專利名稱：發(fā)動機氣門升程及配氣相位自動測試裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機氣門位移測試裝置，具體是一種氣門升程和配氣相位自動測試儀，屬于發(fā)動機測試技術發(fā)動機測試技術領域。
背景技術：
氣門升程是影響發(fā)動機進氣量的重要指標之一，氣門配氣相位直接決定了發(fā)動機的動力性能好壞，氣門升程和配氣相位測試都是在發(fā)動機起動前進行靜態(tài)測量。在發(fā)動機運行過程中，由于機械磨損和潤滑質(zhì)量的不同，氣門實際工作狀態(tài)與靜態(tài)時相比存在差異， 導致氣門升程和配氣相位會發(fā)生變化。隨著對發(fā)動機性能要求以及控制精度的提高，動態(tài)測量氣門升程和配氣相位，監(jiān)控發(fā)動機進氣量和進、排氣時刻，對提高發(fā)動機的性能指標和運行可靠性至關重要。傳統(tǒng)的氣門升程和配氣相位測試在發(fā)動機靜止狀態(tài)，采用塞尺測量氣門升程，塞尺法測量氣門升程會因塞尺升程不一或讀數(shù)誤差產(chǎn)生測量誤差，造成最大氣門升程誤差。 采用光透法或固定轉(zhuǎn)角計算法測量配氣相位，光透法判斷氣門開啟或關閉時刻，通過飛輪的角度確定的，其精度只能達到1度。目前的發(fā)動機電控氣門裝置雖然實現(xiàn)了對氣門運動控制，但這種控制是一種開環(huán)控制，不能實時測量氣門位移進行修正，實時監(jiān)測氣門升程和配氣相位不僅是優(yōu)化發(fā)動機進\排氣量主要手段，而且還是發(fā)動機在不同環(huán)境下保持性能指標的手段之一，氣門升程的自適應控制對氣門升程實時測量要求更高，自動化測試氣門升程和配氣相位必不可少。常規(guī)的氣門升程及配氣相位自動測試儀是由壓電位移傳感器、采集卡和計算機組成，包括氣門升程、配氣相位的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)離線分析，這種測試儀附件多，體積較大，在系統(tǒng)體積和配置上難以滿足發(fā)動機的動態(tài)要求。基于數(shù)字信號處理器(DSP)的氣門升程和配氣相位自動測試，簡化采集系統(tǒng)的配置，減小系統(tǒng)體積，不僅能實現(xiàn)車載氣門升程和配氣相位數(shù)據(jù)采集及顯示，而且能實時檢測發(fā)動機氣門的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述不足，填補車載發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試儀空白，氣門升程和配氣相位自動測試裝置在高性能微處理器的基礎上，完成前后臺多任務操作。前臺微處理器完成采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)傳輸，后臺計算機完成監(jiān)控和顯示任務。數(shù)字信號處理器(DSP)具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，而且運算速度高，為動態(tài)采集提供了硬件基礎。在采集方法、計算機處理和數(shù)據(jù)通訊上有不同的要求。1.采集方法由于單片機的數(shù)據(jù)空間遠遠小于計算機，數(shù)據(jù)文件是單片機采集系統(tǒng)所必須解決的瓶頸，不同采樣循環(huán)、曲軸轉(zhuǎn)角分辨率、采集范圍的數(shù)據(jù)文件大小明顯不同，氣門數(shù)據(jù)文件容量如表1所示，表1不同采集條件下氣門位移數(shù)據(jù)文件容量
權利要求
1.一種發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試裝置，包括了氣門升程測試裝置方法和基于數(shù)字信號處理器的測試裝置，其配置有激光位移傳感器、光電編碼器、數(shù)字信號處理器、 顯示計算機。
2.如權利要求1所述的發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試裝置，其特征在于提出了在局部區(qū)域測試氣門升程，實現(xiàn)了位移數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的分時進行，滿足數(shù)字信號處理器工作機制。
3.如權利要求1所述的發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試裝置，其特征在于提出了光電編碼器光柵盤的新設計，只在部分刻度區(qū)域內(nèi)設置光柵，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)采集的觸發(fā)信號。
4.如權利要求1所述的發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試裝置，其特征在于提出了異步串行通訊(SCI)和高速數(shù)據(jù)傳輸(USB)復用的數(shù)據(jù)通訊方式，串行通訊(SCI)用于多個參數(shù)傳送監(jiān)控模式中，高速數(shù)據(jù)傳輸(USB)用于單參數(shù)多數(shù)據(jù)傳送測試模式中。
5.如權利要求1所述的發(fā)動機氣門升程和配氣相位自動測試裝置，其特征在于選用集成化的激光位移傳感器，測試光線經(jīng)過被測面反射，感受被測對象的位移變化，并將光參數(shù)變換為電參數(shù)直接輸出。
全文摘要
本發(fā)明是用于氣門升程和配氣相位自動測試裝置，測試裝置由激光位移傳感器，光電編碼器，數(shù)字信號處理器和顯示計算機組成，如

圖1所示。光電編碼器新設計的局部光柵區(qū)域，觸發(fā)脈沖信號為數(shù)字信號處理器實現(xiàn)了分時采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的工作時序。集成化的激光位移傳感器直接輸出電壓量，減少了測試裝置信號轉(zhuǎn)化電路。數(shù)字信號處理器的單通道ADC 200K采集精度和40兆條指令/S(MIPS)的指令執(zhí)行速度，能實現(xiàn)氣門升程高速采集和復雜的數(shù)據(jù)處理。異步串行通訊(SCI)和高速數(shù)據(jù)傳輸(USB)雙數(shù)據(jù)通訊方式，分別用在多個參數(shù)傳送的監(jiān)控模式中和單參數(shù)多數(shù)據(jù)傳送的測試模式中。基于激光位移傳感器和數(shù)字信號處理器的氣門升程和配氣相位自動測試裝置，完成氣門升程和配氣相位的自動測試和數(shù)據(jù)處理。
文檔編號G01M15/00GK102538682SQ20111041896
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者王軍, 金毅 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院