CN114689326A - 一种发动机检测方法和检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发动机检测方法和检测装置，发动机包括曲轴和转速传感器，曲轴的端部安装有齿盘，转速传感器正对齿盘设置；发动机检测方法包括：通过转速传感器获取齿盘的转速信息；将转速信息处理为扭振幅值；若扭振幅值大于扭振设定限值，判定曲轴故障。本发明实施例中，将转速信息处理为扭振幅值，在检测到扭振幅值大于扭振设定限值时，表明曲轴扭转应力变大，曲轴损坏的风险加大，可判定曲轴发生故障，反之，判定曲轴扭转应力较小，故障风险低。该检测工作不局限于开发初期，随着发动机运转时间加长，可以实时检测发动机故障，实现发动机开关、使用过程中故障实时监控和检测。

Description

一种发动机检测方法和检测装置

技术领域

本发明实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机检测方法和检测装置。

背景技术

发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，例如常见的汽车发动机、航空发动机等。

发动机在试验台架上开发以及产品应用的过程中，需要对部件故障进行排除，其中多数部件的故障会以异常振动的形式表现。所以，通过对发动机异常振动检测可排除故障。

然而，发动机异常振动检测工作集中于开发初期，伴随着发动机运转时间加长，目前无法准确检测故障，给发动机带来极大的安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种发动机检测方法和检测装置，以解决随着发动机运转无法准确检测故障的问题。

本发明实施例提供了一种发动机检测方法，所述发动机包括曲轴和转速传感器，所述曲轴的端部安装有齿盘，所述转速传感器正对所述齿盘设置；

所述发动机检测方法包括：

通过所述转速传感器，获取所述齿盘的转速信息；

将所述转速信息处理为扭振幅值，其中，根据所述齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从所述扭振结果中提取扭振峰值，根据所述扭振峰值获取所述扭振幅值；

若所述扭振幅值大于扭振设定限值，判定所述曲轴故障。

本发明实施例还提供了一种发动机检测装置，所述发动机包括曲轴和转速传感器，所述曲轴的端部安装有齿盘，所述转速传感器正对所述齿盘设置；

所述发动机检测装置包括：

信息获取模块，用于通过所述转速传感器，获取所述齿盘的转速信息；

数据处理模块，用于将所述转速信息处理为扭振幅值，其中，根据所述齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从所述扭振结果中提取扭振峰值，根据所述扭振峰值获取所述扭振幅值；

故障判断模块，用于若所述扭振幅值大于扭振设定限值，判定所述曲轴故障。

本发明实施例中，通过转速传感器实时采集齿盘的转速信息，将转速信息处理为扭振幅值，具体的，根据齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从扭振结果中提取扭振峰值，根据扭振峰值获取扭振幅值，在检测到扭振幅值大于扭振设定限值时，表明曲轴扭转应力变大，曲轴损坏的风险加大，可判定曲轴发生故障，若扭振幅值小于或等于扭振设定限值，则表明曲轴扭转应力较小，曲轴正常工作，故障风险低。该检测工作不局限于开发初期，随着发动机运转时间加长，可以实时检测发动机故障，实现发动机开关、使用过程中故障实时监控和检测。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例提供的发动机所属设备的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种发动机检测方法的示意图；

图3是图2中步骤S2的示意图；

图4是图2的检测流程图；

图5是本发明实施例提供的另一种发动机检测方法的示意图；

图6是图5中步骤S5的示意图；

图7是图5的检测流程图；

图8是本发明实施例提供的又一种发动机检测方法的示意图；

图9是图8中步骤S7的示意图；

图10是图8中步骤S8的示意图；

图11是图8的检测流程图；

图12是本发明实施例提供的一种发动机检测装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种发动机检测方法，用于对发动机及其中零部件的异常或故障等进行实时监控和检测。发动机检测方法可通过发动机检测装置执行，该发动机检测装置可通过软件和/或硬件的方式实现。本实施例中，可选该发动机检测装置配置在发动机所属设备中，发动机检测装置与发动机电连接；在其他实施例中，还可选该发动机检测装置配置在发动机中。

参考图1所示，为本发明实施例提供的发动机所属设备的示意图。本实施例中，发动机所属设备包括发动机10和发动机检测装置20，发动机10包括曲轴11和转速传感器12，曲轴11的端部安装有齿盘13，转速传感器12正对齿盘13设置。

本实施例中，发动机10和发动机检测装置20分开设置，且发动机检测装置20与发动机10电连接。在其他实施例中，还可选发动机检测装置配置在发动机中。可以理解，相关从业人员可根据产品所需，合理设计发动机所属设备中发动机和发动机检测装置的相对位置、附属方式及其连接方式，不限于图1所示。以发动机所属设备为汽车为例，发动机检测装置可选为汽车的电子控制装置，发动机可选为汽车发动机。

发动机10包括发动机本体10a、曲轴11和转速传感器12。曲轴11是发动机10中最重要的部件，用于承受发动机10的燃料燃烧产生的力，并将其转化为扭矩对外做功，驱动发动机所属设备工作。曲轴11的端部安装有齿盘13，齿盘13是带有齿的圆盘，类似于齿轮结构。转速传感器12安装时正对齿盘13，齿盘13与曲轴11刚性连接，则齿盘13随曲轴11旋转，齿盘13的每个齿经过转速传感器12时，转速传感器12都会产生一次脉冲信号。具体的，发动机10工作带动曲轴11旋转，齿盘13随曲轴11旋转，转速传感器12据此生成脉冲信号以用于计算曲轴11的转速，曲轴11的转速表征了发动机10的转速。

可以理解，图1所示发动机结构仅是为了便于理解各个零部件的连接关系，实际中发动机结构可能与图1所示存在差异，设备结构的实际连接关系也并非图中所限制，根据设备的不同，其结构及其包含或连接关系不限于此；例如，曲轴配置在发动机本体内部。

发动机检测装置20与发动机10电连接，还与转速传感器12电连接，用于驱动发动机10工作，并通过转速传感器12获取发动机10的转速信息，对发动机10的相关信息进行处理，可用于判断发动机或其中零部件异常与否。

发动机检测装置20可安装在发动机开发实验台上，用于在开发时实时监控发动机状态，也可安装在整车发动机上，用于实际应用中实时监控发动机状态，提示用户发动机异常等，便于及时检修。

基于上述结构，本发明实施例提供一种发动机检测方法。参考图2所示，为本发明实施例提供的发动机检测方法的示意图。如图2所示，发动机检测方法包括：

步骤S1、通过转速传感器，获取齿盘的转速信息；

步骤S2、将转速信息处理为扭振幅值，其中，根据齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从扭振结果中提取扭振峰值，根据扭振峰值获取所述扭振幅值；

步骤S3、若扭振幅值大于扭振设定限值，判定曲轴故障。

本实施例中，转速传感器安装时正对齿盘，发动机工作使曲轴旋转，则齿盘随曲轴旋转且齿盘的每一个齿经过转速传感器，转速传感器根据经过的每一个齿生成相应的脉冲信号。转速传感器的脉冲信号表征了发动机的转速信息。

发动机检测装置采集转速传感器的脉冲信号，以此得到发动机的转速信息，将该转速信息处理为扭振幅值。发动机检测装置中预存有扭振设定限值，在检测到扭振幅值大于扭振设定限值时，确定扭振超限，以此可判定曲轴故障。若检测到扭振幅值小于或等于扭振设定限值，则确定扭振未超限，以此可判定曲轴正常共工作。由此发动机检测装置实现了对发动机中零部件曲轴的实时故障检测。其中，扭振是扭转振动的简称，是机械振动的另一种表现形式，发生于旋转机械。

可以理解，发动机检测装置中预存的扭振设定限值是经过测试得到的可用于表征曲轴是否故障的参数，其测试过程在此不再赘述。扭振幅值大于扭振设定限值，则表明曲轴扭转应力变大，曲轴损坏的风险加大，可判定为曲轴故障；扭振幅值小于或等于扭振设定限值，则表明曲轴扭转应力较小，曲轴正常工作，故障风险低。

本发明实施例中，通过转速传感器实时采集齿盘的转速信息，将转速信息处理为扭振幅值，具体的，根据齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从扭振结果中提取扭振峰值，根据扭振峰值获取扭振幅值，在检测到扭振幅值大于扭振设定限值时，表明曲轴扭转应力变大，曲轴损坏的风险加大，可判定曲轴发生故障，若扭振幅值小于或等于扭振设定限值，则表明曲轴扭转应力较小，曲轴正常工作，故障风险低。该检测工作不局限于开发初期，随着发动机运转时间加长，可以实时检测发动机故障，实现发动机开关、使用过程中故障实时监控和检测。

可选步骤S2的进行处理以获取扭振结果的操作包括：将瞬时转速和平均转速进行作差、积分、滤波和傅里叶变换处理，获取扭振结果。参考图3所示，为图2中步骤S2的示意图。如图3所示，步骤S2的具体执行过程包括：

步骤S21、根据齿盘的转速信息，计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速；

步骤S22、将瞬时转速和平均转速进行作差、积分、滤波和傅里叶变换处理，获取扭振结果；

步骤S23、从扭振结果中提取扭振峰值，根据扭振峰值获取扭振幅值。

可选发动机检测方法还包括：在判定发动机故障或异常时，进行故障提示或故障报警。

参考图4所示，为图2的检测流程图。结合图3和图4所示，曲轴端部刚性连接有齿盘，使得齿盘可以随着曲轴旋转而同步转动，转速传感器正对齿盘，那么齿盘转动使得每一个齿经过转速传感器，然后转速传感器便在每一个齿经过时产生相应的脉冲信号，一个脉冲信号即为齿盘的一个齿的转速信息，连续的脉冲信号即构成齿盘旋转的转速信息。可以理解，曲轴旋转速度不同，则转速传感器产生的脉冲信号不同。

发动机检测装置中存储有预设齿盘齿数，该预设齿盘齿数与曲轴端部的齿盘的实际齿数一致，根据预设齿盘齿数和转速传感器的脉冲信号，可以得到正确的齿盘旋转圈数及转速等参数。否则处理结果存在错误。

根据齿盘在第一设定时长内的转动，转速传感器可采集得到经过的每一个齿的脉冲信号，发动机检测装置对每一个脉冲信号进行处理可得到每一个脉冲信号所对应的瞬时转速，瞬时转速是根据单个脉冲信号计算的转速结果。根据第一设定时长内的多个瞬时转速，求平均即可得到第一设定时长内的平均转速，平均转速是根据多个脉冲信号计算的平均转速结果。

例如，第一设定时长为1秒，1秒内齿盘有10个齿经过转速传感器，按照顺序标记该10个齿为齿A1-A10。那么在齿盘的齿A1转动经过转速传感器时，转速传感器采集得到齿A1的脉冲信号，发动机检测装置处理齿A1的脉冲信号，可以得到齿A1所对应的瞬时转速R1；顺序的，在齿盘的齿A2转动经过转速传感器时，转速传感器采集得到齿A2的脉冲信号，发动机检测装置处理齿A2的脉冲信号，可以得到齿A2所对应的瞬时转速R2；以此类推，得到齿A3-A10所分别对应的瞬时转速R3-R10。平均转速等于(R1+R2+…+R10)/10。

将瞬时转速和平均转速进行“作差、积分、滤波和FFT(傅里叶变换)”处理，即可得到扭振结果，该扭振结果是频率范围内的扭振数据。从扭矩结果中提取得到多个扭振峰值，再从该多个扭矩峰值中得到最大扭矩峰值，该最大扭矩峰值即为扭振幅值，扭振幅值可以表征扭振水平。

发动机检测装置内预存有扭振设定限值。若检测到扭振幅值大于扭振设定限值，则可以判定扭振超限，说明曲轴故障，可以进行用户提示并报警。反之，扭振未超限，曲轴正常。

参考图1所示，可选发动机10上安装有振动传感器14，可用于采集发动机10的振动信息。基于此，本发明实施例提供一种发动机检测方法，主要用于振动超限检测。参考图5所示，为本发明实施例提供的另一种发动机检测方法的示意图。如图5所示，发动机检测方法还包括：

步骤S4、通过振动传感器，获取发动机的振动信息；

步骤S5、根据振动信息和转速信息，获取发动机的一阶振动和二阶振动；

步骤S6、若一阶振动大于一阶振动设定限值，或者，二阶振动大于二阶振动设定限值，判定发动机失衡。

本实施例中，安装在发动机上的振动传感器，可以采集发动机的振动数据，并将该振动数据转换为电信号，再输出给发动机检测装置。已知通过转速传感器可以采集发动机的转速信息，那么根据发动机的转速信息和振动信息，可以获得发动机在一阶转频下的一阶振动以及在二阶转频下的二阶振动。

发动机检测装置中预存有对应一阶振动的一阶振动设定限值和对应二阶振动的二阶振动设定限值。若检测到发动机的一阶振动大于一阶振动设定限值，或者，检测到发动机的二阶振动大于二阶振动设定限值，则可以判定发动机的振动超限，表明了发动机动平衡差，可判定发动机失衡。

若检测到发动机的一阶振动小于或等于一阶振动设定限值，且检测到发动机的二阶振动小于或等于二阶振动设定限值，则可以判定发动机的振动未超限，表明了发动机动平衡稳定。

需要说明的是，发动机失衡通常由发动机不对中或弹性联轴器出现故障导致。发动机对中是指曲轴和与之连接的旋转轴的中心线在同一直线上，相应的，发动机不对中是指曲轴和与之连接的旋转轴的中心线不在同一直线上，曲轴和旋转轴的中心线的偏离程度越高，说明发动机对中越差，发动机运转时的动平衡也就越差。弹性联轴器是发动机曲轴和其他旋转轴之间的连接件，用于传递扭矩，也是影响发动机动平衡的关键部件。

参考图6所示，为图5中步骤S5的示意图。如图6所示，可选步骤S5的根据振动信息和转速信息获取发动机的一阶振动和二阶振动的操作包括：

步骤S51、对振动信息进行傅里叶变换处理，获取频率范围内的振动信号；

步骤S52、对转速信息进行数据处理以获取平均转速，根据平均转速，计算一阶转频和二阶转频；

步骤S53、将频率范围内的振动信号中对应一阶转频的振动数据确定为一阶振动，且将频率范围内的振动信号中对应二阶转频的振动数据确定为二阶振动。

可选发动机检测方法还包括：在判定发动机故障或异常时，进行故障提示或故障报警。

参考图7所示，为图5的检测流程图。结合图6和图7所示，发动机检测装置通过振动传感器采集发动机的振动信息，并对振动信息进行傅里叶(FFT)变换处理，可以得到频率范围上的振动信号。可以理解，对振动信息进行傅里叶(FFT)变换处理时，其中涉及信号处理的参数已预先定义在发动机检测装置中。

另外，基于上述步骤S21，可以根据齿盘的转速信息，进行数据处理后计算得出发动机的平均转速，再根据发动机的平均转速，计算发动机的一阶转频和二阶转频。一阶转频为转速R/60，单位为Hz，其中，转速R的单位为转/分钟，一阶转频通常用于旋转信号分析。二阶转频为2*转速R/60，单位为Hz，其中，转速R的单位为转/分钟。简而言之，二阶转频为2*一阶转频即2*R/60。

从频率范围内的振动信号中提取一阶转频的振动数值，并从频率范围内的振动信号中提取二阶转频的振动数值，一阶转频的振动数值即为一阶振动V1，二阶转频的振动数值即为二阶振动V2。一阶振动V1和二阶振动V2用于表征发动机的动平衡情况。

发动机检测装置中比对一阶振动V1和一阶振动设定限值，且比对二阶振动V2和二阶振动设定限值。若发动机的一阶振动V1大于一阶振动设定限值，或者，发动机的二阶振动V2大于二阶振动设定限值，则可以判定发动机的振动超限，表明了发动机动平衡差，可判定发动机失衡。在此基础上，可以进行振动超限的提示和报警。

需要说明的是，发动机动平衡差既有可能表现为一阶振动大，也有可能表现为二阶振动大，所以一阶振动超限和二阶振动超限中任一项均可以作为动平衡的判断标准，即只要有一个振动数值超限都可认为发动机动平衡变差。

参考图1所示，可选发动机10上安装有振动传感器14和扭矩传感器15，振动传感器14可用于采集发动机10的振动信息，扭矩传感器15可用于采集发动机10的扭矩信息。基于此，本发明实施例提供一种发动机检测方法，主要用于振动突变检测。参考图8所示，为本发明实施例提供的又一种发动机检测方法的示意图。如图8所示，发动机检测方法还包括：

步骤S7、通过扭矩传感器获取发动机的扭矩信息，根据扭矩信息和转速信息，确定发动机所处工况，发动机工况包括瞬态工况和非瞬态工况；

步骤S8、通过振动传感器获取发动机的振动信息，根据振动信息、扭矩信息和转速信息，计算发动机所处工况下的振动突变参数；

步骤S9、若发动机所处工况下的振动突变参数满足对应工况的振动突变条件，判定发动机振动突变。

本实施例中，安装在发动机上的扭矩传感器，可以采集发动机的扭矩数据，并将该扭矩数据转换为电信号，再输出给发动机检测装置。已知通过转速传感器可以采集发动机的转速信息，那么根据发动机的转速信息和扭矩信息，可以确定发动机所处工况。发动机工况包括瞬态工况和非瞬态工况，非瞬态工况也可以理解为稳态工况。根据发动机的转速信息和扭矩信息，发动机检测装置可以确定发动机处于瞬态工况还是非瞬态工况。

安装在发动机上的振动传感器，可以采集发动机的振动数据，并将该振动数据转换为电信号，再输出给发动机检测装置。

若发动机处于瞬态工况，那么发动机检测装置根据振动信息、扭矩信息和转速信息，计算发动机在瞬态工况下的振动突变参数。发动机检测装置中预存有对应瞬态工况的振动突变条件。若检测到发动机的振动突变参数满足对应瞬态工况的振动突变条件，则可以判定发动机的振动突变。

若发动机处于非瞬态工况，那么发动机检测装置根据振动信息、扭矩信息和转速信息，计算发动机在非瞬态工况下的振动突变参数。发动机检测装置中预存有对应非瞬态工况的振动突变条件。若检测到发动机的振动突变参数满足对应非瞬态工况的振动突变条件，则可以判定发动机的振动突变。

可以理解，发动机在瞬态工况下所需的振动突变参数和发动机在非瞬态工况下所需的振动突变参数可能不同。相应的，发动机在瞬态工况下对应的振动突变条件和发动机在非瞬态工况下对应的振动突变条件可能不同。

需要说明的是，发动机的振动突变，包括振动突然变大或振动突然变小。其中，发动机的振动突变可能是发动机整体的振动突变，那么振动传感器14可以如图1所示安装在发动机10上，对发动机的振动情况进行监控。发动机的振动突变也可能是其中零部件的振动突变，零部件振动突变通常是零部件出现故障，那么也可以根据产品实际需要，将振动传感器布置在发动机内关键零部件上，对发动机内零部件的振动情况进行监控。基于此，本实施例中通过检测振动是否突变来确定发动机或其中零部件是否故障。可以理解，振动传感器的数量不仅局限于一个，也可以多个。

参考图9所示，为图8中步骤S7的示意图。如图9所示，可选步骤S7的根据扭矩信息和转速信息确定发动机所处工况的操作包括：

步骤S71、根据扭矩信息计算相邻扭矩样本点的扭矩变化量ΔT，且根据转速信息计算相邻转速样本点的转速变化量ΔR；

步骤S72、若扭矩变化量大于扭矩变化量设定限值，或者，转速变化量大于转速变化量设定限值，确定发动机处于瞬态工况；

步骤S73、反之，确定发动机处于非瞬态工况。

参考图10所示，为图8中步骤S8的示意图。如图10所示，可选步骤S8的根据振动信息、扭矩信息和转速信息计算发动机所处工况下的振动突变参数的操作包括：

步骤S81、根据振动信息计算相邻振动样本点的振动变化量ΔV；

步骤S82、若发动机处于瞬态工况，计算的振动突变参数包括ΔV/ΔT、ΔV/ΔR和ΔV/Δt；

步骤S83、若发动机处于非瞬态工况，计算的振动突变参数包括ΔV/Δt；

其中，Δt为相邻样本点的采样时间间隔。

可选发动机在非瞬态工况下的振动突变条件包括：ΔV/Δt大于振动/时间设定限值；

发动机在瞬态工况下的振动突变条件包括：(1)ΔV/ΔT大于振动/扭矩设定限值，或者，ΔV/ΔR大于振动/转速设定限值；(2)ΔV/Δt大于振动/时间设定限值。

可选发动机检测方法还包括：在判定发动机故障或异常时，进行故障提示或故障报警。

参考图11所示，为图8的检测流程图。结合图8-图11所示，对于任一样本，以Δt为相邻样本点采样时间间隔。

对于扭矩，以Δt为相邻扭矩样本点采样时间间隔，通过扭矩传感器采集发动机的多个扭矩信息，相邻样本点扭矩信息的采样时间间隔为Δt，计算相邻扭矩样本点的扭矩差值绝对值，该扭矩差值绝对值为扭矩变化量ΔT。

对于转速，以Δt为相邻转速样本点采样时间间隔，通过转速传感器采集发动机的多个转速信息，相邻样本点转速信息的采样时间间隔为Δt，计算相邻转速样本点的转速差值绝对值，该转速差值绝对值为转速变化量ΔR。

对于振动，以Δt为相邻振动样本点采样时间间隔，通过振动传感器采集发动机的多个振动信息，相邻样本点振动信息的采样时间间隔为Δt，计算相邻振动样本点的振动差值绝对值，该振动差值绝对值为振动变化量ΔV。

根据相邻扭矩样本点的扭矩变化量ΔT和相邻转速样本点的转速变化量ΔR，判断发动机运行的工况。

具体的，发动机运行在非瞬态工况即稳态工况下时，Δt的采样时间间隔内，相邻扭矩样本点的扭矩数据接近，且相邻转速样本点的转速数据接近，那么扭矩变化量ΔT小于或等于扭矩变化量设定限值，且转速变化量ΔR小于或等于转速变化量设定限值。

而发动机运行在瞬态工况下时，Δt的采样时间间隔内，相邻扭矩样本点的扭矩数据差异较大，或者，相邻转速样本点的转速数据差异较大，那么扭矩变化量ΔT会大于扭矩变化量设定限值，或者，转速变化量ΔR会大于转速变化量设定限值。

基于此，发动机检测装置中预先设置扭矩变化量设定限值和转速变化量设定限值，根据相邻扭矩样本点的扭矩变化量ΔT是否大于扭矩变化量设定限值，相邻转速样本点的转速变化量ΔR是否大于转速变化量设定限值，来判断发动机运行的工况。其中，扭矩变化量ΔT大于扭矩变化量设定限值，或，转速变化量ΔR大于转速变化量设定限值，可以判定发动机运行在瞬态工况；反之，扭矩变化量ΔT小于或等于扭矩变化量设定限值，且转速变化量ΔR小于或等于转速变化量设定限值，可以判定发动机运行在稳态工况。

若发动机处于瞬态工况，则计算振动突变参数，该瞬态工况下的振动突变参数包括ΔV/ΔT、ΔV/ΔR和ΔV/Δt。第一步，判断ΔV/ΔT和ΔV/ΔR两者中是否存在至少一项超限；第二步，若ΔV/ΔT超限或ΔV/ΔR超限，继续判断ΔV/Δt是否存在超限；第三步，检测到ΔV/Δt超限，判定振动突变。反之，ΔV/ΔT、ΔV/ΔR和ΔV/Δt均未超限，则判定振动正常，未突变。

若发动机处于稳态工况，则计算振动突变参数，该稳态工况下的振动突变参数包括ΔV/Δt。判断ΔV/Δt是否存在超限；若ΔV/Δt超限，则判定振动突变；若ΔV/Δt未超限，则判定振动正常，未突变。

发动机检测装置中预先存储有振动/扭矩设定限值，振动/转速设定限值，以及振动/时间设定限值。判断ΔV/ΔT超限是指ΔV/ΔT是否大于振动/扭矩设定限值，若大于则判定超限，若小于或等于则判定未超限。判断ΔV/ΔR超限是指ΔV/ΔR是否大于振动/转速设定限值，若大于则判定超限，若小于或等于则判定未超限。判断ΔV/Δt超限是指ΔV/Δt是否大于振动/时间设定限值，若大于则判定超限，若小于或等于则判定未超限。

基于此，可知振动突变的识别首先需要判断发动机运行的工况，其中，稳态工况下认为发动机扭矩和转速几乎不变，瞬态工况认为扭矩或转速发生变化，那么通过发动机的扭矩信息和转速信息可以进行运行工况判断。扭矩信息T和转速信息R均是通过一个个样本点记录的，由此可以计算相邻样本点之间的扭矩变化量ΔT和转速变化量ΔR，通过判断ΔT或ΔR是否超预先设定的限值来判断发动机的运行工况。

在上述判断发动机运行工况的过程中，同步通过振动传感器采集振动信息V，并计算相邻样本点之间的振动变化量ΔV。

若判定发动机为稳态工况，则计算振动随时间变化率ΔV/Δt，判断是否超限，若超限，则提示并报警。

若判定发动机为瞬态工况，则分别计算振动随扭矩变化率ΔV/ΔT，振动随转速变化率ΔV/ΔR，以及振动随时间变化率ΔV/Δt，随后判断ΔV/ΔT或ΔV/ΔR是否超限，在确定存在超限后判断ΔV/Δt是否超限，若超限，则提示并报警。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种发动机检测装置，该发动机检测装置用于执行上述任意实施例所述的发动机检测方法。参考图1所示，发动机10包括曲轴11和转速传感器12，曲轴11的端部安装有齿盘13，转速传感器12正对齿盘13设置。

参考图12所示，为本发明实施例提供的一种发动机检测装置的示意图。如图12所示，发动机检测装置包括：信息获取模块110，用于通过转速传感器，获取齿盘的转速信息，其中，根据齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从扭振结果中提取扭振峰值，根据扭振峰值获取扭振幅值；数据处理模块120，用于将转速信息处理为扭振幅值；故障判断模块130，用于若扭振幅值大于扭振设定限值，判定曲轴故障。

可以理解，发动机扭振检测，发动机一阶二阶振动检测和发动机振动突变检测三个方案为并列方案。发动机检测装置可以仅对其中单一项进行检测，实现了单一参数实时监控，不同参数检测过程可以切换，提高了检测装置灵活性。发动机检测装置也可以同时对三项进行检测，实现了多个参数实时监控，那么通过对不同的发动机参数检测，可以较为全面的监控发动机的异常情况，提高检测准确性。

本发明实施例中，通过布置在发动机上的转速传感器、振动传感器等设备，实时采集分析发动机各种信号，识别异常信号，并及时报警，实现了发动机状态的实时监控。该检测工作不局限于开发初期，随着发动机运转时间加长，可以实时检测发动机故障，实现发动机开关、使用过程中故障实时监控。并且一组信号可用于不同项目检测，比如转速信息不仅用于分析扭振，也可以用于分析动平衡和振动突变，无需安装多个传感器，降低了成本。另外，在判断振动大小的基础上，还通过判断振动突变是否超限，实现更全面的检测发动机异常情况，提高异常检测准确度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发动机检测方法，其特征在于，所述发动机包括曲轴和转速传感器，所述曲轴的端部安装有齿盘，所述转速传感器正对所述齿盘设置；

所述发动机检测方法包括：

通过所述转速传感器，获取所述齿盘的转速信息；

将所述转速信息处理为扭振幅值，其中，根据所述齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从所述扭振结果中提取扭振峰值，根据所述扭振峰值获取所述扭振幅值；

若所述扭振幅值大于扭振设定限值，判定所述曲轴故障。

2.根据权利要求1所述的发动机检测方法，其特征在于，进行处理以获取扭振结果包括：

将所述瞬时转速和所述平均转速进行作差、积分、滤波和傅里叶变换处理，获取所述扭振结果。

3.根据权利要求1所述的发动机检测方法，其特征在于，所述发动机上安装有振动传感器，所述发动机检测方法还包括：

通过所述振动传感器，获取所述发动机的振动信息；

根据所述振动信息和所述转速信息，获取所述发动机的一阶振动和二阶振动；

若所述一阶振动大于一阶振动设定限值，或者，所述二阶振动大于二阶振动设定限值，判定所述发动机失衡。

4.根据权利要求3所述的发动机检测方法，其特征在于，根据所述振动信息和所述转速信息，获取所述发动机的一阶振动和二阶振动，包括：

对所述振动信息进行傅里叶变换处理，获取频率范围内的振动信号；

对所述转速信息进行数据处理以获取平均转速，根据所述平均转速，计算一阶转频和二阶转频；

将所述频率范围内的振动信号中对应所述一阶转频的振动数据确定为所述一阶振动，且将所述频率范围内的振动信号中对应所述二阶转频的振动数据确定为所述二阶振动。

5.根据权利要求1所述的发动机检测方法，其特征在于，所述发动机上安装有振动传感器和扭矩传感器，所述发动机检测方法还包括：

通过所述扭矩传感器获取所述发动机的扭矩信息，根据所述扭矩信息和所述转速信息，确定所述发动机所处工况，所述发动机工况包括瞬态工况和非瞬态工况；

通过所述振动传感器获取所述发动机的振动信息，根据所述振动信息、所述扭矩信息和所述转速信息，计算所述发动机所处工况下的振动突变参数；

若所述发动机所处工况下的振动突变参数满足对应工况的振动突变条件，判定所述发动机振动突变。

6.根据权利要求5所述的发动机检测方法，其特征在于，根据所述扭矩信息和所述转速信息，确定所述发动机所处工况，包括：

根据所述扭矩信息计算相邻扭矩样本点的扭矩变化量ΔT，且根据所述转速信息计算相邻转速样本点的转速变化量ΔR；

若所述扭矩变化量大于扭矩变化量设定限值，或者，所述转速变化量大于转速变化量设定限值，确定所述发动机处于所述瞬态工况；

反之，确定所述发动机处于所述非瞬态工况。

7.根据权利要求6所述的发动机检测方法，其特征在于，根据所述振动信息、所述扭矩信息和所述转速信息，计算所述发动机所处工况下的振动突变参数，包括：

根据所述振动信息计算相邻振动样本点的振动变化量ΔV；

若所述发动机处于所述瞬态工况，计算的所述振动突变参数包括ΔV/ΔT、ΔV/ΔR和ΔV/Δt；

若所述发动机处于所述非瞬态工况，计算的所述振动突变参数包括ΔV/Δt；

其中，Δt为相邻样本点的采样时间间隔。

8.根据权利要求7所述的发动机检测方法，其特征在于，所述发动机在所述非瞬态工况下的振动突变条件包括：ΔV/Δt大于振动/时间设定限值；

所述发动机在所述瞬态工况下的振动突变条件包括：(1)ΔV/ΔT大于振动/扭矩设定限值，或者，ΔV/ΔR大于振动/转速设定限值；(2)ΔV/Δt大于所述振动/时间设定限值。

9.根据权利要求1所述的发动机检测方法，其特征在于，所述发动机检测方法还包括：

在判定所述发动机故障或异常时，进行故障提示或故障报警。

10.一种发动机检测装置，其特征在于，所述发动机包括曲轴和转速传感器，所述曲轴的端部安装有齿盘，所述转速传感器正对所述齿盘设置；

所述发动机检测装置包括：

信息获取模块，用于通过所述转速传感器，获取所述齿盘的转速信息；

数据处理模块，用于将所述转速信息处理为扭振幅值，其中，根据所述齿盘的转速信息计算第一设定时长内的瞬时转速和平均转速，进行处理以获取扭振结果，从所述扭振结果中提取扭振峰值，根据所述扭振峰值获取所述扭振幅值；

故障判断模块，用于若所述扭振幅值大于扭振设定限值，判定所述曲轴故障。

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