[发明专利]船用柴油机配气机构性能测试信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及船用柴油机配气机构运动学与动力学性能测试领域，特别是涉及一种船用柴油机配气机构运动学与动力学性能测试信号采集装置。

背景技术

配气机构的性能研究是船用柴油机整机性能研究中的一个重要组成部分，目前人们对配气机构测试工作一般采用纯模拟试验台测试或发动机倒拖试验，对配气机构在实际发动机上的运动学与动力学性能测试较少，并且没有可在实际发动机上直接应用的配气机构运动学与动力学性能测试的试验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种船用柴油机配气机构运动学与动力学性能测试信号采集装置，能够对柴油机配气机构运动学与动力学多个参数进行同步采集。

为解决上述技术问题，本发明的船用柴油机配气机构运动学与动力学性能测试信号采集装置，包括：

多个测试传感器，与被测试的配气机构相连接，用于采集船用柴油机配气机构的加速度，位移，应变，曲轴转角及上止点信号；

动态信号采集系统，与所述多个测试传感器相连接，对被采集的信号进行放大、滤波处理；

计算机，与所述动态信号采集系统相连接，对被采集的信号进行实时显示，记录所述被采集的信号随曲轴转角的变化曲线。

采用本发明的船用柴油机配气机构运动学与动力学性能测试信号采集装置，具有如下有益效果：

1)可实现多参数同步测量。针对不同的测试需求，选择相应的测量仪器进行摇臂、推杆应变、气阀加速度、气阀位移和气阀间隙的测量，尤其是可实现热态气阀间隙的测量。

2)信号采集装置采用了集成化的数据采集分析系统，实现配气机构运动学与动力学多参数的同步测量，效率高。

3)信号采集装置采用模块化设计，便携性强。

4)开发专用的数据处理分析软件后，便于进行试验数据分析。

5)在对少量零件进行结构改动后，可直接在柴油机上应用该装置完成配气机构信号采集及试验。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是配气机构运动学与动力学性能测试装置原理结构图；

图2是冷态测试时凸轮轴拖动系统图。

具体实施方式

参见图1所示，根据测试原理集成配气机构运动学与动力学性能试验信号采集装置。所述测试装置包括：多个测试传感器(包括加速度、位移、应变、曲轴转角及上止点信号)、动态信号采集系统(包括集成信号放大调理单元、信号采集单元)，所述多个测试传感器与被测试的配气机构相连接，并将测试的信号传输给所述动态信号采集系统。

所述多个测试传感器中，采用压电式加速度传感器测量气阀加速度，采用电涡流位移传感器测量动态气阀间隙，采用激光位移传感器测量气阀位移，采用应变片(花)测量推杆、摇臂等部件的受力情况，采用光电转角编码器测量曲轴转角信号及上止点信号。

配气机构运动时，光电转角编码器发出脉冲信号触发采样，实现气阀加速度、气阀间隙、气阀位移及摇臂推杆应变信号的高速动态同步采集(即采用曲轴转角信号进行外触发的方式实现高速动态数据采集)。所有被采集的信号均经过所述动态信号采集系统进行放大、滤波处理后，通过1394接口传送到计算机进行处理。在所述计算机中通过专门设计的程序进行处理分析，并可实时显示、记录以上所述被采集的信号随曲轴转角的变化曲线。

所述信号采集装置可实现热机(柴油机缸内着火燃烧)和冷机(柴油机缸内不着火不燃烧)两种状态下的配气机构运动学和动力学测试，尤其适合在大型发动机上测试。热机时，光电转角编码器安装在配气机构的曲轴上，柴油机缸内着火燃烧，由曲轴带动凸轮轴驱动配气机构运动。冷机时如图2所示，此时凸轮轴驱动系统由弹性联轴节2、扭矩测试仪3、变频电机4、安装支架5组成；断开凸轮轴1与曲轴的传动装置，柴油机缸内不着火，由变频电机4带动凸轮轴1驱动配气机构运动，光电转角编码器安装在配气机构的凸轮轴1上。

本发明针对船用柴油机特点开发的配气机构运动学与动力学性能测试信号采集装置具有模块化、便携化的特点。易于实现，通用性强，可用于柴油机配气机构的冷态或热态测试，适合在少量的结构变化后直接在柴油机上进行配气机构测试试验。对于船用柴油机配气机构设计、计算分析以及试验测试具有重要意义。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。