CN202757778U - 一种发动机起动拖动时间的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种发动机起动拖动时间的检测装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的检测装置测量的起动拖动时间较实际偏差较大的问题。本发动机起动拖动时间的检测装置，包括具有电流数据采集功能的PUMN OPEN发动机台架测控系统，本检测装置还包括用于采集起动机起动电流的电流采集单元，电流采集单元与PUMN OPEN发动机台架测控系统的电流模拟量输入通道连接。本检测装置能够精确测量发动机试验台架上的起动拖动时间，准确度高。

Description

一种发动机起动拖动时间的检测装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种发动机起动拖动时间的检测装置。

背景技术

发动机起动拖动时间是发动机和起动机性能的重要评价项目，也是国标要求的检验项目。目前发动机起动机起动性能大部分都在起动机试验台上进行检测，起动拖动时间通过测量起动机接通电源至转速达到起动机转速的时间。测量时系统中没有发动机实际负载，而是通过磁粉制动器模拟发动机加载，因发动机起动时实际工作的负载与环境温度、润滑油的牌号、冷却液的温度、配气机构的结构、进气和排气系统的进、排气阻力等因素相关，通过模拟加载无法准确对起动机进行加载，因此测量的起动拖动时间与实际偏差较大。

目前在发动机试验台架上进行起动拖动时间检测，也是测量起动机接通电源至转速达到起动机转速的时间，由于当前关于起动机转速的定义比较模糊，有人认为起动机转速是电喷系统中定义的“起动认知转速”，还有人认为是怠速转速。真正意义的起动拖动时间应指起动机齿轮与发动机飞轮齿轮啮合时刻至发动机转速超越起动机转速，起动机单向离合器脱离的时间。因单向离合器脱离的时间很难在台架上准确测量，往往被发动机到达起动怠速时间或到达“起动认知转速”时间代替。因发动机到达“起动认知转速”的时间早于起动机单向离合器脱离时间，而发动机到达怠速转速的时间相反晚于起动机单向离合器脱离时间，故此种方法测量的起动拖动时间也较实际偏差较大。

基于以上原因，无论是起动机试验台试验法还是传统发动机试验台架法目前测得的起动机拖动时间都并非实际的拖动时间。

AVL PUMN OPEN系统是AVL公司最新的实验台控制和数据采集管理系统，是一个无缝隙集成式平台，可集成所有的发动机测试设备，如排放系统、燃烧分析系统、ECU应用及优化工具和试验室辅助设备等。AVL PUMN OPEN系统包括操作系统、数据采集系统、限制监控、连续测量、稳态测量、动态测量、测时间控制器、可控参数量、实时计算频率、记录器功能和试验程序，其实验程序采用图形化设计，通过图形编辑器建立实验循环，无需复杂的编程知识。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发动机起动拖动时间的检测装置，该控制装置能够精确测量发动机试验台架上的起动拖动时间，准确度高。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种发动机起动拖动时间的检测装置，包括具有电流数据采集功能的PUMNOPEN发动机台架测控系统，其特征在于，本检测装置还包括用于采集起动机起动电流的电流采集单元，所述的电流采集单元与PUMN OPEN发动机台架测控系统的电流模拟量输入通道连接。

该发动机起动拖动时间的检测装置通过电流采集单元实时采集起动机输入电源线上的电流信号并输送给PUMN OPEN发动机台架测控系统的电流模拟量输入通道，PUMN OPEN发动机台架测控系统采集该电流信号并对该电流信号进行分析处理记录该电流信号，同时记录该电流信号的时间和发动机的转速，其发动机的转速可通过PUMN OPEN发动机台架测控系统自动采集，PUMN OPEN发动机台架测控系统根据以上记录的数据得到电流、发动机转速和时间的变化曲线，再通过分析该变化曲线找出电流急剧上升特征点和电流快速回落进而趋于稳定的特征点，两个特征点时间差即起动拖动时间。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，起动机、起动开关和蓄电池串联成回路，在起动机两端并联一只分流电阻，该分流电阻一端连接在蓄电池正极与起动开关的连接节点上，分流电阻的另一端连接在蓄电池负极与起动机的连接节点上，所述的电流采集单元设置在蓄电池负极与起动机的连接节点和起动机之间的电源线上。在起动机两端并联一只分流电阻可使大量程的起动电压转换为小量程的信号以便介入PUMN OPEN发动机台架测控系统的电流模拟量输入通道中。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，所述的电流采集单元包括含有功率放大电路的霍尔传感器，霍尔传感器的输出端与上述的电流模拟量输入通道连接。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，所述的霍尔传感器的输出的电流为4mA～20mA。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，所述的霍尔传感器采用霍尔式直流电流隔离传感器。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，所述的霍尔式直流电流隔离传感器通过非导线连接在起动机的输出电源线上。

在上述的发动机起动拖动时间的检测装置中，所述的PUMNOPEN发动机台架测控系统包括用于将霍尔传感器采集的电流模拟量转换数字量的A/D转换单元、用于记录在起动机启动时间内的所有的电流数字量数据的记录单元和用于处理电流数字量数据并计算出起动机拖动时间的数据处理单元，所述的PUMN OPEN发动机台架测控系统还包括用于显示数据和图表的显示器。记录单元内的电流数字量数据和数据处理单元的起动机拖动时间均能在显示器上显示。

与现有技术相比，本发动机起动拖动时间的检测装置具有以下优点：

1、本实用新型只需记录整个发动机起动过程，经PUMN OPEN发动机台架测控系统中的数据处理单元便可准确得到起动拖动时间，提高了测试的准确度，避免因起动过程时间短暂统计时间器无法进行准确测量。

2、本实用新型采用PUMN OPEN发动机台架测控系统中的记录功能和数据处理功能，在测试过程中无需较多的人员参加，节省了人力，也避免多人合作测量不同步导致测试失败。

3、本实用新型中霍尔传感器与起动机的输入电源线无导线连接，安装方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中电流采集单元的电路连接图。

图3是本实用新型的起动过程电流变化曲线。

图中，1、电流采集单元；2、磁芯；3、霍尔器件；4、功率放大电路；5、PUMN OPEN发动机台架测控系统；5a、电流模拟量输入通道；5b、A/D转换单元；5c、记录单元；5d、数据处理单元；5e、显示器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本发动机起动拖动时间的检测装置，包括具有电流数据采集功能的PUMN OPEN发动机台架测控系统5，本检测装置还包括电流采集单元1，电流采集单元1设置在起动机的输入电源线上，电流采集单元1与PUMN OPEN发动机台架测控系统5的电流模拟量输入通道5a连接。

具体来说，电流采集单元1包括含有功率放大电路4的霍尔传感器，霍尔传感器的输出端与电流模拟量输入通道5a连接。霍尔传感器采用霍尔式直流电流隔离传感器。霍尔式直流电流隔离传感器非导线连接在起动机的输出电源线上。

PUMN OPEN发动机台架测控系统5包括用于将霍尔传感器采集的电流模拟量转换数字量的A/D转换单元5b、用于记录在起动机启动时间内的所有的电流数字量数据的记录单元5c和用于处理电流数字量数据并计算出起动机拖动时间的数据处理单元5d，PUMN OPEN发动机台架测控系统5还包括用于显示数据和图表的显示器5e。记录单元5c内的电流数字量数据和数据处理单元5d的起动机拖动时间均能在显示器5e上显示。

如图1、2所示，本发动机起动拖动时间的检测装置具体结构连接关系为：该检测装置的检测对象为起动机的输入电源线，起动机M、起动开关K和蓄电池串联成回路，起动机通过蓄电池提供电能，发动机通过起动机带动工作，在起动机齿轮与发动机飞轮齿轮啮合时刻至发动机转速超越起动机转速，起动机单向离合器脱离的时间即本实用新型检测的起动拖动时间，在考虑到PUMNOPEN发动机台架测控系统5的电流模拟量输入通道5a只能输入-13.5V~+13.5V电压信号或-25mA~+25mA电流信号，而发动机正常工作时蓄电池电压约14.2V左右，此电压值超出PUMN OPEN发动机台架测控系统5的电流模拟量输入通道5a上限值，针对此问题，利用并联电阻分流的原理，将电压信号转换为电流模拟量输入通道5a可接受的电流信号进行采集，在上述回路中并入600欧姆的分流电阻R，该分流电阻R一端连接在蓄电池正极与起动开关K的连接节点上，分流电阻R的另一端连接在蓄电池负极与起动机M的连接节点上，此时分流电阻R两端的电流在0mA~24.5mA，从欧姆定律可得知分流电阻R两端输出电流与蓄电池电压成正比，此时测量分流电阻R两端输出电流即可反映蓄电池电压；霍尔传感器设置在蓄电池负极与起动机的连接节点和起动机之间的电源线上用于检测起动机在不同时刻的起动电流，将起动机的输入电源线接入霍尔传感器的线圈中，在起动机的输入电源线上有电流流过时，在起动机的输入电源线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯2聚集感应到霍尔器件3上并使其有一信号输出；霍尔器件3与功率放大电路4的输入端连接，功率放大电路4的输出端与PUMN OPEN发动机台架测控系统5的电流模拟量输入通道5a连接将霍尔传感器输出的为5mA～20mA电流信号输送给PUMN OPEN发动机台架测控系统5，PUMN OPEN发动机台架测控系统5中的A/D转换单元5b与电流模拟量输入通道5a连接将上述采集的电流模拟量转换数字量输送给与A/D转换单元5b连接的记录单元5c，记录单元5c将电流信号进行记录，同时记录此时的时间和发动机的转速，其发动机的转速可通过PUMN OPEN发动机台架测控系统5自动采集，与记录单元5c连接的数据处理单元5d将记录的电流、发动机转速和时间进行处理分析后得出起动电流、发动机转速和时间的起动变化曲线，再通过数据处理单元5d在起动变化曲线上分析得出起动拖动时间，此数据处理单元5d为PUMN OPEN发动机台架测控系统5中的数据后处理软件。

如图3所示，该检测装置通过PUMN OPEN发动机台架测控系统5中的显示器5e可观察由数据处理单元5d得出的起动电流、发动机转速和时间的起动变化曲线，通过数据处理单元5d在起动变化曲线上分析找到起动机接通电源后，电流急剧上升特征点A，该特征点出现的时刻即起动机齿轮与发动机飞轮齿轮啮合的时刻，另外在曲线上分析找到起动电流快速回路进而却于稳定的特征点B出现的时刻，此特征点即为起动机单向离合器脱离的时刻，两个特征点时间差即起动拖动时间。上述的检测原理主要是因为发动机起动过程起动电流在每个工作阶段都有明显的特征，起动机接通电源后起动齿轮与发动机飞轮齿轮啮合，由于发动机处于静止状态，此时起动机处于堵转，蓄电池急剧放电，起动机的电流急剧上升；随着电源接通时间的延长，发动机开始转动，由于堵转的原因，接通电源后起动电流上升的时刻提前于发动机转速上升的时刻；随后，由于起动机拖动发动机开始转动，蓄电池处于功率放电，放电速率降低，蓄电池电压快速回升，起动电流快速回落；随着发动机转速的升高，起动机单向离合器脱开，起动机处于空载状态，此时耗电量减小并趋于稳定，由于此时发动机尚未工作，蓄电池电压回升速度进一步加快并趋于稳定，起动电流也趋于稳定；发动机起动成功后起动机停止工作，起动电流变为“零”，上述特征点可在检测装置得出的起动过程电流变化曲线中找到相应的点。

此外，起动机的输入电源线上的电流信号也可通过分流器进行检测。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电流采集单元1、霍尔传感器、功率放大电路4、PUMN OPEN发动机台架测控系统5、电流模拟量输入通道5a、A/D转换单元5b、记录单元5c、数据处理单元5d、显示器5e等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.一种发动机起动拖动时间的检测装置，包括具有电流数据采集功能的PUMN OPEN发动机台架测控系统（5），其特征在于，本检测装置还包括用于采集起动机起动电流的电流采集单元（1），所述的电流采集单元（1）与PUMN OPEN发动机台架测控系统（5）的电流模拟量输入通道（5a）连接。

2.根据权利要求1所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，起动机、起动开关和蓄电池串联成回路，在起动机两端并联一只分流电阻，该分流电阻一端连接在蓄电池正极与起动开关的连接节点上，分流电阻的另一端连接在蓄电池负极与起动机的连接节点上，所述的电流采集单元（1）设置在蓄电池负极与起动机的连接节点和起动机之间的电源线上。

3.根据权利要求1或2所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，所述的电流采集单元（1）包括含有功率放大电路（4）的霍尔传感器，霍尔传感器的输出端与上述的电流模拟量输入通道（5a）连接。

4.根据权利要求3所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，所述的霍尔传感器的输出的电流为4mA～20mA。

5.根据权利要求3所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，所述的霍尔传感器采用霍尔式直流电流隔离传感器。

6.根据权利要求5所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，所述的霍尔式直流电流隔离传感器通过非导线连接在起动机的输出电源线上。

7.根据权利要求1所述的发动机起动拖动时间的检测装置，其特征在于，所述的PUMN OPEN发动机台架测控系统（5）包括用于将霍尔传感器采集的电流模拟量转换数字量的A/D转换单元（5B）、用于记录在起动机启动时间内的所有的电流数字量数据的记录单元（5c）和用于处理电流数字量数据并计算出起动机拖动时间的数据处理单元（5d），所述的PUMN OPEN发动机台架测控系统（5）还包括用于显示数据和图表的显示器（5e）。

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