[发明专利]曲轴转角及应变测量装置

说明书

本发明实施例提供一种曲轴转角及应变测量装置。本发明提供的曲轴转角及应变测量装置，包括：发电线圈，发电线圈安装在曲轴的侧壁；信号处理单元，信号处理单元安装在曲轴的曲柄臂上，信号处理单元与发电线圈电连接；应变片，应变片设置在曲轴上，应变片与信号处理单元电连接；多极磁体，多极磁体环绕曲轴并与曲轴间隔设置，多极磁体沿曲轴的周向以等角度间隔地形成多个磁极；磁极包括N极与S极，N极与S极交替分布；测试设备，测试设备位于内燃机的机体外侧，测试设备与信号处理单元通信连接。本发明提供的曲轴转角及应变测量装置，可以实现曲轴的转角信号以及应变信号的同步测试。

技术领域

本发明实施例涉及内燃机技术，尤其涉及一种曲轴转角及应变测量装置。

背景技术

内燃机在工作的过程中，活塞带动曲轴高速旋转，曲轴承受爆发压力并进行扭矩的输出，曲轴的受力状态往往影响内燃机的可靠性。从而内燃机在调试的过程中，需要对不同曲轴转角下的曲轴应变进行动态测量，从而分析曲轴的受力情况。

相关技术中，在曲轴的端部设置有滑环组件，在曲轴的特定位置上贴设应变片，应变片通过滑环组件以及信号线与第一测量设备连接，通过第一测量设备显示曲轴当前的应变。通过角标仪测量曲轴当前的转角，角标仪通过信号线与第二测量设备连接，通过第二测量设备显示曲轴当前的转角。

然而，在测量曲轴当前转角以及应变的过程中存在信号不同步的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种曲轴转角及应变测量装置，以解决在测量曲轴当前转角以及应变的过程中存在信号不同步的问题。

根据本发明的实施例，提供一种曲轴转角及应变测量装置，包括：

发电线圈，所述发电线圈安装在曲轴的侧壁；

信号处理单元，所述信号处理单元安装在所述曲轴的曲柄臂上，所述信号处理单元与所述发电线圈电连接；

应变片，所述应变片设置在所述曲轴上，所述应变片与所述信号处理单元电连接；

多极磁体，所述多极磁体环绕所述曲轴并与所述曲轴间隔设置，所述多极磁体沿所述曲轴的周向以等角度间隔地形成多个磁极；所述磁极包括N极与S极，所述N极与所述S极交替分布；

测试设备，所述测试设备位于内燃机的机体外侧，所述测试设备与所述信号处理单元通信连接。

在一种可选的实现方式中，所述信号处理单元包括发电调理模块以及信号处理模块，所述发电调理模块的输入端与所述发电线圈电连接，所述信号处理模块的输入端分别与所述发电调理模块的输出端以及所述应变片电连接，所述信号处理模块的输出端与所述测试设备通信连接。本领域技术人员能够理解的是，发电调理模块可以将发电线圈产生的交变脉冲电压转变为曲轴转角脉冲信号，通过曲轴转角脉冲信号可以获取曲轴当前的转角，信号处理模块可以接受曲轴应变信号以及曲轴转角信号即曲轴转角脉冲信号并将两种信号同步传输至测试设备。

在一种可选的实现方式中，所述多极磁体形成为多极弧形磁条，所述多极弧形磁条位于所述曲轴的下方且所述多极弧形磁条的圆心位于所述曲轴的旋转轴上，所述多极弧形磁条与所述机体固定连接。本领域技术人员能够理解的是，将多极磁体设置为多极弧形磁条一方面便于加工，在另一方面，多极弧形磁条能够避开内燃机内部的运动件，例如凸轮轴，便于安装。

在一种可选的实现方式中，所述发电线圈的数量为多个，多个所述发电线圈等角度安装在所述曲轴的侧壁，所述多极弧形磁条的圆心角的度数大于相邻两个所述发电线圈之间间隔的圆心角度数。本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置可以保证至少有一个发电线圈切割磁力线从而产生电能，进而可以为发电调理模块以及信号处理模块持续供电。

在一种可选的实现方式中，其中一个所述发电线圈安装于所述曲轴的曲柄销顶点，其他所述发电线圈与所述曲柄销顶点等角度分布，所述多极弧形磁条在竖直方向最低端的所述磁极的位置设置为缺齿；