一种发动机凸轮轴磨损量试验平台和平台的控制方法与流程

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机凸轮轴磨损量试验平台和平台的控制方法。

背景技术：

发动机凸轮轴是影响发动机运行工况的重要器件之一，随着发动机使用时间的增长，发动机凸轮轴的磨损量不断增加，如果不及时更换凸轮轴，容易引发发动机故障。

现有技术中虽然具有凸轮轴的磨损量的测试方案，但是，现有的测试方案通常是通过在整车上进行实际耐久度实验进行的，具有实验成本高、工作量大的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种发动机凸轮轴磨损量试验平台和平台的控制方法，以降低发动机凸轮轴磨损量试验的成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种发动机凸轮轴磨损量试验平台，包括：

发动机本体；

与所述发动机本体中的凸轮轴相连的凸轮轴齿轮以及机油泵；

用于检测机油泵内油液压力的压力传感器；

用于检测所述凸轮轴齿轮转速的转速传感器；

与所述机油泵相连的第一电机；

与所述凸轮轴齿轮相连的第二电机；

以及用于控制所述第一电机和第二电机的工况的控制器，所述控制器的信号输入端与所述压力传感器和转速传感器的输出端相连。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台中，所述控制器具体用于：

获取所述压力传感器的实测转速值，将所述实测转速值与目标转速值进行对比，依据所述实测转速值与目标转速值之差调整所述第二电机的转速，以使得所述实测转速值与所述目标转速值之差在预设的转速差范围内；

获取所述压力传感器的实测压力值，将所述实测压力值与目标压力值进行对比，依据所述实测压力值与目标压力值之差调整所述第一电机的转速，以使得所述实测压力值与所述目标压力值之差在预设的压差范围内。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台中，所述控制器内存储有预设转速映射数据，所述预设转速映射数据中具有凸轮轴齿轮各个时刻相对应的目标转速值；

所述控制器还用于：由所述预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值；

所述控制器还用于：由第一预设压力映射数据中调取与所述目标转速值相匹配的目标压力值，所述第一预设压力映射数据中存储有与所述目标转速值相对应的目标压力值，或，由第二预设压力映射数据中调取与所述实测转速值转速相匹配的目标压力值，所述第二预设压力映射数据中存储有与所述实测转速值相对应的目标压力值。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台中，所述控制器在获取目标转速值时，具体用于：获取计时器的当前时刻，记为目标时刻，获取预设周期中目标时刻所对应的目标转速值；

所述控制器还用于：当所述计时器的计时时长达到所述预设周期的时长时，控制计数器清零并重新计时。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台中，还包括：温度传感器；

所述温度传感器用于检测所述发动机凸轮轴磨损量试验平台所处环境的温度值；

所述控制器还用于：获取所述温度传感器输出的温度值，依据所述温度传感器输出的温度值与预先存储的目标温度值之差，控制调温设备的工作状态，以使得所述传感器输出的温度值与所述目标温度值之差在预设的温差范围内。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台中，所述控制器还用于：

基于车速映射数据查找得到当前实测转速值所对应的车速信息，所述车速映射数据中存储有所述实测转速值对应的车速信息；

基于统计得到的各个时刻的车速信息计算得到车辆的行驶里程。

一种发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法，用于对发动机凸轮轴磨损量试验平台进行控制，所述试验平台包括：

发动机本体；

与所述发动机本体中的凸轮轴相连的凸轮轴齿轮以及机油泵；

用于检测机油泵内油液压力的压力传感器；

用于检测所述凸轮轴齿轮转速的转速传感器；

与所述机油泵相连的第一电机；

与所述凸轮轴齿轮相连的第二电机；

方法包括：

获取所述转速传感器的实测转速值；

获取所述压力传感器的实测压力值；

计算所述实测转速值与目标转速值的差值；

计算所述实测压力值与目标压力值的差值；

判断所述实测转速值与目标转速值的差值是否位于预设转速差范围内；

判断所述实测压力值与目标压力值的差值是否位于预设压差范围内；

当实测转速值与目标转速值的差值没有位于预设转速差范围内时，依据所述实测转速值与目标转速值之差调整所述第二电机的转速，以使得所述实测转速值与所述目标转速值之差在预设的转速差范围内；

当实测压力值与目标压力值的差值没有位于预设压差范围内时，依据所述实测压力值与目标压力值之差调整所述第一电机的转速，以使得所述实测压力值与所述目标压力值之差在预设的压差范围内。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法中，所述计算所述实测转速值与目标转速值的差值之前，还包括：

由预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值，所述预设转速映射数据中具有凸轮轴齿轮各个时刻相对应的目标转速值；

所述计算所述实测压力值与目标压力值的差值之前，还包括：

由第一预设压力映射数据中调取与所述目标转速值相匹配的目标压力值，所述第一预设压力映射数据中存储有与所述目标转速值相对应的目标压力值，或，由第二预设压力映射数据中调取与所述实测转速值转速相匹配的目标压力值，所述第二预设压力映射数据中存储有与所述实测转速值相对应的目标压力值。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法中，由预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值，包括：

获取计时器的当前时刻，记为目标时刻；

判断所述计时器的计时时长是否达到预设周期的时长时；

当所述计数器的计时时长达到所述预设周期的时长时，控制计数器清零并重新计时，将初始时刻作为计数器的当前时刻；

获取预设周期中目标时刻所对应的目标转速值。

优选的，上述发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法中，在获取到所述实测转速值以后，还包括：

基于车速映射数据计算得到当前实测转速值所对应的车速信息，所述车速映射数据中存储有实测转速值对应的车速信息；

基于统计得到的各个时刻的车速信息计算得到车辆的行驶里程。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的发动机凸轮轴磨损量试验平台，通过所述控制器的输出信号带动所述第一电机和第二电机运行，在所述第一电机和第二电机的带动下，所述机油泵给所述机油泵本体中的凸轮轴提供润滑油，模拟真实发动机凸轮轴的润滑环境，所述凸轮轴齿轮带动发动机本体中的凸轮轴运行，模拟真实发动机的凸轮轴运行，实现了在实验平台上模拟真实地凸轮轴运行环境，其成本相较于现有的测试方式而言成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种发动机凸轮轴磨损量试验平台的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的一种发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对于现有技术中通过实车测试的方式测量发动机凸轮轴的磨损量的方式成本高的问题，本申请公开了一种发动机凸轮轴磨损量试验平台，图1为本申请实施例公开的发动机凸轮轴磨损量试验平台的结构示意图，参见图1，该平台包括：

发动机本体100、凸轮轴齿轮200、机油泵300、第一电机400、第二电机500、压力传感器600、转速传感器700和控制器800；

所述发动机本体100由油底壳101、机体102、凸轮轴103及相关件以及气门驱动附件104构成，需要说明的是，所述发动机本体100可以不仅仅包括上述各个组成部分，并且，所述发动机本体100的各部分之间的连接关系也可以依据用户需求自行设定，只要所述发动机本体100能够模拟真实的发动机运行即可；

所述凸轮轴齿轮200与所述发动机本体中的凸轮轴103相连，用于带动所述凸轮轴103转动，以模拟真实发动机中的凸轮轴103的转动方式，

所述机油泵300用于向所述发动机的凸轮轴103输送压力油(润滑油)，模拟真实柴油机中的润滑环境；

所述第一电机400与所述机油泵相连，用于通过电动方式带动所述机油泵运行；

所述第二电机500与所述凸轮轴齿轮相连，用于通过电动方式带动所述凸轮轴齿轮运行，进而带动所述发动机本体中的凸轮轴103转动；

所述压力传感器600设置于所述机油泵内，用于检测所述机油泵的润滑油输出管道的润滑油的压力值；

所述转速传感器700用于检测所述凸轮轴齿轮转速；

所述控制器800的信号输入端与所述压力传感器600和转速传感器700相连，用于获取所述压力传感器600和转速传感器700的输出信号，所述控制器800的输出端与所述第一电机400和第二电机500相连，用于输出所述第一电机400和第二电机500的转速控制信号，通过所述第一电机400和第二电机500带动所述机油泵和凸轮轴齿轮运行。

在上述方案中，当进行凸轮轴103磨损量试验时，通过所述控制器800的输出信号带动所述第一电机400和第二电机500运行，在所述第一电机400和第二电机500的带动下，所述机油泵给所述机油泵本体中的凸轮轴103提供润滑油，模拟真实发动机凸轮轴103的润滑环境，所述凸轮轴齿轮带动发动机本体中的凸轮轴103运行，模拟真实发动机的凸轮轴103运行，实现了在实验平台上模拟真实地凸轮轴103运行环境，其成本相较于现有的测试方式而言成本低。

在本申请实施例公开的上述方案中，为了能够模拟真实的发动机运行环境，本申请上述实施例公开的技术方案中，上述控制器800中还存储有目标转速值，所述目标转速值的大小可以依据用户需求自行设置，其可以为一常量也可以为一变量；

在本申请实施例公开的技术方案中，所述控制器800具体用于：

获取所述压力传感器600的实测转速值，将所述实测转速值与目标转速值进行对比，计算得到所述实测转速与目标转速之间的差值，判断所述差值是否在预设的转速差范围内，如果位于该范围，表明无需对当前凸轮轴齿轮的转速值(所述凸轮轴齿轮的转速值能够表征所述凸轮轴103的转速值)进行调整，当两者之间的差值超出所述转速差范围时，依据所述实测转速值与目标转速值之差增大或减小所述第二电机500的转速，以使得所述实测转速值与所述目标转速值之差在预设的转速差范围内；

在本申请实施例公开的上述方案中，所述压力传感器600的输出信号可以记为实测压力值，与所述实测压力值相对应的是目标压力值，所述目标压力值可以是所述控制器800内预存储的压力值也可以是依据所述实测转所或目标转速计算得到的压力值；

所述控制器800在获取到所述压力传感器600的实测压力值后，将所述实测压力值与目标压力值进行对比，计算得到所述实测压力值与目标压力值之间的差值，判断所述差值是否在预设的压差范围内，如果位于该范围，表明无需对当前机油泵的工况进行调整，当两者之间的差值超出所述压差范围时，依据所述实测压力值与目标压力值之差增大或减小所述第一电机400的转速，以使得所述实测压力值与所述目标压力值之差在预设的压差范围内。

在本实施例公开的技术方案中，所述目标转速值为一变量值，所述发动机凸轮轴103磨损量试验平台在运行后，不同的运行时刻对应不同的目标转速值，所述目标转速值可以由所述控制器800内存储的预设转速映射数据中查表得到，所述预设转速映射数据中具有凸轮轴齿轮各个时刻相对应的目标转速值，可以通过以下方式获取目标转速：当所述发动机凸轮轴103磨损量试验平台运行时开始计时，所述控制器800获取计时器的计时结果，依据计时结果由所述预设转速映射数据中查找得到与所述计时结果相匹配的目标转速；当然，也可以直接将所述预设转速映射数据中下一时刻对应的目标转速作为与所述实测转速进行对比的目标转速，所述下一时刻对应的目标转速可以指的是与当前目标转速相邻且位于所述当前目标转速下游位置的目标转速。

对此，在本实施例中，所述控制器800还用于：由所述预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值；

在本实施例中，所述目标压力值为依据所述实测转速值或目标转速值计算得到的压力值，本申请可以预先将所述目标压力值与所述实测转速值或目标转速值之间的映射关系存储于预设的压力映射数据中，当得到所述实测转速值或目标转速值后，直接查表得到所述目标压力值。对此，所述控制器800具体可以通过以下方式获取所述目标压力值：由第一预设压力映射数据中调取与所述目标转速值相匹配的目标压力值，所述第一预设压力映射数据中存储有与所述目标转速值相对应的目标压力值，或，由第二预设压力映射数据中调取与所述实测转速值转速相匹配的目标压力值，所述第二预设压力映射数据中存储有与所述实测转速值相对应的目标压力值。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，为了降低所述控制器800的数据存储量，所述预设转速映射数据中存储的可以为一段在时间轴上连续的目标转速值，控制器800在由预设转速映射数据中提取目标转速值时，可以将该段目标转速作为一个周期，重复由这个周期中调取目标转速即可，因此，在这里可以将预设转速映射数据中的目标转速所对应的时段作为预设周期，该预设周期中每一时刻对应一个目标转速，所述控制器800在获取目标转速值时，具体用于：获取计时器的当前时刻，记为目标时刻，即，将所述计时器的计时时刻作为所要选择的目标转速在所述预设周期内对应的时刻，获取预设周期中目标时刻所对应的目标转速值，并且，当所述计时器的计时时长达到所述预设周期的时长时，所述计数器清零并重新计时。其中，当所述发动机凸轮轴103磨损量试验平台运行时所述计时器开始计时，当所述发动机凸轮轴103磨损量试验平台停止运行时，所述计时器清零。

发动机在实际工作时，发动机在工作时产生的热量散发到周围，使得发动机所处的环境温度升高，由于真实发动机通常位于复杂的环境中，使得这些热量难以及时散去，使得发动机以及其周围环境的温度较高。试验平台中的发动机本体位于敞开的环境中，所述发动机本体所产生的热量能够快速扩散，使得发动机本体以及发动机本体所处的环境的温度较低，因此，为了模拟真实发动机的运行环境，本申请上述实施例公开的技术方案中还可以包括温度传感器，所述温度传感器用于采集所述试验平台所处环境的温度值，所述控制器800在获取所述温度传感器输出的温度值以后，依据所述温度传感器输出的温度值与预先存储的目标温度值之差，控制调温设备的工作状态，以使得所述试验平台所处环境的温度值与所述目标温度值之差在预设的温差范围内，从而尽可能的模拟真实发动机的运行环境。

进一步的，所述试验平台停止运行时，试验人员可以通过凸轮轴103进行测量的方式来测算所述凸轮轴103的磨损量，为了能够更加直观的体现出凸轮轴103的磨损量与车辆的行驶里程之间的关系，本申请上述实施例公开的上述方案中，所述控制器800还用于，在所述试验平台运行时，测算所述发动机本体所对应的工况的虚拟车辆的行驶里程，即，所述控制器800还用于：基于车速映射数据查找得到当前实测转速值所对应的车速信息，所述车速映射数据中存储有预先录入的所述实测转速值对应的车速信息，在确定所述实测转速以后，基于该映射表即可查表得到对应的车速，然后再基于统计得到的各个时刻的车速信息计算得到车辆的行驶里程。当然，需要说明的是，车辆类型不同、所行驶的道路类型、车辆的档位不同，同一凸轮轴103转速所对应的车速不同，本申请可以在所述车速映射数据中依据车辆类型、行驶的道路类型、档位等信息建立多组不同的车速数据，所述控制器800可以依据获取到的车辆类型信息、行驶的道路类型信息和档位信息确定所选择的车速数据组，然后在依据所述实测转速与车速之间的映射关系得到所述实测转速对应的车速。

本实施例中公开了一种发动机凸轮轴103磨损量试验平台的控制方法，该方法可以应用于控制器800中，上述方法中各个单元的具体工作过程可以参见上文中对控制器800的工作过程的具体介绍，下面对本申请实施例提供的发动机凸轮轴103磨损量试验平台的控制方法进行描述。

所述方法用于对发动机凸轮轴103磨损量试验平台进行控制，参见图1，该平台可以包括：

发动机本体；

与所述发动机本体中的凸轮轴103相连的凸轮轴齿轮以及机油泵；

用于检测机油泵内油液压力的压力传感器600；

用于检测所述凸轮轴齿轮转速的转速传感器700；

与所述机油泵相连的第一电机400；

与所述凸轮轴齿轮相连的第二电机500；

图2为本申请实施例公开的发动机凸轮轴磨损量试验平台的控制方法的流程图，参见图2，方法可以包括：

步骤s101：获取所述转速传感器的实测转速值；

步骤s102：获取所述压力传感器的实测压力值；

步骤s103：计算所述实测转速值与目标转速值的差值；

步骤s104：计算所述实测压力值与目标压力值的差值；

步骤s105：判断所述实测转速值与目标转速值的差值是否位于预设转速差范围内；

计算得到所述实测转速与目标转速之间的差值，判断所述差值是否在预设的转速差范围内，如果位于该范围，表明无需对当前凸轮轴齿轮的转速值(所述凸轮轴齿轮的转速值能够表征所述凸轮轴的转速值)进行调整，当两者之间的差值超出所述转速差范围时，执行步骤s107；

步骤s106：判断所述实测压力值与目标压力值的差值是否位于预设压差范围内；

本步骤中，将所述实测压力值与目标压力值进行对比，计算得到所述实测压力值与目标压力值之间的差值，判断所述差值是否在预设的压差范围内，如果位于该范围，表明无需对当前机油泵的工况进行调整，当两者之间的差值超出所述压差范围时，执行步骤s108；

步骤s107：依据所述实测转速值与目标转速值之差调整所述第二电机的转速；

本步骤中，当实测转速值与目标转速值的差值没有位于预设转速差范围内时，依据所述实测转速值与目标转速值之差增大或减小所述第二电机的转速，以使得所述实测转速值与所述目标转速值之差在预设的转速差范围内；

步骤s108：依据所述实测压力值与目标压力值之差调整所述第一电机的转速；

本步骤中，当实测压力值与目标压力值之差超出所述压差范围时，依据所述实测压力值与目标压力值之差增大或减小所述第一电机的转速，以使得所述实测压力值与所述目标压力值之差在预设的压差范围内。

与上述控制器相对应，上述方法中，在计算所述实测转速值与目标转速值的差值之前，还包括：

由预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值，所述预设转速映射数据中具有凸轮轴齿轮各个时刻相对应的目标转速值；

上述方法在计算所述实测压力值与目标压力值的差值之前，还包括：

由第一预设压力映射数据中调取与所述目标转速值相匹配的目标压力值，所述第一预设压力映射数据中存储有与所述目标转速值相对应的目标压力值，或，由第二预设压力映射数据中调取与所述实测转速值转速相匹配的目标压力值，所述第二预设压力映射数据中存储有与所述实测转速值相对应的目标压力值。

具体的，上述方法中可以通过以下方式获取目标转速：当所述发动机凸轮轴磨损量试验平台运行时开始计时，获取计时器的计时结果，依据计时结果由所述预设转速映射数据中查找得到与所述计时结果相匹配的目标转速；当然，也可以直接将所述预设转速映射数据中下一时刻对应的目标转速作为与所述实测转速进行对比的目标转速，所述下一时刻对应的目标转速可以指的是与当前目标转速相邻且位于所述当前目标转速下游位置的目标转速。

与上述控制器相对应，上述方法中，由预设转速映射数据中调取当前时刻所对应的目标转速值，还可以为：

获取计时器的当前时刻，记为目标时刻；

判断所述计时器的计时时长是否达到预设周期的时长时；

当所述计数器的计时时长达到所述预设周期的时长时，控制计数器清零并重新计时，将初始时刻作为计数器的当前时刻；

获取预设周期中目标时刻所对应的目标转速值。

上述方法中，当检测到平台停止运行时，控制计时器清零。

当上述平台中设置有温度传感器时，上述方法还可以包括：

获取所述温度传感器输出的温度值，依据所述温度传感器输出的温度值与预先存储的目标温度值之差，控制调温设备的工作状态，以使得所述试验平台所处环境的温度值与所述目标温度值之差在预设的温差范围内，从而尽可能的模拟真实发动机的运行环境。

与上述控制器相对应，本方法中，在获取到所述实测转速值以后，还可以包括：

基于车速映射数据计算得到当前实测转速值所对应的车速信息，所述车速映射数据中存储有实测转速值对应的车速信息；

基于统计得到的各个时刻的车速信息计算得到车辆的行驶里程。

其中，在基于车速映射数据计算得到当前实测转速值所对应的车速信息之前，还包括：

依据获取到的车辆类型信息、行驶的道路类型信息和档位信息确定所述车速映射数据的车速数据组。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、控制器800执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。