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专利名称：一种内燃机不解体测量系统及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种压力测量系统，特别是涉及一种不解体检测内燃机综合压力曲线的智能型测量系统及检测方法。
背景技术：
多年来，人们对内燃机的故障诊断和检测仅能靠耳朵听、鼻子闻、眼睛看等落后方法进行，而对于内燃机使用寿命的预测也只能应用直接减去耗费的方法进行。多年的实践证明，这种现有的测量装置和测量手段操作人员难以掌握，由此造成误诊、误判率高。而内燃机是汽车等机动设备的心脏，如果没有有效的测量系统准确地对其进行检测，其后果是无法对内燃机使用状态进行分析，从而导致利用现有装置和技术无法于内燃机发生故障之前发出预警，由此会给国家和个人造成巨大的经济损失。
为此，本发明根据目前国、内外科技水平和内燃机的发展状况，设计出一种具有较高自动化、智能化水平的往复式活塞内燃机用不解体测量系统。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，而提供一种内燃机不解体测量系统及检测方法，利用压力传感器、数据采集盒，以及计算机处理平台，对内燃机综合压力曲线测量系统进行自动处理和分析，并且对其气缸压力、喷油压力、机油压力随曲轴转角变化曲线(称为“心电图”)进行自动分析和输出，以达到对内燃机进行故障诊断和寿命预测的目的。
本发明提出一种内燃机不解体测量系统，包括内燃机和测量系统，其特征在于所述测量系统包括压力传感器、数据采集盒、RAM存贮器103、以及计算机104组成，所述压力传感器将得到的压力物理量变为电信号，经过电路放大、整流和滤波后将信号传给所述数据采集盒，所述数据采集盒采集到的经处理后的信号经过A/D转换，所述转换结果贮存在RAM，通过打印电缆送入计算机进行数据分析和处理。
本发明还提出了一种内燃机不解体检测方法，该方法包括以下步骤初始化下列参数测量时间t、气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；设定测量时间为tm；
将压力传感器安装在被测量处；每隔0.25秒采集一次气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；直至测量时间tm到时，停止压力值采集；进行数据处理，将上述三种压力值进行电路放大和整流、滤波处理，并传送到数据采集盒；利用数据采集盒进行压力电信号的A/D转换；输出气缸压力参数、喷油压力参数、机油压力参数和曲轴转速；及与标准值比较，做出内燃机寿命预测。
与现有技术相比，本发明可自由安装和使用在任何结构形式的活塞式内燃机上；由于其使用状态是在内燃机不解体的状况下，因此可实现对内燃机实施在线测量；体积小、重量轻、结构紧凑、便于携带、使用方便；电源适用性广泛，一般使用笔记本电脑内部电源，特殊情况既可以用110-220的交流电也可以用车用12伏或24伏的直流电，因此，它不受测量条件的限制。既可以在室内测量；也可以在野外测试；测量精度和自动化、智能化程度都比传统的压力测量有很大提高，自动化、智能化程度高。。
下面将结合实施例及参照附图对该发明的技术方案进行详细说明。


图1为本发明的组成框图；图2为本发明的硬件连接图；图3为本发明的压力传感器结构示意图；图4为本发明软件流程图；图5为本发明的实施例输出界面图。
具体实施例方式
本发明提出一种内燃机不解体测量系统及检测方法，应用电子测量技术和计算机(单片机)技术对内燃机气缸压力、喷油压力和机油压力以及曲轴转速等参数实施在线自动测量和数据分析，从而实现对内燃机的技术性能和剩余寿命进行预测的目的。
如图1所示，为本发明的组成框图，它主要由传感器101、数据采集盒102、RAM存贮器103、以及计算机104组成；传感器的安装根据以下情况可以选择不同的安装位置例如，压力传感器1安装在内燃机气缸的喷油嘴处(如果是汽油机则将传感器1安装在火花塞处)；压力传感器2安装在高压泵出油口处；压力传感器3安装在机油泵与机油压力表接口处。压力传感器把得到的压力物理量变为电信号，经过电路放大、整流和滤波后将信号传给数据采集盒，经过A/D转换和RAM贮存后，通过打印电缆送入计算机，再经过专用软件处理后，可以将处理结果打印或者将测得的结果显示在屏幕上。
如图2所示为测试系统各部件的硬件连接，201为压力传感器，用于将压力信号转换为电信号；202为数据采集盒，用于接收电路放大、整流和滤波后处理后的电信号，并将该电信号进行A/D转换，输出数字信号；203为通信电缆，用于传送信号到计算机204；205为计算机电源适配器。
如图3所示，为本发明所使用的压力传感器结构示意图，其中，包括连接头301、连接胶管302、传感器芯片303、电路板304以及信号电缆305。本发明的压力传感器采用半导体扩散硅式压力传感器。本发明所采用的压力传感器，其输出电流为4-25mA的直流电，分辨率为0.001Mpa。
如图4所示，为本发明所提出的内燃机不解体测量方法软件流程图，该流程包括以下步骤首先，初始化下列参数测量时间t、气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；设定测量时间为tm，将压力传感器安装在被测量处，每隔0.25微秒钟分别采集一次气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；直至测量时间tm到时，停止压力值采集；进行数据处理，将上述三种压力值进行电路放大和整流、滤波处理，并传送到数据采集盒；利用数据采集盒进行压力电信号的A/D转换；输出气缸压力参数、喷油压力参数、机油压力参数和曲轴转速；及与标准值比较，做出内燃机寿命预测。
下面通过一具体实施例对本案的技术方案作进一步描述。
图5为本发明的实施例输出界面图，该界面图由计算机输出，描绘的是内燃机综合压力曲线(称为“心电图”)，界面图中的三条曲线分别代表喷油压力、机油压力和气缸压力，右侧为计算出的测量参数值及测量日期、文件号。
当气缸压力低于标准气缸压力的80％时，应当进行检修；如果进气压力小于0.12Mpa时，表明进排气门开启的时机不合适；当进气门开启时机合适，而进气压力低于标准数值时，表明进气道不畅通，空气滤清器应该保养；如果喷油压力的峰值与气缸压力的峰值之间的曲轴转角差不在有关标准规定的范围内，就表明提前喷油角不合适；如果喷油压力的峰值低于规定的数值，则表明高压泵和喷油嘴有问题；当机油压力低于规定数值时，表明机油泵和机油滤清器应该保养和检修；根据气缸压力、喷油压力和机油压力等综合情况，计算机软件自动应用寿命预测的数学模型进行储备寿命计算。该计算公式为
Li=Lb
ϵ/n,]]>其中Lb为基本额定寿命，Pi为在线实际测量得到的汽缸最高压力，K为内燃机寿命修正系数，ε为内燃机压缩比，n为指数减低系数。
本发明提供的测量系统的主要功用是1、评价发动机是否应当进行大修；2、判断进、排气门开启时机是否合适；3、评价空气滤清器是否应该进行保养或更换；4、判断汽油机的提前点火角或柴油机的提前喷油角是否合适；5、分析柴油机的喷油压力是否正常；6、检查机油压力是否正常；机油滤清器是否应当进行保养；7、判断燃油燃烧是否正常；8、分析机油是否应当进行更换。
9、预测发动机的贮备寿命。
权利要求
1.一种内燃机不解体测量系统，包括内燃机和测量系统，其特征在于所述测量系统包括压力传感器、数据采集盒、计算机组成，所述压力传感器将得到的压力物理量变为电信号，经过电路放大、整流和滤波后将信号传给所述数据采集盒，所述数据采集盒采集到的经处理后的信号经过A/D转换后，所述转换结果贮存在RAM中，通过打印电缆送入计算机进行数据分析和处理。
2.权利要求1所述的内燃机不解体测量系统，其特征在于，所述压力传感器接头、连接胶管、传感器芯片、电路板以及信号电缆。
3.如权利要求1所述的内燃机不解体测量系统，其特征在于，所述压力传感器安装在内燃机气缸的喷油嘴处。
4.如权利要求3所述的内燃机不解体测量系统，其特征在于，所述压力传感器安装在汽油机火花塞处。
5.如权利要求1所述的内燃机不解体测量系统，其特征在于，所述压力传感器安装在高压泵出油口处。
6.如权利要求1所述的内燃机不解体测量系统，其特征在于，所述压力传感器安装在机油泵与机油压力表接口处。
7.如权利要求1所述的不解体内燃机测量系统，其特征在于，所述压力传感器采用半导体扩散硅式压力传感器。
8.一种内燃机不解体检测方法，该方法包括以下步骤初始化下列参数测量时间t、气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；设定测量时间为tm；将压力传感器安装在被测量处；根据设定的时间间隔分别采集一次气缸压力值x、喷油压力值y、机油压力值z；直至测量时间tm到时，停止压力值采集；进行数据处理，将上述三种压力值进行电路放大和整流、滤波处理，并传送到数据采集盒；利用数据采集盒进行压力电信号的A/D转换；输出气缸压力参数、喷油压力参数、机油压力参数和曲轴转速；及与标准值比较，做出内燃机寿命预测。
9.如权利要求8所述的内燃机不解体检测方法，其特征在于，所述采样时间为5秒，采样频率为0.25微秒。
10.如权利要求8所述内燃机不解体检测方法，其特征在于，所述对内燃机寿命预测的计算公式为Li=Lb
ϵ/n,]]>其中Lb为基本额定寿命，Pi为在线实际测量得到的汽缸最高压力，K为内燃机寿命修正系数，ε为内燃机压缩比，n为指数减低系数。
全文摘要
一种内燃机不解体测量系统及检测方法，包括内燃机和测量系统，其特征在于所述测量系统包括压力传感器、数据采集盒、RAM存贮器103、以及计算机104组成，所述压力传感器将得到的压力物理量变为电信号，经过电路放大、整流和滤波后将信号传给所述数据采集盒，所述数据采集盒采集到的经处理后的信号经过A/D转换，所述转换结果贮存在RAM，通过打印电缆送入计算机进行数据分析和处理。与现有技术相比，本发明可自由安装和使用在任何结构形式的活塞式内燃机上；由于其使用状态是在内燃机不解体的状况下，因此可实现对内燃机实施在线测量；体积小、重量轻、结构紧凑、便于携带、使用方便，而且操作简单，数据分析准确，自动化、智能化程度高。
文档编号G01L23/00GK1584530SQ20041001944
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者于战果, 王海山 申请人:于战果, 王海山