CN215566265U - 一种柴油机供油正时检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油机供油正时检测系统，包括曲轴转角传感器、系统处理单元和喷油泵柱塞位置传感器，曲轴转角传感器安装在柴油机的曲轴上，曲轴转角传感器与系统处理单元通讯连接；喷油泵柱塞位置传感器安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，喷油泵柱塞位置传感器的传感头安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，喷油泵柱塞位置传感器与系统处理单元通讯连接。通过增设通讯连接的曲轴转角传感器、系统处理单元和喷油泵柱塞位置传感器，当喷油泵柱塞位置传感器检测到喷油泵柱塞关闭回油孔时，会向系统处理单元发送信号，使系统处理单元采集曲轴转角传感器采集到的柴油机曲轴转角信号，得到柴油机的供油正时，从而实现提高测量精度，缩短检测时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及内燃机测控技术领域，尤其涉及一种柴油机供油正时检测系统。
背景技术
喷油泵作为传统柴油机燃油喷射系统中的重要组成设备，为柴油机的燃烧提供数量充足、压力符合要求的高压燃油，为燃油后续通过喷油器喷入气缸燃烧做好准备。根据柴油机燃烧理论，一个理想的柴油机燃烧过程要求有一个确定的供油正时，因此目前各大柴油机厂商均对柴油机的供油正时进行优化以确保柴油机具有良好的燃烧过程，进而提高柴油机的动力性、经济性、排放性及可靠性等柴油机的综合性能。但在柴油机运行过程中，喷油泵的供油正时会受传动机构的影响而发生改变。因此柴油机厂商在说明书中都会要求使用者或维护管理人员定期对柴油机的供油正时进行检查调整，以保持柴油机良好的工作性能。
目前船舶柴油机供油正时的检查还是采用传统的人工检测。不同柴油机采用的供油正时检测方法主要有冒油法、照光法、标记线法及上行程法等，这些方法存在着工作量大、检测耗时多、测量精度低的问题，不能很好的满足柴油机的实际需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种柴油机供油正时检测系统，能够提高测量精度，缩短检测时间。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种柴油机供油正时检测系统，包括曲轴转角传感器、系统处理单元和喷油泵柱塞位置传感器，所述曲轴转角传感器安装在柴油机的曲轴上，所述曲轴转角传感器与系统处理单元通讯连接；
所述喷油泵柱塞位置传感器安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，所述喷油泵柱塞位置传感器的传感头安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，所述喷油泵柱塞位置传感器与系统处理单元通讯连接。
进一步的，所述曲轴转角传感器为非接触式霍尔角度传感器。
进一步的，所述非接触式霍尔角度传感器安装在柴油机的曲轴自由端或者曲轴输出端或者柴油机通过刚性连接所带工作机转轴端。
进一步的，所述喷油泵柱塞位置传感器为非接触式霍尔位置传感器。
进一步的，所述系统处理单元核心是STM8S105C6T6单片机，通过STM8S105C6T6单片机的PB0-PB7口分别采集非接触式霍尔位置传感器传输来的特定位置信号；利用PC4口采集非接触式霍尔角度传感器传输来的曲轴角度信号。
进一步的，所述非接触式霍尔角度传感器的电压信号为0到5伏特，所述电压信号线性对应0°到360°曲轴转角。
进一步的，所述曲轴转角传感器和喷油泵柱塞位置传感器上增设无线发射单元，所述系统处理单元上增设接收无线发射单元信号的无线接收单元。
本实用新型的有益效果在于：增设通讯连接的曲轴转角传感器、系统处理单元和喷油泵柱塞位置传感器，当喷油泵柱塞位置传感器检测到喷油泵柱塞关闭回油孔时，会向系统处理单元发送信号，使系统处理单元开始采集曲轴转角传感器采集到的柴油机曲轴转角信号，从而快速准确得到柴油机的供油正时，实现提高测量精度，缩短检测时间。
附图说明
图1为本实用新型在具体实施方式中的一种柴油机供油正时检测系统示意图；
图2为本实用新型在具体实施方式中的一种柴油机供油正时检测系统的电压信号与曲轴转角线性关系曲线图；
图3为本实用新型在具体实施方式中的一种柴油机供油正时检测系统的系统处理单元应用电路结构示意图；
标号说明：
1、曲轴转角传感器；2、系统处理单元；3、喷油泵柱塞位置传感器；4、无线发射单元；5、无线接收单元。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1以及图2，一种柴油机供油正时检测系统，包括曲轴转角传感器1、系统处理单元2和喷油泵柱塞位置传感器3，所述曲轴转角传感器1安装在柴油机的曲轴上，所述曲轴转角传感器1与系统处理单元2通讯连接；
所述喷油泵柱塞位置传感器3安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，所述喷油泵柱塞位置传感器3的传感头安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，所述喷油泵柱塞位置传感器3与系统处理单元2通讯连接。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：增设通讯连接的曲轴转角传感器1、系统处理单元2和喷油泵柱塞位置传感器3，当喷油泵柱塞位置传感器3检测到喷油泵柱塞关闭回油孔时，会向系统处理单元2发送信号，使系统处理单元2开始采集曲轴转角传感器1采集到的柴油机曲轴转角信号，从而快速准确得到柴油机的供油正时，实现提高测量精度，缩短检测时间。
进一步的，所述曲轴转角传感器1为非接触式霍尔角度传感器。
由上述描述可知，采用非接触式霍尔角度传感器不会出现机械磨损，从而提高测量精度。
进一步的，所述非接触式霍尔角度传感器安装在柴油机的曲轴自由端或者曲轴输出端或者柴油机通过刚性连接所带工作机转轴端。
由上述描述可知，由于柴油机的结构多样化在安装过程中，如若自由端安装困难，操作人员也可将非接触式霍尔角度传感器安装于曲轴输出端或者柴油机通过刚性连接所带工作机转轴端，从而减轻操作人员的工作强度。
进一步的，所述喷油泵柱塞位置传感器3为非接触式霍尔位置传感器。
由上述描述可知，采用非接触式霍尔位置传感器不会出现机械磨损，从而提高测量精度。
进一步的，所述系统处理单元2核心是STM8S105C6T6单片机，通过STM8S105C6T6单片机的PB0-PB7口分别采集非接触式霍尔位置传感器传输来的特定位置信号；利用PC4口采集非接触式霍尔角度传感器传输来的曲轴角度信号。
由上述描述可知，通过STM8S105C6T6单片机可以采集喷油泵柱塞位置传感器3传输来的特定位置信号与非接触式霍尔角度传感器传输来的曲轴角度信号。
进一步的，所述非接触式霍尔角度传感器的电压信号为0到5伏特，所述电压信号线性对应0°到360°曲轴转角。
由上述描述可知，非接触式霍尔位置传感器安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，将磁铁件安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，用于实时检测喷油泵柱塞的位子。非接触式霍尔角度传感器实时采集柴油机曲轴的角度信号和上止点信号并输出给系统处理单元2。非接触式霍尔角度传感器在转动过程中对外输出0到5伏特的电压信号，即对外输出线性对应的0°到360°曲轴转角。其中0伏特电压信号对应柴油机气缸位于压缩上止点时的曲轴角度位置，作为柴油机的基准上止点位置。经模数转换后发送至系统处理单元2，最后通过系统处理单元2换算成柴油机的供油正时。
进一步的，所述曲轴转角传感器1和喷油泵柱塞位置传感器3上增设无线发射单元4，所述系统处理单元2上增设接收无线发射单元4信号的无线接收单元5。
由上述描述可知，曲轴转角传感器1和喷油泵柱塞位置传感器3所采集到的数据通过无线发射单元4发送至无线接收单元5，最后通过无线接收单元5发送至系统处理单元2，实现信号的无线传输。
实施例一
请参照图1所示，一种柴油机供油正时检测系统，包括曲轴转角传感器1、系统处理单元2和喷油泵柱塞位置传感器3，所述曲轴转角传感器1安装在柴油机的曲轴上，所述曲轴转角传感器1与系统处理单元2通讯连接；所述喷油泵柱塞位置传感器3安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，所述喷油泵柱塞位置传感器3的传感头安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，所述喷油泵柱塞位置传感器3与系统处理单元2通讯连接。所述曲轴转角传感器1为非接触式霍尔角度传感器。所述非接触式霍尔角度传感器安装在柴油机的曲轴自由端或者曲轴输出端或者柴油机通过刚性连接所带工作机转轴端。所述喷油泵柱塞位置传感器3为非接触式霍尔位置传感器。
在一个可选的实施方式中，在柴油机上增设供油正时自动调节器，并与系统处理单元2通讯连接，利用系统处理单元2得出的柴油机的供油正时，通过供油正时自动调节器实现柴油机在停机状态时供油正时的自动调节。
请参照图3所示，所述系统处理单元2核心是STM8S105C6T6单片机，通过STM8S105C6T6单片机的PB0-PB7口分别采集非接触式霍尔位置传感器传输来的特定位置信号；利用PC4口采集非接触式霍尔角度传感器传输来的曲轴角度信号。
请参照图1和图2所示，所述非接触式霍尔角度传感器的电压信号为0到5伏特，所述电压信号线性对应0°到360°曲轴转角。所述曲轴转角传感器1和喷油泵柱塞位置传感器3上增设无线发射单元4，所述系统处理单元2上增设接收无线发射单元4信号的无线接收单元5。
在一个可选的实施方式中，柴油机类型为多缸机的四冲程柴油机时，由于四冲程柴油机发火顺序为一号缸、五号缸、三号缸、六号缸、二号缸、四号缸，发火间隔角为120度，则各缸上止点距柴油机的基准上止点的角度分别为：一号缸0°，五号缸120°，三号缸240°，六号缸360°，二号缸480°，四号缸600°。因四冲程机一个工作循环为两周共720°，利用非接触式霍尔角度传感器的对外输出5伏特电压信号跳变0伏特电压信号的下降沿作为系统处理单元2的计数器的信号，供系统处理单元2判断曲轴转角为四冲程柴油机工作循环的前一周还是后一周，计数器为偶数时，为前一周，对应角度0°到360°；计数器为单数时，为后一周，对应360°到720°。最后通过系统处理单元2换算成柴油机的供油正时。
综上所述，本实用新型提供的一种柴油机供油正时检测系统，当非接触式霍尔位置传感器检测到喷油泵柱塞关闭回油孔时，通过无线发射单元向系统处理单元的无线接收单元发送信号，无线接收单元接收到来自非接触式霍尔位置传感器的信号后，会使系统处理单元开始采集非接触式霍尔角度传感器采集到的柴油机曲轴转角信号。非接触式霍尔角度传感器在转动过程中对外输出0到5伏特的电压信号，即对外输出线性对应的0°到360°曲轴转角。其中0伏特电压信号对应柴油机气缸位于压缩上止点时的曲轴角度位置，作为柴油机的基准上止点位置。经模数转换后再通过无线发射单元向系统处理单元的无线接收单元发送信号，无线接收单元接收到来自非接触式霍尔角度传感器的信号后，会使系统处理单元换算出柴油机的供油正时。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：包括曲轴转角传感器、系统处理单元和喷油泵柱塞位置传感器，所述曲轴转角传感器安装在柴油机的曲轴上，所述曲轴转角传感器与系统处理单元通讯连接；
所述喷油泵柱塞位置传感器安装在柴油机气缸喷油泵的泵体上，所述喷油泵柱塞位置传感器的传感头安装在柴油机气缸喷油泵的导程筒上，所述喷油泵柱塞位置传感器与系统处理单元通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述曲轴转角传感器为非接触式霍尔角度传感器。
3.根据权利要求2所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述非接触式霍尔角度传感器安装在柴油机的曲轴自由端或者曲轴输出端或者柴油机通过刚性连接所带工作机转轴端。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述喷油泵柱塞位置传感器为非接触式霍尔位置传感器。
5.根据权利要求1所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述系统处理单元核心是STM8S105C6T6单片机，通过STM8S105C6T6单片机的PB0-PB7口分别采集喷油泵柱塞位置传感器传输来的特定位置信号；利用PC4口采集非接触式霍尔角度传感器传输来的曲轴角度信号。
6.根据权利要求2所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述非接触式霍尔角度传感器的电压信号为0到5伏特，所述电压信号线性对应0°到360°曲轴转角。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种柴油机供油正时检测系统，其特征在于：所述曲轴转角传感器和喷油泵柱塞位置传感器上增设无线发射单元，所述系统处理单元上增设接收无线发射单元信号的无线接收单元。
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