CN103389209B - 发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统 - Google Patents
发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统，所述方法包括：分别在14.5°至20.2°、194.5°至200.2°、374.5°至380.2°和554.5°至560.2°的曲轴转角范围内依次选择第一缸、第三缸、第四缸和第二缸的零点位置上界和零点位置下界；当每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；若否，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。本发明能够精确地判断出存在着连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的发动机某一缸，避免发动机在整车装车后再发生拉毛或烧瓦。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统。
背景技术
随着发动机朝着轻量化、大功率的方向发展，发动机的曲轴连杆颈承受的单位载荷越来越大。通常发动机的摩擦副内有异物、润滑不好或者尺寸配合有偏差都会导致发动机曲轴连杆轴瓦拉毛或烧瓦的现象发生。因此，目前亟需一种能够监测出发动机是否存在连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机活塞上止点位置时域分析方法及系统，能够精确地判断出存在着连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的发动机，避免发动机在整车装车后再发生拉毛或烧瓦。
为解决上述问题，本发明提供一种发动机活塞上止点位置时域分析方法，包括：
在14.5°曲轴转角至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°曲轴转角至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°曲轴转角至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°曲轴转角至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；
若是，则判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
若否，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。
进一步的，在上述方法中，所述发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
进一步的，在上述方法中，所述发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
进一步的，在上述方法中，所述发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
进一步的，在上述方法中，所述发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
根据本发明的另一面，提供一种发动机活塞上止点位置时域分析方法及统，包括：
上下界模块，用于在14.5°曲轴转角至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°曲轴转角至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°曲轴转角至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°曲轴转角至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
监控模块，用于对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；
第一判断模块，用于当某一缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
第二判断模块，用于当某一缸连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角不在该缸零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。
进一步的，在上述系统中，所述上下界模块选择的发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
进一步的，在上述系统中，所述上下界模块选择的发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
进一步的，在上述系统中，所述上下界模块选择的发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
进一步的，在上述系统中，所述上下界模块选择的发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
与现有技术相比，本发明通过在14.5°曲轴转角至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°曲轴转角至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°曲轴转角至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°曲轴转角至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；若是，则判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；若否，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损，能够在发动机冷试测试过程中，精确地判断出存在着连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的发动机某一缸，避免发动机在整车装车后再发生拉毛或烧瓦，从而节约成本，提高用户满意度。
附图说明
图1是本发明一实施例的发动机活塞上止点位置时域分析方法的流程图；
图2是本发明一实施例的发动机活塞的工况示意图；
图3是本发明一实施例的扭矩为零位置的曲轴转角监控图；
图4是本发明一实施例的发动机活塞上止点位置时域分析系统的模块图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1～3所示，本发明提供一种发动机活塞上止点位置时域分析方法，包括步骤S1～步骤S4。
步骤S1，在14.5°至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
优选的，所述发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
优选的，所述发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
优选的，所述发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
优选的，所述发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
步骤S2，对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞D到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦B的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内若是，则转到步骤S3，若否，则转到步骤S4；具体的，本实施例的冷试测试技术能够作为标准的形式适用于所有的冷试台架和发动机机型。
步骤S3，判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
步骤S4，进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损具体的，造成轴瓦烧瓦的部分原因为发动机油道内异物造成连杆轴瓦磨损，破坏油膜，轴瓦产生高温，导致拉毛或烧瓦。因此，本实施例在发动机进行冷试测试阶段就将连杆轴瓦有初步损伤的现象进行监控并及时隔离潜在风险，避免在整车装车后再发生拉毛或烧瓦，减少损失提高下游用户的满意度。
详细的，如图2所示，发动机第三缸的三个摩擦副分别为连杆活塞活塞销A、连杆轴瓦B和主轴瓦C，各工况下A、B和C三个摩擦副在正常情况下摩擦力均为零。如图3所示，可以曲轴转角的度数为横坐标轴，以连杆轴瓦的输出与输入扭矩的大小(Nm，牛米)为纵坐标，以垂直于横坐标轴的零点位置上界线c和零点位置下界线d所围成的坐标轴区域为监控窗口，这个监控窗口可将连杆轴瓦拉毛或烧瓦的缺陷控制住。如图2所示的工况1，若第三缸各个摩擦副均无异常磨损，活塞到上止点时，第三缸的连杆轴瓦的输出与输入扭矩均为零，即图3中冷试扭矩曲线过零点位置a；如图2所示的工况2，若连杆轴瓦发生初期磨损，工况2中B点会增加额外的摩擦扭矩，这个阻力矩需要该缸压缩气体P做功克服，该第三缸的连杆轴瓦的输出与输入扭矩为零位置会相对所述零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角即图3中冷试扭矩曲线过零点位置b，具体滞后曲轴转角的度数因连杆轴瓦磨损程度而异。图3中a点在所述监控窗口的范围内，所以第三缸的连杆轴瓦不存在磨损，该发动机合格，图3中b点超出所述监控窗口的范围，且连杆轴瓦的输出与输入扭矩为零位置会相对所述零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，所以第三缸的连杆轴瓦存在磨损，该发动机不合格。
本实施例能够在发动机冷试测试过程中，精确地判断出存在着连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的发动机，避免发动机在整车装车后再发生拉毛或烧瓦，从而节约成本，提高用户满意度。
实施例二
如图4所示，本发明还提供另一种发动机活塞上止点位置时域分析系统，包括上下界模块1、监控模块2、第一判断模块3和第二判断模块4。
上下界模块1，在14.5°曲轴转角至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°曲轴转角至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°曲轴转角至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°曲轴转角至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
优选的，所述上下界模块1选择的发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
优选的，所述上下界模块1选择的发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
优选的，所述上下界模块1选择的发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
优选的，所述上下界模块1选择的发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
监控模块2，用于对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；
第一判断模块3，用于当某一缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
第二判断模块4，用于当某一缸连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角不在该缸零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。
实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。
本发明在14.5°曲轴转角至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°曲轴转角至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°曲轴转角至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°曲轴转角至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；若是，则判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；若否，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损，能够在发动机冷试测试过程中，精确地判断出存在着连杆轴瓦拉毛或烧瓦风险的发动机某一缸，避免发动机在整车装车后再发生拉毛或烧瓦，从而节约成本，提高用户满意度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种发动机活塞上止点位置时域分析方法，其特征在于，包括：
在14.5°至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；
若是，则判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
若否，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。
2.如权利要求1所述的发动机活塞上止点位置时域分析方法，其特征在于，所述发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
3.如权利要求1所述发动机活塞上止点位置时域分析方法，其特征在于，所述发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
4.如权利要求1所述发动机活塞上止点位置时域分析方法，其特征在于，所述发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
5.如权利要求1所述发动机活塞上止点位置时域分析方法，其特征在于，所述发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
6.一种发动机活塞上止点位置时域分析系统，其特征在于，包括：
上下界模块，用于在14.5°至20.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界，在194.5°至200.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界，在374.5°至380.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界，在554.5°至560.2°曲轴转角的范围内选择发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界，其中，每一缸的零点位置上界大于该缸的零点位置下界；
监控模块，用于对发动机进行冷试测试，当发动机的每一缸的活塞到达上止点时，监控与该缸的活塞连接的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内；
第一判断模块，用于当某一缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角在该缸的零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，判断为该缸的连杆轴瓦不存在磨损；
第二判断模块，用于当某一缸连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角不在该缸零点位置上界和零点位置下界之间的范围内时，则进一步监控该缸的连杆轴瓦的输入输出扭矩为零位置的曲轴转角是否比该缸的零点位置上界滞后0.1～5°曲轴转角，若是，则判断为该缸的连杆轴瓦存在磨损。
7.如权利要求6所述的发动机活塞上止点位置时域分析系统，其特征在于，所述上下界模块选择的发动机的第一缸的零点位置上界和零点位置下界分别为20.2°和14.5°曲轴转角。
8.如权利要求6所述的发动机活塞上止点位置时域分析系统，其特征在于，所述上下界模块选择的发动机的第三缸的零点位置上界和零点位置下界分别为200.2°和194.5°曲轴转角。
9.如权利要求6所述的发动机活塞上止点位置时域分析系统，其特征在于，所述上下界模块选择的发动机的第四缸的零点位置上界和零点位置下界分别为380.2°和374.5°曲轴转角。
10.如权利要求6所述的发动机活塞上止点位置时域分析系统，其特征在于，所述上下界模块选择的发动机的第二缸的零点位置上界和零点位置下界分别为560.2°和554.5°曲轴转角。
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