一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)軸系是曲軸以及與之相連的各運(yùn)動件組成的總稱，是典型的彈性系統(tǒng)，具有一定的自振頻率。在內(nèi)燃機(jī)工作過程中，氣體壓力經(jīng)連桿傳給曲柄銷的作用力的大小和方向都是周期性變化的，這種周期性變化的激勵力作用在曲軸上，引起曲拐回轉(zhuǎn)的瞬時角速度也呈周期性變化。由于固裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量大，其瞬時角速度基本上可看作是均勻的。這樣，曲拐便會忽而比飛輪轉(zhuǎn)得快，忽而又比飛輪轉(zhuǎn)得慢，形成相對于飛輪的扭轉(zhuǎn)擺動，也就是曲軸的扭轉(zhuǎn)振動。當(dāng)激振力頻率與曲軸自振頻率相等時，曲軸扭轉(zhuǎn)振動便因共振而加劇。這將使內(nèi)燃機(jī)功率受到損失，引起內(nèi)燃機(jī)正時齒輪、凸輪軸或飛輪螺栓等零部件破壞，嚴(yán)重時甚至產(chǎn)生斷軸事故。
[0003]曲軸作為內(nèi)燃機(jī)中主要的運(yùn)動部件之一，它的強(qiáng)度和可靠性在很大程度上決定著內(nèi)燃機(jī)的可靠性。曲軸扭轉(zhuǎn)振動是內(nèi)燃機(jī)設(shè)計過程中必須考慮的重要因素。為了消減曲軸的扭轉(zhuǎn)振動，現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)多在曲軸前端(曲軸前端的扭轉(zhuǎn)振幅最大，扭轉(zhuǎn)振幅為扭轉(zhuǎn)振動幅值的限值)安裝曲軸減振器，使曲軸扭轉(zhuǎn)振動能量逐漸消耗于曲軸減振器內(nèi)的摩擦，從而使扭轉(zhuǎn)振幅逐漸減小。內(nèi)燃機(jī)安裝曲軸減振器后，可以提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和使用壽命，同時降低內(nèi)燃機(jī)的振動和噪聲，保護(hù)正時齒輪、凸輪軸、飛輪螺栓等零部件不受破壞。
[0004]然而當(dāng)曲軸減振器失效時，曲軸扭轉(zhuǎn)振動將明顯增大，這將引起內(nèi)燃機(jī)正時齒輪、凸輪軸或飛輪螺栓破壞，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的斷軸事故。由于曲軸扭轉(zhuǎn)減振器失效不易被察覺，且其失效時會造成其它零部件嚴(yán)重破壞，甚至導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)報廢，因此，需要對內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效進(jìn)行檢測，以防曲軸扭振減振器失效。
[0005]現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法主要有三個:一是觀察曲軸減振器外形有無明顯損傷和變形;二是通過聽內(nèi)燃機(jī)工作時的聲響，如果振動加劇、噪聲增大，說明曲軸減振器可能已經(jīng)失效;三是曲軸減振器表面是否有溫升，如果沒有溫升，說明曲軸減振器失效。
[0006]曲軸扭振減振器失效是一個隱性失效，且失效是一個緩變的過程，以上三種方法需要人工干預(yù)，憑借檢查人員的經(jīng)驗，判斷不準(zhǔn)確，不能及時發(fā)現(xiàn)曲軸減振器失效，往往發(fā)現(xiàn)曲軸減振器失效的時候，已經(jīng)造成內(nèi)燃機(jī)零部件失效，無法達(dá)到曲軸減振器失效提前預(yù)警的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)需要人工干預(yù)，不能及時發(fā)現(xiàn)曲軸減振器失效的技術(shù)問題。
[0008]為此目的，第一方面，本發(fā)明提出一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法，包括:
[0009]獲取轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號；
[0010]基于獲取到的轉(zhuǎn)速信號，確定所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅；
[0011]判斷所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅是否大于內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值；
[0012]若是，則確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效。
[0013]可選的，所述獲取轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號，包括:
[0014]每隔第一預(yù)設(shè)時長，獲取第二預(yù)設(shè)時長內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號。
[0015]可選的，所述確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效之后，所述失效檢測方法還包括:進(jìn)行聲、光和/或文字告警。
[0016]可選的，所述確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效之后，所述失效檢測方法還包括:通過蜂鳴器進(jìn)行告警。
[0017]第二方面，本發(fā)明還提出一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測裝置，包括:
[0018]獲取單元，用于獲取轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號；
[0019]第一確定單元，用于基于獲取到的轉(zhuǎn)速信號，確定所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅；
[0020]判斷單元，用于判斷所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅是否大于內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值；
[0021]第二確定單元，用于在所述判斷單元判定所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅大于內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值后，確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效。
[0022]可選的，所述獲取單元，用于每隔第一預(yù)設(shè)時長，獲取第二預(yù)設(shè)時長內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號。
[0023]可選的，所述失效檢測裝置還包括:
[0024]告警單元，用于在所述第二確定單元確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效之后，進(jìn)行聲、光和/或文字告警。
[0025]可選的，所述失效檢測裝置還包括:告警單元，用于通過蜂鳴器進(jìn)行告警。
[0026]第三方面，本發(fā)明還提供一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測系統(tǒng)，包括:
[0027]如第二方面所述的失效檢測裝置以及轉(zhuǎn)速傳感器；
[0028]所述轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置內(nèi)燃機(jī)中；
[0029]所述轉(zhuǎn)速傳感器連接所述失效檢測裝置。
[0030]可選的，所述失效檢測系統(tǒng)還包括:
[0031]蜂鳴器；
[0032]所述蜂鳴器連接所述失效檢測裝置。
[0033]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法、裝置及系統(tǒng)，不需人工干預(yù)，可及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效，防止內(nèi)燃機(jī)各部件損壞。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法流程圖；
[0035]圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法流程圖；
[0036]圖3為本發(fā)明一實施例提供的一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測裝置結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0038]需要說明的是，在本文中，“第一”和“第二”僅僅用來將相同的名稱區(qū)分開來，而不是暗示這些名稱之間的關(guān)系或者順序。
[0039]如圖1所示，本實施例公開一種內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器的失效檢測方法，可包括以下步驟101至104:
[0040]101、獲取轉(zhuǎn)速傳感器采集的安裝在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的信號盤的轉(zhuǎn)速信號。
[0041]本實施例中，轉(zhuǎn)速傳感器安裝在內(nèi)燃機(jī)中。當(dāng)然，為了更好的采集信號盤的轉(zhuǎn)速信號，轉(zhuǎn)速傳感器可徑向?qū)?zhǔn)信號盤的齒輪。
[0042]102、基于獲取到的轉(zhuǎn)速信號，確定所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅。
[0043]本實施例中，步驟102中獲取到的轉(zhuǎn)速信號通常為方波信號數(shù)據(jù)，當(dāng)然也可能為其他信號數(shù)據(jù)，例如正弦信號數(shù)據(jù)，當(dāng)獲取到的轉(zhuǎn)速信號為非方波信號數(shù)據(jù)時，應(yīng)當(dāng)首先將非方波信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為方波信號數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換方式可采用現(xiàn)有轉(zhuǎn)換方式，在此不再贅述，則本實施例給出一種確定曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅的方法，如下步驟一及步驟二:
[0044]步驟一:根據(jù)方波信號，積分計算得到曲軸角位移序列。
[0045]步驟二:將曲軸角位移序列經(jīng)過傅里葉變換得到曲軸的各階次扭轉(zhuǎn)振幅。
[0046]103、判斷所述曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅是否大于內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值;若是，則執(zhí)行步驟104。
[0047]本實施例中，預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值為判斷曲軸扭振減振器失效的臨界值，為了防止在檢測到曲軸扭振減振器失效時內(nèi)燃機(jī)的部分部件已損壞，該預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值可低于實際的曲軸扭振減振器失效的臨界值。
[0048]此外，由于現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)多在曲軸前端安裝曲軸減振器，而信號盤可能不是安裝在曲軸前端，當(dāng)信號盤安裝在曲軸后端時，由于曲軸后端本身比曲軸前端的扭轉(zhuǎn)振幅小，則應(yīng)相應(yīng)地減小預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值時，以期該預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值可作為判斷曲軸扭振減振器失效的臨界值。在實際應(yīng)用中，預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值可根據(jù)實際情況，基于實驗或經(jīng)驗來確定，本實施例不限定預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值的具體值。
[0049]本實施例中，步驟102可得到曲軸的各階次扭轉(zhuǎn)振幅，可基于對內(nèi)燃機(jī)軸系破壞最大的扭轉(zhuǎn)振幅的階次來確定步驟103中“預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值”的階次，相應(yīng)地，步驟103中，可僅比較同階次的扭轉(zhuǎn)振幅作為判斷曲軸扭振減振器是否失效。例如“預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值”的階次為2，則選取步驟102中階次為2的曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅與預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值進(jìn)行比較。
[0050]104、確定所述內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器失效。
[0051]當(dāng)然，步驟103中若判定曲軸的扭轉(zhuǎn)振幅不大于內(nèi)燃機(jī)曲軸扭振減振器預(yù)設(shè)的扭轉(zhuǎn)振幅限值，則本失效檢測方法的執(zhí)行主體不作任何動作。
[0052]相比于