[发明专利]发动机瞬时转速测量装置、波动率测量系统及方法

说明书

本发明涉及一种发动机瞬时转速测量装置、波动率测量系统及方法，包括：现场可编程逻辑门阵列、单片机、第一接口、第二接口、及外接传感器接口；所述外接传感器接口与发动机中曲轴传感器相连接，采集所述曲轴传感器的信号；所述第一接口与所述外接传感器接口及所述现场可编程逻辑门阵列相连接，将采集的所述曲轴传感器的信号传送至所述现场可编程逻辑门阵列；所述现场可编程逻辑门阵列与所述单片机相连接，得到中断信号的中断采样频率；所述单片机与所述第二接口相连接，处理得到发动机瞬时转速并输出。

技术领域

本申请涉及发动机转速测量技术领域，特别是涉及一种发动机瞬时转速测量装置、波动率测量系统及方法。

背景技术

柴油机作为最常用的动力机械设备，广泛应用于石油矿场、固定发电、铁路牵引、工程机械等领域以及军车、坦克、军舰、船舶等的动力系统，一旦发生故障往往会造成停工生产、设备损坏甚至人员伤亡，带来巨大的经济损失和社会负面影响。因此对柴油机运行状态进行实时监测和快速故障定位显得十分必要。由于柴油机是一种往复式运动机械，柴油机的瞬时转速呈现有规律的波动，其中蕴含了丰富的柴油机工作状态信息，且转速信号容易测取，适用于气缸熄火故障判别，因此利用智能信息处理技术，检测柴油机瞬时转速信息并对柴油机进行状态监测和故障诊断具有重要意义。

增程柴油机是由柴油机和发电机组合而成，属于串联式混合动力。柴油机负责驱动发电机给车辆上的动力电池充电，并不直接参与车辆的动力输出。这相当于在普通的电动车上装载了一台柴油发电机。常见的柴油机和发电机的连接方式有：轴连接、飞轮集成式、齿轮连接等。不论是哪种连接方式，都会影响柴油机曲轴的质量和转动惯量，从而使得柴油机产生很大的瞬时转速波动。

由于柴油机是间歇往复工作的，因此其转速在一个工作循环中会呈现类似正弦波的周期性波动,且波动的次数与发动机的工作缸数相同。通常需要使用专业工具，在柴油机0-720°范围内，不同的曲轴转角下来测量柴油机的瞬时转速。在柴油机稳定工况下，柴油机的瞬时波动转速会很大，但由于这一瞬时波动转速的变化是以曲轴转角的角度来计量的，变化频率非常快，因此即使柴油机的瞬时转速波动较大，但是柴油机的平均转速却变化很小，因此对柴油机的运转并没有直观的影响，往往会被忽视。但是这种瞬时转速的波动却会对柴油机的配气机构、正时系统中齿轮及链条产生较大的应力，降低柴油机的可靠性。因此需要对增程柴油机的瞬时转速波动进行测量，通过改进优化柴油机和发电机的连接方式来达到降低柴油机瞬时转速波动。

发明内容

基于此，本发明提供一种发动机瞬时转速测量装置、波动率测量系统及方法，可以直接准确地获取发动机的瞬时转速和发动机瞬时转速波动率，而且通用性强，安装快捷，携带方便。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机瞬时转速测量装置，包括现场可编程逻辑门阵列、单片机、第一接口、第二接口、及外接传感器接口；其中，所述外接传感器接口与发动机中曲轴传感器相连接，用于采集所述曲轴传感器的信号；

所述第一接口与所述外接传感器接口及所述现场可编程逻辑门阵列相连接，用于将采集的所述曲轴传感器的信号传送至所述现场可编程逻辑门阵列；

所述现场可编程逻辑门阵列与所述单片机相连接，用于根据接收的所述曲轴传感器的信号，得到中断信号的中断采样频率；

所述单片机与所述第二接口相连接，用于基于所述中断采样频率及所述发动机的曲轴齿圈的齿数得到发动机瞬时转速并输出。

根据本申请实施例所提供的发动机瞬时转速测量装置，所述现场可编程逻辑门阵列包括时钟模块和高速计数器模块，所述时钟模块与所述第一接口相连接，用于得到接收的所述曲轴传感器的信号跳变的时刻，所述高速计数器与所述时钟模块相连接，用于根据所述曲轴传感器的信号跳变的时刻得到所述中断信号的中断采样频率。

根据本申请实施例所提供的发动机瞬时转速测量装置，所述时钟模块将接收的所述曲轴传感器的信号的上升沿作为中断信号；且所述现场可编程逻辑门阵列的信号和所述单片机的信号为同步信号。