[发明专利]一种确定柴油发动机喷油时刻的时标电路

说明书

本发明公开了一种确定柴油发动机喷油时刻的时标电路，由夹持式压电传感器、电荷放大器、有源滤波器、窗口比较器、低纹波±12V电源组成，各部分之间电气连接。该电路能对夹持在发动机某一缸高压油管上的压电式传感器输出的喷油压力信号进行放大、滤波、整形处理，输出瞬时转速启动采集信号；与传统的采用光电传感器产生发动机某一缸上支点时标信号的方法相比，该电路具有抗振动，不怕灰尘，安装拆卸方便，时标定位精度为毫秒级，可满足利用瞬时转速信号定位发动机故障缸的要求；与离线分析高压油管压力采集数据确定喷油时刻的方法相比，本电路实时输出喷油时刻信号，同步控制瞬时转速采集过程，大大提高了测试效率。

技术领域

本发明涉及发动机性能测试与故障诊断技术领域，具体是一种确定柴油发动机喷油时刻的时标电路。

背景技术

柴油机被广泛用作各型军用车辆的动力源，其运行状态直接影响军用车辆效能的发挥。据统计，柴油机故障是军用柴油车的主要故障源，占全部故障的20％以上。因此，开展柴油机性能检测与故障诊断研究意义重大，是设备故障诊断领域的研究热点。在柴油机性能检测技术中，瞬时转速分析法由于具有被测发动机不解体，传感器易于安装，信号易于获取等优点，是一种有着较好应用前景的发动机不解体测试方法。瞬时转速分析法的基本原理是：柴油发动机的某一缸或某几缸出现故障，其做功能力下降，从而输出功率下降，将直接导致瞬时转速出现异常波动；反之，通过采集分析瞬时转速信号波动情况，可以判断柴油机是否处于故障状态，如果结合能柴油机各缸喷油时刻的时标信号，就可以准确定位故障缸。

目前，确定柴油机各缸喷油时刻有两种方法。第一种，发动机转动至某一缸的上止点后，利用提前安装好光电传感器产生输出信号，并以其作为时标信号，显然，这种方法需要设计光电传感器专用支架，在位于发动机的曲轴上的输出齿圈安装反光标记。对于实际装备上的柴油发动机，结构紧凑，空间狭小，没有光电传感器支架安装孔，因此第一种方法只适合于实验台，其在实际装备无法应用。第二种，利用夹持式压电传感器及电荷放大器，将柴油发动机高压油管中的喷油压力信号转化为电压信号，然后利用数据采集卡采集该电压信号，再通过数据分析来反推喷油时刻，但这种方法是一种离线分析方法，无法用于控制瞬时转速的实时采集过程。综上所述，在实装条件下实时获取柴油发动机各缸喷油时标信号一直是发动机性能测试与故障诊断领域的技术难题。

本发明提出，对夹持在柴油发动机某一缸高压油管上的压电式传感器(简称外卡压力传感器)输出的喷油压力信号进行放大、滤波、整形处理，实时输出瞬时转速启动采集信号，使瞬时转速信号采集时刻与发动机某一缸高压喷油泵喷油时刻精确同步，从而实现利用瞬时转速信号定位发动机故障缸。这种方法仅仅需要将外卡压力传感器夹持在柴油机高压油管上，操作简便，适于在装备上使用，而且不需要对信号进行离线分析，实时性好，大大提高了测试效率，也使得利用瞬时转速信号在线定位故障缸成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定柴油发动机喷油时刻的时标电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种确定柴油发动机喷油时刻的时标电路，由外卡式压力传感器、电荷放大电路、四阶切比雪夫低通滤波电路、反相放大电路、窗口比较电路、±12V电源电路组成。

所采用的外卡压力传感器型号为QSY8104－7，其在发动机高压油管上的安装时，将环形夹子打开，套在高压油管上，然后旋紧螺杆使高压油管被传感器夹紧。

发动机高压油管是用厚壁无缝钢管制成，压油管的径向膨胀变形与其内部油压成线性关系。因此，利用外卡压力传感器测量发动机燃油系统喷油压力的工作原理为：当高压油泵将燃油压入高压油管，油管受压膨胀变形产生膨胀力，作用到传感器的压电片上,压电片由于压电效应产生电荷，该电荷经后级的电荷放大器放大处理即可得到表示压力大小的电压信号。