CN112555405A - 诊断前端轮系的皮带打滑的方法、前端轮系及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种诊断发动机皮带打滑的方法、前端轮系及发动机。所述诊断前端轮系的皮带打滑的方法包括以下步骤：标定皮带的打滑率限值；获取主动轮的转速；获取从动轮的转速；根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率；比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值；根据皮带与带轮的相对滑动率不小于打滑率限值，控制预警。根据本发明的方法，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系打滑，进而控制器通过警报器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

Description

诊断前端轮系的皮带打滑的方法、前端轮系及发动机

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种诊断前端轮系的皮带打滑的方法、前端轮系及发动机。

背景技术

随着整车运行里程的增加，前端轮系的张紧轮机构性能衰减或者传动皮带伸长，从而造成前端轮系中皮带张紧力减小，皮带张紧力减小使皮带的打滑率增加。现有的发动机系统难以诊断前端轮系的皮带打滑的问题，造成前端轮系的传动效率降低，同时皮带轮打滑还会产生噪音。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的发动机前端轮系的皮带打滑的难以诊断的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明第一方面提出了一种诊断前端轮系的皮带打滑的方法，所述诊断前端轮系的皮带打滑的方法包括以下步骤：

标定皮带的打滑率限值；

获取主动轮的转速；

获取从动轮的转速；

根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率；

比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值；

根据皮带与带轮的相对滑动率不小于打滑率限值，控制预警。

根据本发明实施例的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，通过设置转速传感器控制器可以获取到从动轮的转速，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系打滑，进而控制器通过警报器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

另外，根据本发明实施例的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，还可以具有如下的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述获取主动轮的转速和从动轮的转速与所述根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率包括以下步骤：

获取主动轮在t1时刻的转速n11；

获取主动轮在t2时刻的转速n12；

获取从动轮在t2时刻的转速n21；

根据主动轮的转速n12与从动轮的转速n21计算皮带与从动轮的相对滑动率。

在本发明的一些实施例中，所述标定皮带的打滑率限值包括以下步骤：

调整前端轮系使皮带处于极限松弛状态；

获取主动轮在t3时刻的转速n13；

控制主动轮在下一时刻t4的转速为n14；

获取从动轮在t4时刻的转速n24；

根据t4时刻主动轮转速n14与从动轮转速n24计算皮带与从动轮的打滑率限值S；

将t3、t4和打滑率限值S储存到控制系统中。

在本发明的一些实施例中，所述比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值包括以下步骤：

比较n11与n13、t2-t1与t4-t3；

根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14；

根据n12等于n14，获取n14的打滑率限值S；

比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值。

在本发明的一些实施例中，所述根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14还包括以下步骤：

根据n12小于n14，控制n12按其在n13至n14之间的位置比例获取打滑率限值S。

在本发明的一些实施例中，所述根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14还包括以下步骤：

根据n12大于n14，控制比较下一个n14。

在本发明的一些实施例中，所述根据主动轮转速与从动轮转速计算皮带与从动轮的相对滑动率的步骤根据以下公式进行计算：

其中，Slip为皮带与从动轮的相对滑动率；

n1为主动轮转速，r/min；

n2为从动轮转速，r/min；

d1为主动轮节圆直径，mm；

d2为从动轮节圆直径，mm。

在本发明的一些实施例中，所述比较皮带与带轮的相对滑动率与打滑率限值后还包括以下步骤：

根据皮带与带轮的相对滑动率小于打滑率限值，控制前端轮系保持运行状态。

本发明的第二发面提供了一种发动机前端轮系，所述发动机前端轮系用于实施上述任一实施例所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，所述前端轮系包括：

主动轮，所述主动轮用于连接发动机的输出轴；

从动轮，所述从动轮用于与功能装置传动连接；

皮带，所述从动轮通过所述皮带与所述主动轮传动连接；

张紧轮，所述张紧轮位于所述主动轮与所述从动轮之间，所述张紧轮压紧在所述主动轮和所述从动轮之间的所述皮带上

测量件，所述测量件用于检测所述从动轮的转速，以获得所述皮带的状态；

报警器，所述报警器用于发出报警信息；

控制器，所述控制器分别与所述测量件和所述报警器电连接。

根据本发明实施例的发动机前端轮系，通过设置转速传感器控制器可以获取到从动轮的转速，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系100的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系100打滑，进而控制器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

本发明的第三方面提供了一种发动机，所述发动机包括根据上述任一实施例所述的发动机前端轮系。

根据本发明实施例的发动机，通过设置转速传感器控制器可以获取到从动轮的转速，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系100的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系100打滑，进而控制器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限值。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的诊断前端轮系的皮带打滑的方法的流程图；

图2为本发明实施例的前端轮系的结构示意图。

附图中各标记表示如下：

100：前端轮系；

10：主动轮；

20：从动轮；

30：皮带；

40：转速传感器；

50：张紧轮。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限值。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限值。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和部段，但是，这些元件、部件、区域、层和部段不应被这些术语所限值。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，本发明第一方面提出了一种诊断前端轮系的皮带打滑的方法，所述诊断前端轮系的皮带打滑的方法包括以下步骤：

S1：标定皮带的打滑率限值；

S2：获取主动轮的转速；

S3：获取从动轮的转速；

S4：根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率；

S5：比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值；

S6：根据皮带与带轮的相对滑动率不小于打滑率限值，控制预警。

根据本发明实施例的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，再根据获取到的从动轮转速，通过公式得到前端轮系的打滑率，控制器根据打滑率大于等于标定的打滑率阈值判断前端轮系打滑，进而控制器控制预警，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

在本发明的一些实施例中，S2至S4包括以下步骤：

获取主动轮在t1时刻的转速n11；

获取主动轮在t2时刻的转速n12；

获取从动轮在t2时刻的转速n21；

根据主动轮的转速n12与从动轮的转速n21计算皮带与从动轮的相对滑动率Slip。由于皮带在主动轮转速不变的情况下，其皮带打滑的情况较好测量，而主动轮在某一时间内切换转速导致的皮带打滑难以测量，因此，本发明设置在某一时间段内主动轮切换转速，致使皮带打滑，进而获得该状态下的打滑率。

在本发明的一些实施例中，S1包括以下步骤：

调整前端轮系使皮带处于极限松弛状态；

获取主动轮在t3时刻的转速n13；

控制主动轮在下一时刻t4的转速为n14；

获取从动轮在t4时刻的转速n24；

根据t4时刻主动轮转速n14与从动轮转速n24计算皮带与从动轮的打滑率限值S；

将t3、t4和打滑率限值S储存到控制系统中。

具体地，皮带在该状态下接近打滑的极限，因此，皮带在该状态下与从动轮之间的打滑率为打滑率限值。本发明中，可以设定不同的t3和t4的值，同时，可以设置不同的n13和n14的值(如表1所示)，以在不同的间隔时间，主动轮不同的转速变化下，获得不同的打滑率限值S。另外，t4与t3之间的差值可以设置为较小的值、也可以设置为较大的值，以使主动轮在不同时间内改变转速时，均能得多与之对应的打滑率限值。表1中，0～1均为打滑率限值，本实施例中表1仅作为一个示例，具体地打滑率限值可以跟实际情况标定。

表1皮带打滑率限值MAP

在本发明的一些实施例中，S5包括以下步骤：

比较n11与n13、t2-t1与t4-t3；

根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14；

根据n12等于n14，获取n14的打滑率限值S；

比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值。

根据n12小于n14，控制n12按其在n13至n14之间的位置比例获取打滑率限值S。

根据n12大于n14，控制比较下一个n14。直至n12小于或者等于n14为止。

在本发明的一些实施例中，S4根据以下公式进行计算：

其中，Slip为皮带与从动轮的相对滑动率；

n1为主动轮转速，r/min；

n2为从动轮转速，r/min；

d1为主动轮节圆直径，mm；

d2为从动轮节圆直径，mm。

在本发明的一些实施例中，S5后还包括以下步骤：

根据皮带与带轮的相对滑动率小于打滑率限值，控制前端轮系保持运行状态。此时，皮带处于未打滑状态，无需报警或停止前端轮系运行的操作，继续为发动机传动动力。

如图2所示，本发明第二方面的实施例提出了一种前端轮系100，前端轮系100包括：主动轮10、从动轮20、皮带30、测量件50、张紧轮50、控制器和报警器(图中未示出)，具体地，主动轮10用于连接发动机的输出轴，从动轮20通过皮带30与主动轮10连接，测量件50用于测量从动轮20的转速，控制器与测量件50电连接，控制器用于获取获取从动轮20的转速，张紧轮50位于主动轮10与从动轮20之间，张紧轮50压紧在主动轮10和从动轮20之间的皮带30上，控制器与发动机电连接，控制器用于根据发动机的转速获取主动轮10的转速，控制器用于根据主动轮10的转速和从动轮20的转速计算皮带30的打滑率，警报器与控制器电连接，警报器用于发出警报。

具体地，控制器根据发动机的转速获取到主动轮10的转速，控制器根据测量件50测得的转速获取到从动轮20的转速，控制器中预先输入有主动轮的直径和从动轮的直径，再根据公式

计算皮带30打滑率。

进一步地，控制器将计算得到的打滑率与以标定的前端轮系100的皮带打滑率极限值(如表1所示)进行比较，若打滑率大于等于打滑率极限值，则前端轮系100处于打滑状态，控制器做出预警提示；若打滑率小于打滑率极限值，则前端轮系100未处于打滑状态。

根据本发明实施例的前端轮系100，通过设置转速传感器控制器可以获取到从动轮的转速，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系100的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系100打滑，进而控制器通过报警器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

在本发明的一些实施例中，测量件50靠近从动轮20设置，以获取到较为准确的从动轮20的转速，且测量件50位于皮带30形成的空间内，达到有效利用空间的目的。具体地，测量件50为转速传感器。

在本发明的一些实施例中，主动轮10为曲轴皮带轮，主动轮10通过连接结构与发动机的曲轴连接，由于主动轮10与发动机曲轴的连接关系，控制器可以根据发动机的曲轴的转速获取到主动轮10的转速，以便于计算前端轮系100的打滑率。

在本发明的一些实施例中，从动轮20用于连接外部设备，发动机将动力传递到主动轮10，主动轮10通过皮带30将动力传动到从动轮20，从动轮20将动力传递到外部设备，从而实现发动机驱动外部设备运行，以使空气压缩机可以提供压缩空气。

具体地，外部设备可以是空气压缩机、发电机、水泵等。另外，也可以根据需求连接其他需要动力的设备。

在本发明的一些实施例中，皮带30为三角带。三角带具有结构简单、使用维护方便、传动平稳、噪音低、缓冲吸振等优点。

在本发明的一些实施例中，皮带30为多锲带。多楔带又称复合三角带，它是一种新型传动带，是在平带基体下附有若干纵向三角形楔的环形带，楔形面是工作面。多契带具有传动能力大、消除带长度不匀、伸长率小且使用寿命长等优点。

本发明第三方面的实施例提出了一种发动机，发动机包括上述任实施例的前端轮系100。

根据本发明实施例的发动机，通过设置转速传感器控制器可以获取到从动轮的转速，控制器通过发动机的转速获取到主动轮的转速，进而通过公式可以得到前端轮系100的打滑率，控制器根据打滑率大于等于打滑率阈值判断前端轮系100打滑，进而控制器发出警报，以使操作人员调整张紧轮，提高前端轮系的传动效率，同时，减少因皮带打滑引起的噪音。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述诊断前端轮系的皮带打滑的方法包括以下步骤：

标定皮带的打滑率限值；

获取主动轮的转速；

获取从动轮的转速；

根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率；

比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值；

根据皮带与带轮的相对滑动率不小于打滑率限值，控制预警。

2.根据权利要求1所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述获取主动轮的转速和从动轮的转速与所述根据主动轮的转速与从动轮的转速计算皮带与从动轮的相对滑动率包括以下步骤：

获取主动轮在t1时刻的转速n11；

获取主动轮在t2时刻的转速n12；

获取从动轮在t2时刻的转速n21；

根据主动轮的转速n12与从动轮的转速n21计算皮带与从动轮的相对滑动率。

3.根据权利要求2所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述标定皮带的打滑率限值包括以下步骤：

调整前端轮系使皮带处于极限松弛状态；

获取主动轮在t3时刻的转速n13；

控制主动轮在下一时刻t4的转速为n14；

获取从动轮在t4时刻的转速n24；

根据t4时刻主动轮转速n14与从动轮转速n24计算皮带与从动轮的打滑率限值S；

将t3、t4和打滑率限值S储存到控制系统中。

4.根据权利要求3所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值包括以下步骤：

比较n11与n13、t2-t1与t4-t3；

根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14；

根据n12等于n14，获取n14的打滑率限值S；

比较皮带与从动轮的相对滑动率与打滑率限值。

5.根据权利要求4所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14还包括以下步骤：

根据n12小于n14，控制n12按其在n13至n14之间的位置比例获取打滑率限值S。

6.根据权利要求4所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述根据n11等于n13，t2-t1等于t4-t3，比较n12与n14还包括以下步骤：

根据n12大于n14，控制比较下一个n14。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述根据主动轮转速与从动轮转速计算皮带与从动轮的相对滑动率的步骤根据以下公式进行计算：

其中，Slip为皮带与从动轮的相对滑动率；

n₁为主动轮转速，r/min；

n₂为从动轮转速，r/min；

d₁为主动轮节圆直径，mm；

d₂为从动轮节圆直径，mm。

8.根据权利要求1所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，其特征在于，所述比较皮带与带轮的相对滑动率与打滑率限值后还包括以下步骤：

根据皮带与带轮的相对滑动率小于打滑率限值，控制前端轮系保持运行状态。

9.一种发动机前端轮系，其特征在于，所述发动机前端轮系用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的诊断前端轮系的皮带打滑的方法，所述前端轮系包括：

主动轮，所述主动轮用于连接发动机的输出轴；

从动轮，所述从动轮用于与功能装置传动连接；

皮带，所述从动轮通过所述皮带与所述主动轮传动连接；

张紧轮，所述张紧轮位于所述主动轮与所述从动轮之间，所述张紧轮压紧在所述主动轮和所述从动轮之间的所述皮带上

测量件，所述测量件用于检测所述从动轮的转速，以获得所述皮带的状态；

报警器，所述报警器用于发出报警信息；

控制器，所述控制器分别与所述测量件和所述报警器电连接。

10.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括根据权利要求9所述的发动机前端轮系。

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