专利名称：汽车发动机总成转动惯量参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于机动车动力总成基本参数检测的汽车发动机总成转动惯
量参数测量装置。
背景技术：
通常，汽车发动机总成在装配到汽车上时，需要测量其多个基本参数，包括质 量、质心位置、惯性矩、惯量积等。现在技术中，发动机总成的转动惯量测量方法主要 是三线摆测量法。采用三线摆测量法时，要求被测发动机总成的质心位置必须通过三线 摆中心，测试姿态至少要有六种，三线摆的摆动触发较为困难，空间的姿态角度测量难 度大，从而导致检测过程耗时，检测误差较大，劳神费力，质量难保。
发明内容为了简化检测过程和提高检测精度，本实用新型提出了一种汽车发动机总成转 动惯量参数测量装置，它能够有效地简化检测过程，可靠地保证检测精度，极大地降低 劳动强度。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它由扭摆系统、坐标测量系统和周期测量系统组成；扭摆系统中设置有称重平 台、工作台、转轴、扭簧、扭簧座；周期测量系统中设置有光电传感器、计数器、计时器。扭摆系统的转轴的一端设置有工作台，扭摆系统的转轴的另一端设置有扭簧， 扭簧连接扭簧座，扭簧座连接称重平台。周期测量系统的光电传感器分别连接计数器和计时器，计数器连接计时器。本实用新型的有益效果是由于扭摆系统中设置有称重平台和工作台，因而受 检发动机总成可以任意放置在工作台上，无需刻意通过工作台中心，从而减少了测量时 间，降低了工作强度。同时，由于周期测量系统的光电传感器分别连接计数器和计时 器，因而能够测量受检发动机总成的摆动周期，进而为转动惯量参数的检测提供条件。 另外，由于采用了坐标测量系统，因而有利于转动惯量参数的检测。本实用新型还具有 结构简单、操作方便、运行可靠，以及检测精度较高、检测过程科学、劳动强度较低等 优点。
以下结合附图提供的实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型与受检发动机总成配置示意图；图2是工作台府视图；图3是周期测量系统电路原理图。图中1.底座，2.称重传感器，3.称重平台，4.称重探头，5.工作台，6.定位销，7.升降气缸，8.转轴，9.扭簧，10.扭簧座，11.调心轴承，12.推力轴承，13.气动 阀，14.气动三联件，15.气路，16.T型槽，17.光电传感器，18.计数器，19.定时器， 20.扭摆系统，21.坐标测量系统，22.周期测量系统，23.受检发动机总成。
具体实施方式
以下分三个方面描述实施例。第一，受检发动机总成(23)与本实用新型的组成.受检对象受检发动机总成(23)。扭摆系统(20)底座(1)，称重传感器(2)，称重平台(3)，称重探头(4)， 工作台(5)，定位销(6)，升降气缸(7)，转轴(8)，扭簧(9)，扭簧座(10)，调心轴承 (11)，推力轴承(12)，气动阀(13)，气动三联件(14)，气路(15)，T型槽(16)。周期测量系统(22)光电传感器(17)，计数器(18)，计时器(19)。坐标测量系统(21)。第二，基本设置与称重平台的运动。受检发动机总成(23)与本实用新型的设置受检发动机总成(23)以任意姿态直 接放置到本实用新型的工作台(5)上。为防止测试过程中受检发动机总成(23)的姿态发 生变化，可以利用工作台(5)上开设的T型槽(16)和相应辅具，将受检发动机总成(23) 牢固定位。工作台(5)的设置工作台(5)与转轴⑶的上端连接，转轴⑶的下端通过螺 钉与扭簧(9)的一端连接，扭簧(9)的另一端连接到扭簧座(10)，扭簧座(10)通过螺钉 与称重平台(3)连接，称重平台(3)置于底座(1)上。称重平台(3)上有呈120°角度均 勻分布的定位销(6)和称重探头(4)。底座(1)上有呈120°角度均分布的升降气缸(7) 以及与称重探头(4) 一一对应的称重传感器(2)。称重平台(3)的升降运动压缩空气经由气动三联件(14)、气动阀(13)、气管 (15)进入升降气缸(7)，从而实现对称重平台(3)的升降运动。第三，各系统的工作原理与测量过程。扭摆系统(20)的工作原理扭摆系统(20)中设置有称重平台(3)、工作台 (5)、转轴(8)、扭簧(9)、扭簧座(10)，扭摆系统(20)的转轴(8)的一端设置有工作台 (5)，扭摆系统(20)的转轴(8)的另一端设置有扭簧(9)，扭簧(9)连接扭簧座(10)，扭 簧座(10)连接称重平台(3)。工作台(5)与转轴(8)和扭簧(9)连接一体后，通过调心 轴承(11)和推力轴承(12)的约束，使得工作台(5)只能绕着转轴(8)的轴线摆动。称重 平台(3)的120°角度方位上均勻分布有定位销(6)和称重探头(4)。底座(1)的120° 角度方位上均勻分布有升降气缸(7)和称重传感器(2)，称重传感器(2)与称重探头(4) 对应布置。扭摆系统(20)的测量过程扭摆系统(20)有两个工作状态，一个是质量测量 状态，另一个是周期测量状态。在扭摆系统(20)的质量测量状态下，升降气缸(7)顶起 称重平台(3)，调节称重探头(4)伸出，并与称重传感器(2)接触，然后升降气缸(7)降 下，并与称重平台(3)脱离接触，此时称重平台(3)、工作台(5) 及受检发动机总成(23) 的质量全部落在称重传感器(2)上，根据称重传感器(2)的读数以及力矩平衡关系，可以获得受检发动机总成(23)的质量和受检发动机总成(23)的质心投影在工作台(5)上偏 离转轴(8)中心的距离，运用惯量平行轴定理可以方便地获得受检发动机总成(23)绕转 轴(8)旋转的转动惯量。在扭摆系统(20)周期测量状态下，升降气缸(7)顶起称重平台 (3)，调节退回称重探头(4)，然后升降气缸(7)降下，使称重平台(3)落在底座(1)上， 此时将工作台(5)转过一定角度再释放，则工作台(5)将在扭簧(9)的作用下开始摆动， 然后由周期测量系统(22)测量摆动周期。周期测量系统(22)的工作原理与测量过程周期测量系统(22)中设置有光电 传感器(17)、计数器(18)、计时器(19)，周期测量系统(22)的光电传感器(17)分别连 接计数器(18)和计时器(19)，计数器(18)连接计时器(19)。周期测量系统(22)的光 电传感器(17)检测到工作台(5)摆动的脉冲串信号后分为两路，一路到计数器(18)的信 号源端口，触发开始计数；另一路到计时器(19)的开始端口，触发计时开始，当计数器 (18)计量到预置的周期个数后，计数器(18)输出脉冲触发信号给计时器(19)的停止端 口，计时停止，计时器(19)显示的读数即为所设周期个数的总的周期时间。在扭摆系统 (20)的周期测量状态下，升降气缸(7)顶起称重平台(3)，调节退回称重探头(4)，然后 升降气缸(7)降下，使称重平台(3)落在底座(1)上，此时将工作台(5)转过一定角度再 释放，则工作台(5)将在扭簧(9)的作用下开始摆动，然后由周期测量系统(22)测量摆 动周期。坐标测量系统(21)的工作原理与测量过程坐标测量系统(21)是一种便携式三 坐标测量仪。受检发动机总成(23)以任意姿态放置后，利用坐标测量系统分别建立工作 台(5)坐标系和受检发动机总成(23)坐标系。在受检发动机总成(23)上标示出至少三 个特征点，给出这些特征点相对于受检发动机总成(23)坐标系的坐标。同时，在工作台 (5)上也标示出三个特征点，然后，利用坐标测量系统测量受检发动机总成(23)上的特 征点到工作台(5)上的特征点的距离，便可以得到关于工作台(5)上每个特征点在受检发 动机总成(23)坐标系下的一个三元二次非线性方程组。求解这个方程组，可以将工作台 (5)上的特征点相对于受检发动机总成(23)坐标系的坐标求出。然后，再利用受检发动 机总成(23)坐标系坐标轴、工作台(5)的转轴(8)与工作台(5)之间的空间几何关系， 得到受检发动机总成(23)坐标系坐标轴与工作台(5)的转轴(8)之间的空间夹角。任意 改变受检发动机总成(23)姿态至少六次，测量出每个姿态的摆动周期、受检发动机总成 (23)坐标系坐标轴与工作台(5)的转轴(8)之间的夹角，以及受检发动机总成(23)绕转 轴(8)旋转的转动惯量，即可建立至少六个通过受检发动机 总成(23)质心的以惯性矩、 惯量积为未知参数的方程，求解该组方程，即可以得到受检发动机总成(23)的惯性矩、 惯量积等参数。
权利要求1.一种汽车发动机总成转动惯量参数测量装置，它由扭摆系统(20)、周期测量系统 (22)和坐标测量系统(21)组成，其特征在于扭摆系统(20)中设置有称重平台(3)、工 作台(5)、转轴(8)、扭簧(9)、扭簧座(10)；周期测量系统(22)中设置有光电传感器 (17)、计数器(18)、计时器(19)。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机总成转动惯量参数测量装置，其特征在是扭 摆系统(20)的转轴(8)的一端设置有工作台(5)，扭摆系统(20)的转轴(8)的另一端设 置有扭簧(9)，扭簧(9)连接扭簧座(10)，扭簧座(10)连接称重平台(3)。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机总成转动惯量参数测量装置，其特征在是周 期测量系统(22)的光电传感器(17)分别连接计数器(18)和计时器(19)，计数器(18)连 接计时器(19)。
专利摘要本实用新型是一种用于机动车动力总成基本参数检测的汽车发动机总成转动惯量参数测量装置。它由扭摆系统、坐标测量系统和周期测量系统组成；扭摆系统有称重平台、工作台、转轴、扭簧、扭簧座；周期测量系统有光电传感器、计数器、计时器。扭摆系统的转轴的两端分别有工作台和扭簧，扭簧连接扭簧座和称重平台。周期测量系统的光电传感器分别连接计数器和计时器。它利用扭摆系统的质量测量状态和周期测量状态，通过坐标测量系统，获取受检发动机总成的质量、惯性矩、惯量积等惯性参数。它能够有效地简化检测过程、可靠地保证检测精度、极大地降低劳动强度，并且具有结构简单、操作方便、运行可靠的优点。
文档编号G01M1/10GK201803831SQ20102051228
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者刘勇, 吴笛, 查佳韵, 程绪行, 程金华, 程长洪, 董蓉 申请人:襄樊达安汽车检测中心