CN220982688U - 发动机摩擦扭矩的检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及发动机控制技术领域的一种发动机摩擦扭矩的检测装置，包括：转矩传感器，所述转矩传感器两端分别形成第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与发动机的飞轮传动连接；驱动器，与所述第二连接端传动连接；角度传感器，用于检测所述飞轮转过的角度；数据采集处理器，与所述转矩传感器和所述角度传感器通讯连接。本申请的检测装置可以准确判定发动机的摩擦副状态及活塞与气缸套的密封性，提高发动机故障的检查效率。

Description

发动机摩擦扭矩的检测装置

技术领域

本申请涉及发动机控制技术领域，尤其是涉及一种发动机摩擦扭矩的检测装置。

背景技术

发动机在新装配完成之后，对于各机械摩擦副的摩擦力及活塞环的密封性，目前常通过手动盘车来进行简单检查；但在后期运行过程中，将无法有效通过手动盘车来判定发动机的摩擦副状态及活塞与气缸套的密封性，且手动盘车存在精度不足的问题，另外对于大缸径多缸发动机，由于发动机本体比较庞大，也很难使用手动进行盘车检查。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请提供一种发动机摩擦扭矩的检测装置，可以准确判定发动机的摩擦副状态以及活塞与气缸套的密封性，提高发动机故障的检查效率。

根据本实用新型的一个方面，提供一种发动机摩擦扭矩的检测装置，包括：转矩传感器，所述转矩传感器两端分别形成第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与发动机的飞轮传动连接；驱动器，与所述第二连接端传动连接；角度传感器，用于检测所述飞轮转过的角度；数据采集处理器，与所述转矩传感器和所述角度传感器通讯连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第一连接端同轴连接有齿轮，所述齿轮与所述飞轮的齿圈啮合。

在本实用新型的一些实施方式中，所述齿轮与所述第一连接端之间连接有第一联轴器。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第二连接端与所述驱动器同轴连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第二连接端与所述驱动器之间连接有第二联轴器。

在本实用新型的一些实施方式中，所述数据采集处理器与所述转矩传感器和所述角度传感器通过RS232串口进行通讯。

在本实用新型的一些实施方式中，所述数据采集处理器形成有显示屏。

在本实用新型的一些实施方式中，所述数据采集处理器形成有控制面板。

在本实用新型的一些实施方式中，发动机摩擦扭矩的检测装置还包括：PC机，与所述数据采集处理器通讯连接。

在本实用新型的一些实施方式中，发动机摩擦扭矩的检测装置还包括：中心服务器，与所述PC机通讯连接。

本申请实施例提供了一种发动机摩擦扭矩的检测装置，该发动机摩擦扭矩的检测装置用于监控发动机摩擦功的情况，其根据新装机、发动机磨合后的摩擦功为基础数据标准，通过转矩传感器和角度传感器进行测量，通过数据采集处理器、PC机和中心服务器形成存储的基础摩擦扭矩图谱，在后期，将监控获取的当前摩擦扭矩图谱与该基础摩擦扭矩图谱进行比较，即可为发动机密封性、摩擦副状态、保养大修极限的判断提供依据，并且能实现准确判定拉缸、化瓦或活塞环磨损严重等发动机故障，简化操作人员故障处理步骤。

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，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是发动机摩擦扭矩的检测装置的结构示意图；

图2是发动机摩擦扭矩的检测装置的通讯连接示意图；

图3是实施例一的发动机的基础摩擦扭矩检测结果示意图；

图4是实施例一的发动机的一种当前摩擦扭矩检测结果示意图；

图5是实施例一的发动机的另一当前摩擦扭矩检测结果示意图；

图6是实施例二的发动机的当前摩擦扭矩检测结果示意图。

附图中各标号表示如下：1、转矩传感器；2、驱动器；3、角度传感器；4、数据采集处理器；5、飞轮；6、齿轮；7、第一联轴器；8、第二联轴器；9、显示屏；10、控制面板；11、PC机；12、中心服务器。

具体实施方式

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

摩擦扭矩：发动机在运转时，相互摩擦的零部件为克服摩擦力而消耗的扭矩。

拉缸：在发动机工作过程中，活塞(或活塞环)外圆面与缸壁间的润滑油膜被破坏，使活塞(或活塞环)和缸壁直接接触，使得接触摩擦区域过热，当热量超过摩擦材料的熔点时，接触区域的金属就发生熔融粘着，在滑动摩擦过程中部分熔融物脱落，因此活塞(或活塞环)与气缸套表面上出现划纹、拉毛或局部挤压成奶白色斑痕的现象，活塞、活塞环与气缸壁丧失密封性。

化瓦：是指发动机曲轴或连杆轴和轴瓦之间因为杂质、老化变质或缺少机油破坏了轴和瓦之间的油膜，导致轴和瓦之间直接碰触摩擦使瓦片表层脱落，形成粘连，进而造成整个瓦片的表层剥落，摩擦力增大，盘车阻力增大。

下面结合附图对本申请实施例提供的发动机摩擦扭矩的检测装置进行说明。

本申请实施例公开一种发动机摩擦扭矩的检测装置。如图1和图2所示，发动机摩擦扭矩的检测装置包括转矩传感器1、驱动器2、角度传感器3和数据采集处理器4；其中，转矩传感器1两端分别形成第一连接端和第二连接端，第一连接端与发动机的飞轮5传动连接；驱动器2与第二连接端传动连接；角度传感器3安装于飞轮5上，其用于检测飞轮5转过的角度；数据采集处理器4与转矩传感器1和角度传感器3通讯连接。

通过使用本技术方案中的发动机摩擦扭矩的检测装置，由驱动器2带动利用转矩传感器1来检测发动机的摩擦扭矩，同时由角度传感器3来检测飞轮5转过的角度，然后将摩擦扭矩数据和角度数据传输至数据采集处理器4，由数据采集处理器4将摩擦扭矩数据和角度数据一一对应，形成以角度为横坐标、以摩擦扭矩为纵坐标的摩擦扭矩图谱，根据图谱中摩擦扭矩整体变化趋势或者局部的变化即可准确判定发动机的摩擦副及活塞、活塞环与气缸套的密封性，即发生了发动机出现疑似化瓦的故障、发动机活塞、活塞环与气缸套磨损严重或者某缸出现拉缸、活塞、活塞环与气缸套密封性变差等情况，从而提高了发动机故障的检查效率。

进一步地，本实施方式中的转矩传感器1为动态扭转传感器，驱动器2可以采用电机等动力设备，在此不作限定；数据采集处理器4与转矩传感器1和角度传感器3可分别通过有线连接或者无线连接的方式进行通讯；具体地，本实施方式中的数据采集处理器4与转矩传感器1和角度传感器3通过RS232串口进行通讯。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1所示，第一连接端同轴连接有齿轮6，齿轮6与飞轮5的齿圈啮合；进一步地，齿轮6与第一连接端之间连接有第一联轴器7。另外，第二连接端与驱动器2同轴连接；进一步地，第二连接端与驱动器2之间连接有第二联轴器8。

开启驱动器2，驱动器2带动第二联轴器8带动、转矩传感器1、第一联轴器7、齿轮6，通过齿轮6啮合进而带动飞轮5，实现转矩传感器1对发动机的摩擦扭矩的实时检测，以及角度传感器3对飞轮5转动的角度的实时检测；另外第一联轴器7和第二联轴器8在提供传动的同时，还可以起到过载保护的作用。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2所示，数据采集处理器4形成有显示屏9和控制面板10。具体地显示屏9为集成液晶屏，液晶屏支持串口地址、波特率、数据位、校验方式等参数设置；控制面板10为集成操作按钮面板，其支持开始记录、结束记录、上传数据等功能。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2所示，发动机摩擦扭矩的检测装置还包括PC机11，如笔记本电脑、台式电脑；PC机11与数据采集处理器4通讯连接，PC机11与数据采集处理器4的通讯连接同样可以采用有线连接或者无线连接的方式，数据采集处理器4通过PC机11可接受指令进行加载、测量、设置等操作，并将数据上传至PC机11。

在本实用新型的一些实施方式中，如图2所示，发动机摩擦扭矩的检测装置还包括中心服务器12，PC机11集成应用程序与中心服务器12通讯连接。PC机11获取到的历史图谱数据存储至中心服务器12，PC机11可以从中心服务器12获取历史图谱数据并与当前测量数据进行比对分析，形成诊断报告。

下面结合具体实施例对检测装置对发动机摩擦扭矩的检测进行进一步的说明。

实施例1

以做功顺序为1-5-3-6-2-4的六缸四冲程发动机为例，在其新装机、发动机磨合后，由驱动器2带动利用转矩传感器1来检测发动机的摩擦扭矩，同时由角度传感器3来检测飞轮5转过的角度，然后将摩擦扭矩数据和角度数据传输至数据采集处理器4，由数据采集处理器4将摩擦扭矩数据和角度数据一一对应，如图3所示，形成以角度为横坐标、以摩擦扭矩为纵坐标的基础摩擦扭矩图谱，PC机11获取该基础摩擦扭矩图谱并存储至中心服务器12。

在后期，再由驱动器2带动利用转矩传感器1来检测发动机的摩擦扭矩，同时由角度传感器3来检测飞轮5转过的角度，然后将摩擦扭矩(N·m)数据和角度(°)数据传输至数据采集处理器4，由数据采集处理器4将摩擦扭矩数据和角度数据一一对应，形成以角度为横坐标、以摩擦扭矩为纵坐标的当前摩擦扭矩图谱，PC机11获取该当前摩擦扭矩图谱并与从中心服务器12获取的基础摩擦扭矩图谱比对分析。

当获取的当前摩擦扭矩图谱与基础摩擦扭矩图谱如图4所示时，可知摩擦扭矩较基础数据增大，摩擦阻力增加，可以快速判断出发动机出现疑似化瓦的故障。

当获取的当前摩擦扭矩图谱与基础摩擦扭矩图谱如图5所示时，可知摩擦扭矩较基础数据减小，摩擦阻力减少，可以快速判断出活塞、活塞环与气缸套磨损到达极限，发动机的缸内气密性下降，发动机需要进行大修保养。

实施例2

以做功顺序为A1-B1-A5-B5-A3-B3-A6-B6-A2-B2-A4-B4的12V180型柴油机为例，其做功间隔角为60°；当发动机出现疑似是某缸出现拉缸、活塞、活塞环与气缸套密封性变差等故障时，在发动机可以正常盘车的条件下，在后期，由驱动器2带动利用转矩传感器1来检测发动机的摩擦扭矩，同时由角度传感器3来检测飞轮5转过的角度，然后将摩擦扭矩数据和角度数据传输至数据采集处理器4，由数据采集处理器4将摩擦扭矩数据和角度数据一一对应，形成以角度为横坐标、以摩擦扭矩为纵坐标的当前摩擦扭矩图谱，PC机11获取该当前摩擦扭矩图谱，当获取的当前摩擦扭矩图谱如图6所示时，由图谱可以判定为B5缸密封性变差，可直接定位检查B5缸，可以有效保证问题缸定位的准确度和速度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，包括：

转矩传感器(1)，所述转矩传感器(1)两端分别形成第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与发动机的飞轮(5)传动连接；

驱动器(2)，与所述第二连接端传动连接；

角度传感器(3)，用于检测所述飞轮(5)转过的角度；

数据采集处理器(4)，与所述转矩传感器(1)和所述角度传感器(3)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述第一连接端同轴连接有齿轮(6)，所述齿轮(6)与所述飞轮(5)的齿圈啮合。

3.根据权利要求2所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述齿轮(6)与所述第一连接端之间连接有第一联轴器(7)。

4.根据权利要求1所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述第二连接端与所述驱动器(2)同轴连接。

5.根据权利要求4所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述第二连接端与所述驱动器(2)之间连接有第二联轴器(8)。

6.根据权利要求1所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述数据采集处理器(4)与所述转矩传感器(1)和所述角度传感器(3)通过RS232串口进行通讯。

7.根据权利要求1-6任一所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述数据采集处理器(4)形成有显示屏(9)。

8.根据权利要求1-6任一所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，所述数据采集处理器(4)形成有控制面板(10)。

9.根据权利要求1所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，还包括：

PC机(11)，与所述数据采集处理器(4)通讯连接。

10.根据权利要求9所述的发动机摩擦扭矩的检测装置，其特征在于，还包括：

中心服务器(12)，与所述PC机(11)通讯连接。