式可将经过待检测发动机28的冷却水进行回收。
待检测发动机28出水管路上还连接有气压调节部分，其气压调节部分由并联方式连接的高压部分和低压部分组成；待检测发动机28测试完成后可打开高压部分或低压部分，压缩空气通过待检测发动机28的出水管路和冷却水回收管路将残留在管路上的水被高压气体吹回水箱27内。此外，本发明所采用的水箱27和供水水泵分别优选水箱SX和供水水泵MA2。
进一步地，如图4所示，所述供油部分2为燃油系统，其包括油箱29，以及与油箱29连接的燃油输送管路和燃油回收管路。
燃油输送管路和燃油回收管路上分别连接有供油油泵30和排油油泵31，所述供油油泵29与排油油泵31两端均连接油箱29和待检测发动机28，即供油油泵30与排油油泵31之间为并联关系；系统工作时，供油油泵30将油箱29内的燃油泵送到待检测发动机28内，待检测发动机28测试完成后，排油油泵31将待检测发动机28内残留的燃油抽出输送回油箱29内。此外，本发明所采用的油箱29、供油油泵30和排油油泵31分别优选油箱YX、供油油泵MC1和排油油泵MB1。
本发明还提出了一种待检测发动机28测试系统操作方法，具体步骤包括：
S100：预装待检测发动机28，通过无线扫描枪14扫描待检测发动机28物料及待检测发动机28编码，明确待检测待检测发动机28身份，然后将待检测的待检测发动机28吊装到检测台架并进行装夹。
S200：测试冷却水系统，启动冷却水系统，测试回路中冷却水是否有泄露、压差是否异常。测试冷却水系统时向水箱27内加注防冻液，加注率为25L/min。对冷却系统加压1.2bar，使冷却液在冷却系统中加速循环流动，目视检查确认冷却液是否泄露。
需要注意的是，在加注防冻液前,应使用水箱27清洗剂浸泡水箱27一个小时,再将清洗液排放,然后用软化水反复冲洗2～3次,以清除待检测发动机28冷却系统中原积存的水垢,冲洗完后才能加注防冻液。防冻液可保护待检测发动机28正常良好运行，在待检测发动机28水箱27内循环，起到防冻、防沸、防锈、防腐蚀等效果。
S300：对接燃油系统的喷射单元和排气系统，打开点火。
S400：启动待检测发动机28，并怠速运行。观察是否声音异常、或是否有泄露。在检查异常声音和气密性时可通过手动并目视的方式进行检查。
S500：第一次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常。在本发明中，换挡测试时可将所有档位挂一遍即1～6档，6～1档，然后挂到5档做循环测试。
S600：循环测试，按照预设油门供油量和转速进行测试。
S700：第二次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常。在进行第二次换档测试时，可手动减档至空档进行测试循环，测试循环后将待检测发动机28怠速。
S800：待检测发动机28热机启动测试，在热机状态下，启动待检测发动机28，观察是否出现异常。
S900：关闭待检测发动机28，移除燃油系统喷射单元和排气系统。
S1000：排除待检测发动机28内冷却水。排出待检测发动机28内的冷却水后的残留冷却水采用气压调节部分进行排出，待检测发动机28测试完成后可打开高压部分或低压部分，压缩空气通过待检测发动机28的出水管路和冷却水回收管路将残留在管路上的水被高压气体吹回水箱27内。
S1100：移走待检测发动机28，测试完成。
此外，在上述操作方法中，步骤S200～步骤S400在六档状态下进行测试，目的是在待检测发动机28极限转速下进行测试，以达到最佳的测试效果。步骤S500、步骤S600和步骤S800在五档状态下进行测试。各个步骤的测试实现可按照实际需求进行调整。
采用本发明的测试系统及其操作方法具有如下有益效果：PLC控制器10的数据采集系统可采集发动机和测试系统其他部分的参数，在实现实时监测整个系统的状态的同时对发动机进行性能测试，大大提高了工作效率高；本发明的系统能实现能及时准确供油，降低尾气排放和噪音污染；传统的测试系统采集的输出轴负载6的信号为电压信号，而本发明采集的是频率信号，与传统的电压信号相比，频率信号抗干扰能力强，准确性更好；本发明系统结构简单，成本低，测试方法易于操作，实用性强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种发动机测试系统，系统包括测试台架（1），测试台架（1）连接有供油部分（2）、冷却部分（3）、启动部分（4）、油门部分（5）、输出轴负载（6）、磁电机负载（7）、ECU控制器（8）和尾气分析部分（9）；所述测试台架（1）还连接有PLC控制器（10），PLC控制器（10）接口与工业计算机（11）连接；
所述供油部分（2）、冷却部分（3）、启动部分（4）、油门部分（5）、输出轴负载（6）、磁电机负载（7）、ECU控制器（8）和尾气分析部分（9）均设置有传感器，所述传感器均与PLC控制器（10）接口相连；系统工作时，PLC控制器（10）通过传感器先采集系统中的各部分数据，再将采集的数据传输给工业计算机（11）；
系统还包括气象站（12）、电源（13）和无线扫描枪（14），气象站（12）、电源（13）和无线扫描枪（14）均连接到工业计算机（11），且直接将数据传输给工业计算机（11）；工业计算机（11）对采集的数据进行分析，判定待检测发动机（28）是否合格以及检测测试系统是否异常。
2.根据权利要求1所述的发动机测试系统，其特征在于，所述PLC控制器（10）采集输出轴负载（6）的信号为频率信号，PLC控制器（10）将频率信号传输给工业计算机（11），工业计算机（11）通过频率信号计算输出轴负载（6）的扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的发动机测试系统，其特征在于，系统还包括通讯部分，系统通讯部分包括工业计算机（11）和交换机（15）；其中，工业计算机（11）与交换机（15）连接，工业计算机（11）向交换机（15）单向传输信号；且工业计算机（11）还与曲轴转速模块（16）、电参表（17）、温控表（18）、扫描枪、ECU点火系统（19）、尾气分析部分（9）、气象站（12）和稳压启动电源（20）相连接；所述交换机（15）与离合伺服（21）、滑台伺服（22）、油门伺服（23）、测试台系统（24）、隔音房系统（25）和变频器（26）相连。
4.根据权利要求1或2所述的发动机测试系统，其特征在于，所述冷却部分（3）为冷却水系统，冷却水系统包括水箱（27），以及与水箱（27）连接的冷却水输送管路和冷却水回收管路；所述冷却水输送管路包括水箱（27）进水管路和水箱（27）出水管路，其中，水箱（27）出水管路、水箱（27）和冷却水回收管路之间串联形成一个闭合的回路；所述水箱（27）出水管路、待检测发动机（28）、冷却水回收管路和水箱（27）之间串联形成一个闭合的回路；待检测发动机（28）出水管路上还连接有气压调节部分，其气压调节部分由并联方式连接的高压部分和低压部分组成。
5.根据权利要求3所述的发动机测试系统，其特征在于，所述冷却部分（3）为冷却水系统，冷却水系统包括水箱（27），以及与水箱（27）连接的冷却水输送管路和冷却水回收管路；所述冷却水输送管路包括水箱（27）进水管路和水箱（27）出水管路，其中，水箱（27）出水管路、水箱（27）和冷却水回收管路之间串联形成一个闭合的回路；所述水箱（27）出水管路、待检测发动机（28）、冷却水回收管路和水箱（27）之间串联形成一个闭合的回路；待检测发动机（28）出水管路上还连接有气压调节部分，其气压调节部分由并联方式连接的高压部分和低压部分组成。
6.根据权利要求1、2或5所述的发动机测试系统，其特征在于，所述供油部分（2）为燃油系统，其包括油箱（29），以及与油箱（29）连接的燃油输送管路和燃油回收管路；燃油输送管路和燃油回收管路上分别连接有供油油泵（30）和排油油泵（31），所述供油油泵（30）与排油油泵（31）两端均连接油箱（29）和待检测发动机（28）；系统工作时，供油油泵（30）将油箱（29）内的燃油泵送到待检测发动机（28）内，待检测发动机（28）测试完成后，排油油泵（31）将待检测发动机（28）内残留的燃油抽出输送回油箱（29）内。
7.根据权利要求3所述的发动机测试系统，其特征在于，所述供油部分（2）为燃油系统，其包括油箱（29），以及与油箱（29）连接的燃油输送管路和燃油回收管路；燃油输送管路和燃油回收管路上分别连接有供油油泵（30）和排油油泵（31），所述供油油泵（30）与排油油泵（31）两端均连接油箱（29）和待检测发动机（28）；系统工作时，供油油泵（30）将油箱（29）内的燃油泵送到待检测发动机（28）内，待检测发动机（28）测试完成后，排油油泵（31）将待检测发动机（28）内残留的燃油抽出输送回油箱（29）内。
8.根据权利要求4所述的发动机测试系统，其特征在于，所述供油部分（2）为燃油系统，其包括油箱（29），以及与油箱（29）连接的燃油输送管路和燃油回收管路；燃油输送管路和燃油回收管路上分别连接有供油油泵（30）和排油油泵（31），所述供油油泵（30）与排油油泵（31）两端均连接油箱（29）和待检测发动机（28）；系统工作时，供油油泵（30）将油箱（29）内的燃油泵送到待检测发动机（28）内，待检测发动机（28）测试完成后，排油油泵（31）将待检测发动机（28）内残留的燃油抽出输送回油箱（29）内。
9.一种发动机测试系统操作方法，具体步骤包括：
S100：预装待检测发动机（28），通过无线扫描枪（14）扫描待检测发动机（28）物料及待检测发动机（28）编码，明确待检测待检测发动机（28）身份，然后将待检测的待检测发动机（28）吊装到检测台架并进行装夹；
S200：测试冷却水系统，启动冷却水系统，测试回路中冷却水是否有泄露、压差是否异常；
S300：对接燃油系统的喷射单元和排气系统；
S400：启动待检测发动机（28），并怠速运行，观察是否声音异常、或是否有泄露；
S500：第一次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常；
S600：循环测试，按照预设油门供油量和转速进行测试；
S700：第二次换挡测试，分别挂靠各个挡位进行测试，观察是否出现异常；
S800：待检测发动机（28）热机启动测试，在热机状态下，启动待检测发动机（28），观察是否出现异常；
S900：关闭待检测发动机（28），移除燃油系统喷射单元和排气系统；
S1000：排除待检测发动机（28）内冷却水；
S1100：移走待检测发动机（28），测试完成。
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