一种发动机曲轴转角测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量技术领域，尤其是一种发动机曲轴转角测量装置，具体为一种应用于发动机试验台架中的曲轴转角测量装置。

背景技术：

随着汽车技术的发展和国家排放标准的提高，对发动机的控制要求越来越高，要实现对发动机的精确控制，首先就必须要实现发动机各种数据的精确测量和采集。在发动机的众多数据中，其曲轴转角就是一个重要的数据。

在现行的发动机试验台架中曲轴转角测量装置是利用测量霍尔传感器测量与曲轴固连的齿盘上的齿顶与齿根产生的脉动计算获得曲轴的转角。传感器距齿盘的距离以0.5～0.7mm适宜，但是发动机运转时曲轴转动，会产生齿盘的径向扰动，若扰动稍大会对传感器造成破坏；若传感器与齿盘的距离稍远，传感器就不能根据齿脉动产生电信号，无法进行曲轴转角的测量。因此，现有技术的曲轴转角测量技术存在以上缺陷。在专利CN10738211B公开了一种发动机曲轴转角的测量装置及方法，利用高低电平脉冲变化测量曲轴转角装置中，产生光线的装置与感应光脉冲的装置为一体，不便于拆卸维修；同时，若曲轴的径向扰动幅度大，同样对其中的光电传感器产生影响，甚至破坏传感器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种发动机曲轴转角测量装置，该装置可以在曲轴有一定的径向扰动时，对扰动情况判断并修正曲轴转角数据，较精确测量曲轴转角，同时提高测量装置的使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种发动机曲轴转角测量装置，包括设置于台架上的发动机，其特征在于：所述的发动机驱动的曲轴最外端固定彩光盘，彩光盘随曲轴同步转动，彩光盘表面设有沿轴向分布的不同颜色色带，在台架上固定有色彩传感器，所述的色彩传感器的传感器探头正对彩光盘表面，色彩传感器与计算机连接。

优选的，所述的彩光盘与曲轴之间为可拆卸固定连接，彩光盘为圆形，在彩光盘表面整个环形区域内，每一个角度对应不同的颜色光，彩光盘每个环形角度点的径向颜色光相同。

优选的，所述的彩光盘表面环形区域内光的颜色按三原色的不同混合基色依次组成。

优选的，所述的彩光盘所照射光的颜色由色彩传感器感应分析，色彩传感器在正对彩光盘端面、并处于所照射的环形区域内，色彩传感器通过传感器安装支架可拆卸固定在台架上。

优选的，所述的彩光盘上的光垂直于彩光盘端面照射，颜色光照射过程中不发散，彩光盘与传感器探头之间有垂直于彩光盘端面的两个隔板，两个隔板采用可拆卸固定连接在台架上，两个隔板之间留有缝隙。

优选的，对彩光盘某环形角度上的一种颜色进行标定，作为曲轴转动过程中，发动机点火的标定时刻。

利用上述结构组成，通过曲轴带动各个环形角度有不同颜色的彩光盘转动，通过对发动机台架上固定点感应到颜色的变化进行模拟信号与数字信号的来回转换，对发动机的曲轴转角进行精确测量，并以云图的形式输出曲轴转角数据，同时通过电子控制单元判断发动机的点火时刻。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型利用彩光盘不同的角度点垂直照射出不同的颜色光，由固定的色彩传感器探测分析彩光盘转到不同角度时的颜色，计算出曲轴的转角情况，判断发动机的点火时刻。对于曲轴转动有径向扰动的情况，可对曲轴转角进行修正。同时，色彩传感器与计算机连接，计算机内的D/A转换器可将监测到的颜色在计算机内转换为三原色的混合基数，再经A/D转换器转换为模拟信号，在计算机上显示曲轴转角云图，以便观察分析曲轴转角情况。本实用新型所述的装置测量精确，结构简单，拆卸维修方便，提高测量装置的寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的传感器探头与隔板的安装位置示意图；

图3是本实用新型的曲轴转角测量步骤框图。

图中，1、发动机，2、台架，3、传感器安装支架，4、色彩传感器，5、计算机，6、传感器探头，7、彩光盘，8、曲轴，9、隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型具体涉及一种发动机曲轴转角测量装置，实现了以简单的结构，精确测量曲轴8转角数据并以云图直观显示，装置拆卸维修方便，使用寿命高。如图1所示，通过随曲轴8转动的彩光盘7不同的角度位置发出不同的颜色光，利用色彩传感器4对彩光盘7转动过程中所照射出的颜色光采样分析，判断所发出光的颜色，结合计算机5内预设的不同颜色对应的不同角度数据，进行计算分析曲轴8的转角情况，对曲轴8有径向扰动的情况进行曲轴8转角数据的修正，得到精确的曲轴8转角数据，判断发动机1的点火时刻，同时可经D/A转换器和A/D转换器进行处理以云图显示曲轴8的转角情况。

彩光盘7与曲轴8采用可拆卸固定连接，随曲轴8一起转动，彩光盘7的不同环形角度对应有不同的颜色光，同一个径向方向上颜色光相同，彩光盘7上的颜色光依据三原色不同的基数混合而成，依次沿彩光盘7环形分布，彩光盘7上的颜色光可垂直其端面照射，在颜色光照射时不发散。三原色红、绿、蓝均有255个基数，彩光盘7可实现的颜色光有255×255×255种光的颜色，对应的曲轴8转角测量精度为360/（255×255×255）度。其中，曲轴8转角的测量精度还与色彩传感器4与计算机5的工作效率有关。

彩光盘7的环形颜色光对应的环形半径区域内，垂直于彩光盘7端面设置有色彩传感器4，色彩传感器4与彩光盘7设置有适宜的距离，色彩传感器4通过传感器安装支架3可拆卸固定连接在台架2上，色彩传感器4与计算机5连接，计算机5上存储有彩光盘7不同角度上对应彩光盘7的转动角度数据。

如图2所示，传感器探头6与彩光盘7之间设置有垂直于彩光盘7端面的两个隔板9，两个隔板9采用可拆卸固定连接在台架2上，两个隔板9之间产生缝隙，用于色彩传感器4采集彩光盘7转至某个角度照射的单一颜色光，进一步防止颜色光的发散影响曲轴8转角测量。

曲轴8转动过程中如果有径向扰动，可通过在曲轴8转动一周角度内一种颜色光出现的次数对扰动情况判断分析，并通过修正数值，对曲轴8转角情况进行修正，得到精确的曲轴8转角数据。

如图3所示，彩光盘7随曲轴8一起转动，在转动过程中彩光盘7垂直其端面照射颜色光，色彩传感器4采集到彩光盘7转动到与传感器探头6对应位置时所照射的光的颜色，经D/A转换器，将光的颜色模拟信号转换为数字信号，三原色红、绿、蓝的混合基数，判断所采集到的颜色，与计算机5内存储的彩光盘7上光颜色与彩光盘7角度的对应关系，对彩光盘7的转动角度计算，获得曲轴8转角数据。由A/D转换器，将颜色的三基色混合数据转为具体颜色，可将所采集到的曲轴8转角的情况以云图显示。同时，在彩光盘7上选定一角度位置对应的颜色为发动机1点火时刻的标定，在采集到曲轴8转角数据后，用于分析判断发动机1点火时刻。

本实用新型利用彩光盘不同环形角度上垂直照射出不同三原色基数混合的颜色光，彩光盘随曲轴转动，由色彩传感器采集分析彩光盘上的颜色光的转动情况，计算曲轴的转角。在曲轴有径向扰动时，可通过修正系数曲轴转角数据进行修正得到精确地曲轴转角数据。根据选定的发动机点火时刻对应的彩光盘某一环形角度上的颜色光，判断发动机的点火时刻。同时曲轴转角情况，可经计算机的处理以云图直观显示。本实用新型结构简单，拆卸维修方便，测量装置使用寿命长，可实现对曲轴有扰动情况时的曲轴转角数据测量，对曲轴转角数据以云图直观显示。

本实用新型即使在曲轴有一定的径向扰动时也可以对扰动情况判断并修正曲轴转角数据，对曲轴转角进行较精确的测量，且对传感器与彩光盘的安装距离要求不高，提高测量装置的使用寿命。