CN207832451U - 一种发动机缸压信号采集处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发动机缸压信号采集处理装置，包括缸压传感器、电荷放大器、旋转编码器、信号采集卡以及上位机。本实用新型通过旋转编码器和缸压传感器分别采集发动机曲轴转角和发动机缸内压力信号，上位机通过LabVIEW结合以上两种信号生成并显示发动机示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。本实用新型结构简单，成本低，而且安装方便，无需对发动机进行改动，从标定工作的实际需求出发，不仅可以完成完整的发动机燃烧过程实时显示，同时可以将信号集成在发动机标定系统中。

Description

一种发动机缸压信号采集处理装置

技术领域

本实用新型涉及发动机标定技术领域，尤其涉及一种发动机缸压信号采集处理装置。

背景技术

发动机的测试标定领域中，示功图是发动机燃烧状态的重要评价指标。通过发动机缸压信号的测量与分析可得到发动当前状态，从而分析发动机工作过程的优劣，以此辅助发动机标定过程。现有的设备分为便携缸压采集设备和一体式燃烧分析仪；便携缸压采集设备通过小型缸压传感器采集发动机各缸缸压信号，并通过便携式仪器显示当前信号，但是由于缺少发动机曲轴信号无法完成示功图等信号分析输出，因此使用范围小；而一体式燃烧分析仪会集成较多功能，同时需要发动机多处打孔以完成传感器安装，对发动机进行改动较大，安装复杂且价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过一种发动机缸压信号采集处理装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种发动机缸压信号采集处理装置，其包括缸压传感器、电荷放大器、旋转编码器、信号采集卡以及上位机；所述缸压传感器与电荷放大器连接，用于采集发动机缸内压力信号，输出给电荷放大器；所述电荷放大器与信号采集卡连接，用于对所述发动机缸内压力信号进行放大处理；所述旋转编码器与信号采集卡连接，用于采集发动机曲轴信号；所述信号采集卡与上位机连接，用于采集所述电荷放大器处理后的发动机缸内压力信号和所述发动机曲轴信号；所述上位机用于采集和存储所述信号采集卡采集的信号，并基于发动机缸内压力信号和发动机曲轴信号生成并显示对应的示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。

特别地，所述缸压传感器采用陶瓷压电式传感器；所述旋转编码器采用欧姆龙E6B2旋转编码器。

特别地，所述上位机采用但不限于计算机、手机或平板。

本实用新型提出的发动机缸压信号采集处理装置通过旋转编码器和缸压传感器分别采集发动机曲轴转角和发动机缸内压力信号，上位机通过LabVIEW结合以上两种信号生成并显示发动机示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。本实用新型结构简单，成本低，而且安装方便，无需对发动机进行改动，从标定工作的实际需求出发，不仅可以完成完整的发动机燃烧过程实时显示，同时可以将信号集成在发动机标定系统中。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的发动机缸压信号采集处理装置结构图

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的发动机缸压信号采集处理装置结构图。

本实施例中发动机缸压信号采集处理装置100具体包括缸压传感器101、电荷放大器102、旋转编码器103、信号采集卡104以及上位机105；所述缸压传感器101与电荷放大器102连接，用于采集发动机106缸内压力信号，输出给电荷放大器102。所述电荷放大器102与信号采集卡104连接，用于对所述发动机106缸内压力信号进行放大处理；在本实施例中所述电荷放大器102通过USB 与上位机105连接，具有便携特点。所述旋转编码器103与信号采集卡104连接，用于采集发动机106曲轴信号；在本实施例中所述旋转编码器103通过异构法兰与发动机106曲轴刚性连接，保证了其测量精度。所述信号采集卡104 与上位机105连接，用于采集所述电荷放大器102处理后的发动机106缸内压力信号和所述发动机106曲轴信号；所述上位机105用于采集和存储所述信号采集卡104采集的信号，并基于发动机106缸内压力信号和发动机106曲轴信号生成并显示对应的示功图(p-V图、p-φ图)，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。

在本实施例中所述缸压传感器101采用陶瓷压电式传感器，该陶瓷压电式传感器由Kistler公式生产，测量范围0～20Mpa，2000C时的灵敏度≈-4，线性度≤±1％FSO。所述旋转编码器103采用欧姆龙E6B2旋转编码器，输入电压 5～12VDC，分辨率2000P/R。所述电荷放大器102采用Type 5007电荷放大器 102，增益0.1～1000mv/pC，精度±1％V，噪声≤5μV。所述信号采集卡104采用 NI USB-6000采集卡，8路模拟输入，12位分辨率，4条数字I/O线。在本实施例中所述上位机105采用计算机、手机或平板。

本实用新型提出的技术方案通过旋转编码器103和缸压传感器101分别采集发动机曲轴转角和发动机106缸内压力信号，上位机105通过LabVIEW结合以上两种信号生成并显示发动机示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。其中，所述LabVIEW是一种图形化开发环境，是美国NI公司开发的一套基于G语言(Graphics Language,图形化编程语言),具有高性能与灵活性，专门为测试测量与自动化控制应用设计的高性能模块及其配置功能，能为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等各种应用提供必要的开发工具。本实用新型结构简单，成本低，而且安装方便，无需对发动机进行改动，从标定工作的实际需求出发，不仅可以完成完整的发动机燃烧过程实时显示，同时可以将信号集成在发动机标定系统中。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (3)

1.一种发动机缸压信号采集处理装置，其特征在于，包括缸压传感器、电荷放大器、旋转编码器、信号采集卡以及上位机；所述缸压传感器与电荷放大器连接，用于采集发动机缸内压力信号，输出给电荷放大器；所述电荷放大器与信号采集卡连接，用于对所述发动机缸内压力信号进行放大处理；所述旋转编码器与信号采集卡连接，用于采集发动机曲轴信号；所述信号采集卡与上位机连接，用于采集所述电荷放大器处理后的发动机缸内压力信号和所述发动机曲轴信号；所述上位机用于采集和存储所述信号采集卡采集的信号，并基于发动机缸内压力信号和发动机曲轴信号生成并显示对应的示功图，根据所述示功图计算包括发动机当前缸内最高压力、最大压力升高率、峰值压力位置、平均有效指示压力在内的数据。

2.根据权利要求1所述的发动机缸压信号采集处理装置，其特征在于，所述缸压传感器采用陶瓷压电式传感器；所述旋转编码器采用欧姆龙E6B2旋转编码器。

3.根据权利要求1或2任一项所述的发动机缸压信号采集处理装置，其特征在于，所述上位机采用计算机、手机或平板。