發動機氣缸密封性的檢測方法、控制系統及發動機系統的製作方法
2023-06-01 18:26:26
專利名稱：發動機氣缸密封性的檢測方法、控制系統及發動機系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械的自動控制技術領域，特別涉及一種發動機氣缸密封性的檢測方法、控制系統及發動機系統。
背景技術：
發動機系統是工程車輛中重要的動力部件，在工程車輛的正常作業和行使中起著至關重要的作用。現有技術中傳統的發動機系統一般包括兩大機構和五大系統，即曲柄連杆機構、配氣機構和燃料系統、潤滑系統、冷卻系統、點火系統以及起動系統，電控發動機還包括控制系統。曲柄連杆機構包括發動機氣缸、置於氣缸內部的活塞、連杆曲軸和飛輪等零部件，曲柄連杆機構主要是實現發動機工作循環，完成能量轉化的主要部件，在作功過程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連杆轉換為曲軸的旋轉運動，並從曲軸對外輸出動力；當在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量把曲軸的旋轉運動轉化為活塞的直線運動。其中，氣缸的密封性是發動機的重要參數之一，如果發動機某一個氣缸的密封性比較差，導致漏氣，使發動機運轉不穩定、噪音大、功率損失以及活塞竄氣量增大導致潤滑油加速老化等不良後果，氣缸內部壓力嚴重降低，還可能導致發動機啟動困難，不能啟動發動機，影響工程機械的正常作業。然而，發動機在運行工況下直接對氣缸的漏氣量進行測量比較困難，目前並沒有對氣缸的密封性進行檢測的方法。因此，如何提供一種發動機氣缸密封性的檢測方法，在發動機運行時可以有效檢測氣缸的密封性能，是本領域內技術人員亟待解決的問題。
發明內容
本發明的目的旨為提供一種發動機氣缸密封性的檢測方法，在發動機運行時可以有效檢測氣缸的密封性能。在此基礎上，本發明還提供一種發動機氣缸密封性控制系統及發動機系統。為解決第一個技術問題，本發明提供了一種發動機氣缸密封性的檢測方法，該方法按照下述步驟進行步驟SlOl 獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；步驟S102 根據所述發動機轉速實時信號、所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，以及兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速bl和b2，並計算bl-b2 ；步驟S103:判斷上述Ibl-b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，如果||bl-b2hb|大於C，則執行步驟105;，反之，執行步驟104 ；
步驟S104 發出發動機汽缸密封性良好的顯示指令；步驟S105 發出發動機氣缸密封性較差的顯示指令。優選地，步驟10 中所述第一曲軸轉角和所述第二曲軸轉角相差值小於180度。優選地，所述第一曲軸轉角和所述第二曲軸轉角相差20度。優選地，還包括步驟106，具體內容如下106)、接收步驟104)或/和步驟105)中的顯示指令，並執行各顯示指令。本發明提供的發動機氣缸密封性的檢測方法，首先獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號，然後在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角和第二曲軸轉角，計算兩曲軸轉角對應的發動機轉速差值的絕對值，並判斷該絕對值與內置的發動機轉速標準值兩者之間差值的絕對值大小，如果兩者差值的絕對值大於預設標準值，則發動機汽缸密封性良好，反之發動機氣缸密封性較差，並根據判斷結果發出相應顯示指令，操作人員可以根據顯示指令了解發動機運行時各氣缸的密封性的情況。本發明提供的發動機氣缸密封性的檢測方法可以實現發動機運行狀態下氣缸密封性的檢測，有利於操作人員實時了解氣缸的運行狀況，避免發動機在氣缸氣密性較差工況下運行，有助於操作人員及時排除故障，使發動機始終處於穩定狀態運行，不僅可以提高發動機的使用效率，而且還可以提高發動機各零部件的使用壽命。在上述檢測方法的基礎上，本發明還提供了一種發動機氣缸密封性的檢測系統，包括獲取信號裝置、控制器獲取信號裝置用於獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；所述控制器根據所述發動機轉速實時信號和所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速差值的絕對值，判斷上述絕對值與內置的發動機轉速標準值兩者差值的絕對值與預設標準值的大小，並根據判斷結果發出相應顯示指令。優選地，所述獲取信號裝置包括分別設置於所述發動機和所述曲軸上的轉角傳感器，分別檢獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號。優選地，還包括用於接收所述控制器的顯示指令並執行各顯示指令的顯示裝置。優選地，所述顯示裝置為操縱室內的顯示平臺。除上述檢測方法和控制系統外，本發明還提供了一種發動機系統，包括發動機氣缸以及發動機氣缸密封性檢測系統，所述控制系統為上述任一項所述的發動機氣缸密封性控制系統。因發動機氣缸密封性的檢測方法具有上述技術效果，故應用上述檢測方法的發動機氣缸密封性控制系統和發動機系統也應當具有上述技術效果。
圖1為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測方法的流程圖；圖2為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測系統的一種具體實施方式
的組成框圖；圖3為發動機氣缸密封性良好和實際工況曲軸轉角和發動機轉速的曲線示意 圖4為本發明所提供的發動機氣缸密封性的另一種檢測方法的流程圖；圖5為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測系統的另一種具體實施方式
的組成框圖。
具體實施例方式
本發明的核心旨為提供一種發動機氣缸密封性的檢測方法，在發動機運行時可以有效檢測氣缸的密封性能。在此基礎上，本發明還提供一種發動機氣缸密封性控制系統及發動機系統。為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合發動機氣缸密封性的檢測方法和控制系統，以及附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1和圖2，圖1為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測方法的流程圖；圖2為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測系統的一種具體實施方式
的組成框圖。本發明提供了一種發動機氣缸密封性的檢測系統，用於發動機氣缸的氣密性檢測，包括獲取信號裝置、控制器；獲取信號裝置用於獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號，上述兩信號的獲取可以分別通過不同的轉角傳感器，轉角傳感器可以為接觸式傳感器，也可以為非接觸式傳感器，例如光電式傳感器等。該檢測系統中的控制器根據所述發動機轉速實時信號和所述曲軸轉角實時信號，首先在曲軸轉動同一周期內，選取兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速差值的絕對值，為了描述方便所選取的兩曲軸轉角定義為第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，兩者分別對應的發動機轉速為bl和1^2，其次計算|bl-b2|的大小，進而判斷上述|bl-b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，並根據判斷結果發出相應顯示指令。需要說明的轉速標準值和預設標準值C是根據發動機的具體工況等條件設定的。—般地，通過發動機衝程的不同，可以得到發動機完成進氣、壓縮、作功、排氣四衝程，曲軸轉動的角度，本文中將完成上述四個過程為發動機的一個周期，例如二衝程發動機，曲軸轉動360度完成上述四個過程，而四衝程發動機，曲軸需要轉動720度完成上述四個過程。請參考圖3，圖3為發動機氣缸密封性良好和實際工況曲軸轉角和發動機轉速的曲線示意圖，橫坐標為曲軸轉角，縱坐標為發動機轉速，曲線1為發動機氣缸實際工況檢測曲線，曲線2為發動機氣缸氣密性良好工作曲線，00』為正常工作曲線的發動機活塞處於上至點位置，所謂上至點定義為發動機作功最大位置處，圖中只給出了完成發動機一個周期動作的曲軸的轉動角度和發動機的轉速，如圖3所示00』至左側峰值區間為發動機氣缸作功區間，相應的00』至右側峰值區間為發動機氣缸壓縮區間，其他周期類似，故省去。具體地，本發明中所提供的發動機氣缸密封性控制系統的檢測方法的流程可以參考如圖1所示，該方法可以按照下述步驟進行步驟SlOl 獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；步驟S102 根據所述發動機轉速實時信號、所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，以及兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速bl和b2，並計算bl-b2 ；
步驟S103 判斷上述|bl_b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，如果I Ibl-b2卜b|大於C，則執行步驟S105)；，反之，執行步驟S104)；步驟S104 發出發動機汽缸密封性良好的顯示指令；步驟S105 發出發動機氣缸密封性較差的顯示指令。本發明提供的發動機氣缸密封性的檢測方法，首先獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號，然後在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，計算兩曲軸轉角對應的發動機轉速差值的絕對值，並判斷該絕對值與內置的發動機轉速標準值兩者之間差值的絕對值大小，如果兩者差值的絕對值大於預設標準值，則發動機汽缸密封性良好，反之發動機氣缸密封性較差，並根據判斷結果發出相應顯示指令，操作人員可以通過該顯示指令了解發動機運行時各氣缸的密封性的情況。本發明提供的發動機氣缸密封性的檢測方法可以實現發動機運行狀態下氣缸密封性的檢測，有利於操作人員實時了解氣缸的運行狀況，避免發動機在氣缸氣密性較差工況下運行，有助於操作人員及時排除故障，使發動機始終處於穩定狀態運行，不僅可以提高發動機的使用效率，而且還可以提高發動機各零部件的使用壽命。在一種優選的實施方式中，上述檢測方法中第一曲軸轉角al和所述第二曲軸轉角a2處於發動機同一作功或壓縮狀態時的數值，該選取方式單獨判斷發動機氣缸單獨處於壓縮或作功兩狀態下氣缸的氣密性，增加判斷的準確性。為了增加氣密性判斷的精確性，可以通過實踐經驗或計算機仿真手段，合理選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2之間的角度為合適角度，在本文中給出了一種發動機具體實施方式
的設置方式，具體如下。在一種具體實施方式
中，第一曲軸轉角al和所述第二曲軸轉角a2兩角度相差值可以小於等於20度，該角度差範圍內檢測值比較準確。當然，本文中只是給出了一種優選的實施方式，本領域內技術人員應當理解，根據發動機的具體工況，第一曲軸轉角al和所述第二曲軸轉角a2兩角度相差值也可以為其他數值。而且，還可以通過多次測量發動機在同一作功或壓縮狀態的曲軸轉角區間進行多次測量比較，以便更進一步精確判斷，減小判斷誤差。請參考圖4和圖5，圖4為本發明所提供的發動機氣缸密封性的另一種檢測方法的流程圖；圖5為本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測系統的另一種具體實施方式
的組成框圖。在一種優選實施方式中，顯示裝置用於接收並執行控制器發送來的顯示指令，該顯示指令可以為視頻信號顯示指令，也就是說該顯示裝置可以為視頻顯示裝置，該視頻顯示裝置可以將控制器傳遞來的各氣缸的工作狀態信息顯示於屏幕上，相應控制步驟具體如下步驟S201 獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；步驟S202 根據所述發動機轉速實時信號、所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，以及兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速bl和b2，並計算bl-b2 ；
步驟S203 判斷上述|bl_b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，如果I Ibl-b2卜b|大於C，則執行步驟S205)；，反之，執行步驟S204)；步驟S204 發出發動機汽缸密封性良好的顯示指令；步驟S205 發出發動機氣缸密封性較差的顯示指令；步驟S206 接收步驟S204)或/和步驟S2(^)中的顯示指令，並執行各顯示指令。當然，上述控制方法中顯示裝置也可以只接收氣密性有問題的氣缸的顯示指令，提醒用戶。上述各實施例中，顯示裝置可以為操縱室內的顯示平臺，便於操作人員觀察，以及及時採取相應動作，可以進一步減小發動機在洩漏情況下工作時間。在另一種優選實施方式中，上述各實施例中獲取信號裝置可以包括分別設置於所述發動機和曲軸上的轉角傳感器，分別檢獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號，具體的可以設置於發動機的飛輪上和曲柄的凸輪軸上。基於上述發動機氣缸密封性的檢測方法和控制系統，本發明還提供了一種發動機，包括車體以及防止所述車體傾翻的控制系統，所述控制系統為上述任一實施例中所述的發動機氣缸密封性控制系統。由於控制系統具有上述技術效果，故具有該控制系統的發動機也具有上述技術效果。發動機的其他結構請參考現有技術資料，在此不做贅述。以上對本發明所提供的發動機氣缸密封性的檢測方法、檢測系統及發動機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種發動機氣缸密封性的檢測方法，其特徵在於，該方法按照下述步驟進行101)、獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；102)、根據所述發動機轉速實時信號、所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角al和第二曲軸轉角a2，以及兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速bl和b2，並計算 |bl-b2 ；103)、判斷上述|bl-b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，如果I |bl-b2卜b|大於C，則執行步驟105;，反之，執行步驟104。104)、發出發動機汽缸密封性良好的顯示指令；105)、發出發動機氣缸密封性較差的顯示指令。
2.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，步驟102)中所述第一曲軸轉角al和所述第二曲軸轉角a2處於發動機同一作功或壓縮狀態時的數值。
3.如權利要求1或2所述的檢測方法，其特徵在於，第一曲軸轉角和al所述第二曲軸轉角a2相差值小於等於20度。
4.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於，還包括步驟106，具體內容如下106)、接收步驟104或/和步驟105中的顯示指令，並執行各顯示指令。
5.一種發動機氣缸密封性的檢測系統，其特徵在於，包括獲取信號裝置、控制器；所述獲取信號裝置用於獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號；所述控制器根據所述發動機轉速實時信號和所述曲軸轉角實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速差值的絕對值，判斷上述絕對值與內置的發動機轉速標準值兩者差值的絕對值與預設標準值的大小，並根據判斷結果發出相應顯示指令。
6.如權利要求5所述的發動機氣缸密封性的檢測系統，其特徵在於，所述獲取信號裝置包括分別設置於所述發動機和所述曲軸上的轉角傳感器，分別檢獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號。
7.如權利要求5或6所述的發動機氣缸密封性的檢測系統，其特徵在於，還包括用於接收所述控制器的顯示指令並執行各顯示指令的顯示裝置。
8.如權利要求7所述的發動機氣缸密封性的檢測系統，其特徵在於，所述顯示裝置為操縱室內的顯示平臺。
9.一種發動機系統，包括發動機氣缸以及發動機氣缸密封性檢測系統，其特徵在於，所述檢測系統為權利要求5至8任一項所述的發動機氣缸密封性的檢測系統。
全文摘要
本發明公開了一種發動機氣缸密封性的檢測方法、控制系統及發動機系統，該方法按照下述步驟進行首先獲取發動機轉速實時信號和曲軸轉角實時信號，其次根據上述各實時信號，在曲軸轉動同一周期內，選取第一曲軸轉角a1和第二曲軸轉角a2，以及兩不同曲軸轉角對應的發動機轉速b1和b2，並計算|b1-b2|，進而判斷上述|b1-b2|與內置的發動機轉速標準值b兩者之間差值的絕對值是否大於預設標準值C，最後根據上述判斷結果發出相應顯示指令；該檢測方法可以實現發動機運行狀態下氣缸密封性的檢測，有利於操作人員實時了解氣缸的運行狀況，避免發動機在氣密性較差工況下運行，可以提高發動機的使用效率及其各零部件的使用壽命。
文檔編號G01M3/00GK102564700SQ20111045571
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者李士振, 王以華, 馬琳琳 申請人:濰柴動力股份有限公司