一种发动机配气机构故障检测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种发动机配气机构故障检测方法及装置，其中，所述发动机配气机构故障检测方法，通过在凸轮轴从动件上添加应变片，通过检测应变片的受力，得到凸轮轴从动件的受力随发动机曲轴转角变化的第一关系曲线，将第一关系曲线与预先确定的目标关系曲线进行比较，从而判断配气机构是否故障。也即本申请中将正常的目标关系曲线与待检测的发动机的第一关系曲线之间作对比，从而得到配气机构是否故障的结果，若存在故障，则被检测出，用于报警提醒用户配气机构出现异常，需要调整。

A Fault Detection Method and Device for Engine Valve Train

This application provides a fault detection method and device for engine valve train, in which the fault detection method for engine valve train is described. By adding strain gauge on the camshaft follower and detecting the force of strain gauge, the first relationship curve of the force of the camshaft follower varying with the crankshaft angle of the engine is obtained, and the first relationship curve is related to the predetermined target. The curves are compared to determine whether the valve train is malfunctioning or not. That is to say, in this application, the normal target relationship curve is compared with the first relationship curve of the engine to be tested, so as to get the result of whether the valve train is malfunctioning or not. If there is a malfunction, it will be detected, which is used to warn the user that the valve train is abnormal and needs to be adjusted.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机配气机构故障检测方法及装置
本专利技术涉及发动机故障检测
，尤其涉及一种发动机配气机构故障检测方法及装置。
技术介绍
凸轮轴是发动机配气机构的重要元件，起到定时开启和关闭各缸进气门和排气门的作用。配气机构通过配气定时的作用直接影响到发动机整机性能。凸轮轴的扭转刚度将影响配气机构的动力特性，迄今为止，对凸轮机构的各种研究均假定凸轮以恒定的角速度ω作为运动输入，然而实际情况是，因其在不同场合下角速度ω的变化还很大，以致不能维持上述假定。配气定时主要取决于配气凸轮轴的运动特性，除了凸轮型线的影响，配气凸轮轴的扭转振动也是重要的影响因子。请参见图1-图4为凸轮轴扭转振动图线，其中，图1为等加速等减速运动图线；图2为余弦加速度运动图线；图3为正弦加速度运动图线；图4为五次多项式运动图线；其中，θ0为输入端转角，θ0＝ωt；φ为施加扭矩二端的相对转角。从图中可以看出，大振幅是输入扭矩及凸轮轴从动件对凸轮轴的联合作用而引起的，而小振幅是由机构本身的力学特性及对应的凸轮轴从动件位移运动规律所产生。由于输入轴的扭转振动，导致凸轮的转速不恒定，又由于各不同的运动规律导致不同自振频率。而凸轮轴一旦磨损，或者其相关件的磨损，则会改变气体载荷力，也会改变凸轮轴自身型线特性。但是现有技术中并没有能够检测发动机配气机构磨损或故障的诊断方法，为实际操作中配气机构故障进行提醒。因此，如何提供一种检测发动机配气机构故障的方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种发动机配气机构故障检测方法及装置，以解决现有技术中无法检测发动机配气机构故障的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种发动机配气机构故障检测方法，所述发动机配气机构包括凸轮轴、凸轮轴从动件、位于所述凸轮轴从动件上的应变片；所述发动机配气机构故障检测方法包括：获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线；将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障；其中，所述目标关系曲线与所述第一关系曲线对应的发动机转速相同。优选地，所述将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障，具体包括：选取预设曲轴转角范围，作为待比较曲轴转角范围；在所述待比较曲轴转角范围内，比较所述第一关系曲线和所述目标关系曲线，获取所述第一关系曲线相对于所述目标关系曲线的偏差；若所述偏差位于预设偏差阈值范围内，则判断所述配气机构正常；若所述偏差大于所述预设偏差阈值，则判断所述配气机构故障；步进曲轴转角范围，作为新的待比较曲轴转角范围，并返回所述在所述待比较曲轴转角范围内，比对所述第一关系曲线和所述目标关系曲线，获取所述第一关系曲线相对于所述目标关系曲线的偏差的步骤；直至遍历所述曲轴转角的所有范围。优选地，当所述配气机构是存在故障时，还包括：确定故障类型，并输出所述故障类型；其中，所述故障类型包括所述凸轮轴磨损和气门间隙异常。优选地，所述获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线，具体包括：获取所述应变片的应变信号；获取所述发动机的转速信号；将所述应变信号转换为所述凸轮轴从动件的受力信息，将所述转速信号转换为发动机的曲轴转角信息；将所述凸轮轴从动件的受力信息作为纵轴，所述发动机曲轴转角信息作为横轴，制作得到所述第一关系曲线。优选地，所述预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线的确定方法具体包括：对具有标准凸轮轴和气门间隙的目标发动机进行检测，所述目标发动机包括目标凸轮轴、目标凸轮轴从动件、位于所述目标凸轮轴从动件上的目标应变片；判断所述目标发动机所在车辆是否处于倒拖工况；若是，则采集所述目标发动机的多个目标转速信号；采集每个所述目标转速信号对应的所述目标发动机中所述目标应变片的目标应变信号；将所述目标应变信号转换为所述目标凸轮轴从动件的受力信息，将所述目标转速信号转换为目标发动机的曲轴转角信息；通过自学习方式确定所述多个目标转速信号下对应的多条凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线。本专利技术还提供一种发动机配气机构故障检测装置，用于实现上面任意一项所述的发动机配气机构故障检测方法，所述发动机配气机构包括凸轮轴、凸轮轴从动件、位于所述凸轮轴从动件上的应变片；所述发动机配气机构故障检测装置包括：第一关系曲线获取模块，用于获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线；第一判断模块，用于将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障；其中，所述目标关系曲线与所述第一关系曲线对应的发动机转速相同。优选地，所述第一判断模块包括：选取模块，用于选取预设曲轴转角范围，作为待比较曲轴转角范围；比较模块，用于比较所述第一关系曲线和所述目标关系曲线，获取所述第一关系曲线相对于所述目标关系曲线的偏差；判断子模块，用于判断在所述待比较曲轴转角范围内，所述配气机构是否故障；步进模块，用于步进曲轴转角范围，作为新的待比较曲轴转角范围。优选地，还包括：故障类型确定模块，用于在所述配气机构故障的情况下，确定故障类型；输出模块，用于将所述故障类型输出。优选地，所述第一关系曲线获取模块包括：应变信号获取模块，用于获取所述应变片的应变信号；转速信号获取模块，用于获取所述发动机的转速信号；第一转换模块，用于将所述应变信号转换为所述凸轮轴从动件的受力信息，将所述转速信号转换为发动机的曲轴转角信息；第一关系曲线制作模块，用于将所述凸轮轴从动件的受力信息作为纵轴，所述发动机曲轴转角信息作为横轴，制作得到所述第一关系曲线。优选地，还包括目标关系曲线确定模块，用于对具有标准凸轮轴和气门间隙的目标发动机进行检测，预先确定凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线；所述目标发动机包括目标凸轮轴、目标凸轮轴从动件、位于所述目标凸轮轴从动件上的目标应变片；所述目标关系曲线确定模块包括：第二判断模块，用于判断目标发动机所在车辆是否处于倒拖工况；第一采集模块，用于在所述目标发动机所在车辆处于倒拖工况时，采集所述目标发动机的多个目标转速信号；第二采集模块，用于采集每个所述目标转速信号对应的所述目标发动机中所述目标应变片的目标应变信号；第二转换模块，用于将所述目标应变信号转换为所述目标凸轮轴从动件的受力信息，将所述目标转速信号转换为目标发动机的曲轴转角信息；目标关系曲线确定模块，用于通过自学习方式确定目标关系曲线，所述目标关系曲线为所述多个目标转速信号下对应的多条凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的曲线。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的发动机配气机构故障检测方法，通过在凸轮轴从动件上添加应变片，通过检测应变片的受力，得到凸轮轴从动件的受力随发动机曲轴转角变化的第一关系曲线，将第一关系曲线与预先确定的目标关系曲线进行比较，从而判断配气机构是否故障。也即本申请中将正常的目标关系曲线与待检测的发动机的第一关系曲线之间作对比，从而得到配气机构是否故障的结果，若存在故障，则被检测出，用于报警提醒用户配气机构出现异常，需要调整。附图说明为了更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，所述发动机配气机构包括凸轮轴、凸轮轴从动件、位于所述凸轮轴从动件上的应变片；所述发动机配气机构故障检测方法包括：获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线；将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障；其中，所述目标关系曲线与所述第一关系曲线对应的发动机转速相同。

【技术特征摘要】
1.一种发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，所述发动机配气机构包括凸轮轴、凸轮轴从动件、位于所述凸轮轴从动件上的应变片；所述发动机配气机构故障检测方法包括：获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线；将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障；其中，所述目标关系曲线与所述第一关系曲线对应的发动机转速相同。2.根据权利要求1所述的发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，所述将所述第一关系曲线与预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线进行比较，判断所述配气机构是否故障，具体包括：选取预设曲轴转角范围，作为待比较曲轴转角范围；在所述待比较曲轴转角范围内，比较所述第一关系曲线和所述目标关系曲线，获取所述第一关系曲线相对于所述目标关系曲线的偏差；若所述偏差位于预设偏差阈值范围内，则判断所述配气机构正常；若所述偏差大于所述预设偏差阈值，则判断所述配气机构故障；步进曲轴转角范围，作为新的待比较曲轴转角范围，并返回所述在所述待比较曲轴转角范围内，比对所述第一关系曲线和所述目标关系曲线，获取所述第一关系曲线相对于所述目标关系曲线的偏差的步骤；直至遍历所述曲轴转角的所有范围。3.根据权利要求1所述的发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，当所述配气机构是存在故障时，还包括：确定故障类型，并输出所述故障类型；其中，所述故障类型包括所述凸轮轴磨损和气门间隙异常。4.根据权利要求1所述的发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，所述获取所述凸轮轴从动件受力随所述发动机曲轴转角变化的第一关系曲线，具体包括：获取所述应变片的应变信号；获取所述发动机的转速信号；将所述应变信号转换为所述凸轮轴从动件的受力信息，将所述转速信号转换为发动机的曲轴转角信息；将所述凸轮轴从动件的受力信息作为纵轴，所述发动机曲轴转角信息作为横轴，制作得到所述第一关系曲线。5.根据权利要求1所述的发动机配气机构故障检测方法，其特征在于，所述预先确定的凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线的确定方法具体包括：对具有标准凸轮轴和气门间隙的目标发动机进行检测，所述目标发动机包括目标凸轮轴、目标凸轮轴从动件、位于所述目标凸轮轴从动件上的目标应变片；判断所述目标发动机所在车辆是否处于倒拖工况；若是，则采集所述目标发动机的多个目标转速信号；采集每个所述目标转速信号对应的所述目标发动机中所述目标应变片的目标应变信号；将所述目标应变信号转换为所述目标凸轮轴从动件的受力信息，将所述目标转速信号转换为目标发动机的曲轴转角信息；通过自学习方式确定所述多个目标转速信号下对应的多条凸轮轴从动件受力随发动机曲轴转角变化的目标关系曲线。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：史美丽，翟长辉，黄国龙，王炳成，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37