專利名稱：便攜式pt泵隨車不解體調(diào)試檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于柴油機性能檢測和故障診斷儀器，特別是用于檢測康明斯(Cummins)柴油機PT′燃油泵的性能參數(shù)的檢測儀。
康明斯柴油機采用PT燃油系統(tǒng)，它是通過供油壓力和供油時間的改變來調(diào)節(jié)供油量，使柴油機獲得穩(wěn)定的扭矩－速度特性，滿足各種工況的要求。
在PT燃油機系統(tǒng)中，供油量的調(diào)節(jié)在PT泵中進行。理想的PT泵燃油出口壓力P隨柴油機曲軸轉(zhuǎn)速n變化的函數(shù)關(guān)系P＝f(n)如

圖1所示。為了使PT泵能保證柴油機達到規(guī)定的設(shè)計性能，必須將PT泵裝到專用的試驗臺上進行試驗。在試驗臺試驗中，通過檢查5個點的壓力P與轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)值是符合規(guī)定值來保證所要求的函數(shù)關(guān)系P＝f(n)的實現(xiàn)。但是，這種方法有兩個缺點第一，需要將PT泵從柴油機上卸下來，耗時費力，不能適應(yīng)在線檢測的需要。第二，試驗臺的工作條件與柴油機的工作條件有差別，在試驗臺試驗中，通過調(diào)整PT泵使之在5個點上壓力P與轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)值符合規(guī)定值后，裝到柴油機上，P與n的對應(yīng)值與預(yù)定的函數(shù)關(guān)系會有誤差，影響柴油機的性能本實用新型的任務(wù)是要提出一種便攜式儀器，能在PT泵隨車不解體的情況下，檢測PT泵燃油出口壓力P與柴油機曲軸轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)值，并且能給出連續(xù)的P＝f(n)函數(shù)曲線。
本實用新型的內(nèi)容包括傳感器，由一只單片式計算機控制的信號采集、轉(zhuǎn)換、運算和輸入、輸出電路以及一臺輸出顯示裝置，傳感器有兩只，一只壓力傳感器，一只轉(zhuǎn)速傳感器；壓力傳感器通過一串接在PT泵燃油出口處的T型三通接頭的旁通口接通油路；轉(zhuǎn)速傳感器是靠近曲軸處的非接觸式的轉(zhuǎn)速傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器可以是光電傳感器，可置于曲軸減振器旁或風(fēng)扇皮帶輪旁，與之配合在柴油機曲軸減振器或風(fēng)扇皮帶輪上貼有光片。壓力傳感器可以是一個杯狀硅膜片結(jié)構(gòu)的壓阻式壓力傳感器。檢測電路由壓力信號電路，轉(zhuǎn)速信號電路，復(fù)位、啟動電路，數(shù)據(jù)處理、傳輸電路，時鐘電路組成；其中壓力信號電路由壓力傳感器、運算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，轉(zhuǎn)速信號電路由轉(zhuǎn)速傳感器、運算放大器、D觸發(fā)器組成，復(fù)位、啟動電路連接設(shè)于柴油油門的開關(guān)和單片機，數(shù)據(jù)處理、傳輸電路由單片機、地址鎖存器、數(shù)據(jù)存貯器組成，輸出顯示裝置可以是打印機，時鐘電路與單片機連接。還可以有功能選擇電路，功能選擇電路與復(fù)位電路綜合連接單片機。
本實用新型的特點是在PT泵燃油出口設(shè)有可用三通接口旁接的壓力傳感器，在曲軸減振器或風(fēng)扇皮帶輪上貼反光片，配用光電傳感器實現(xiàn)不接觸式測轉(zhuǎn)速，加上相連的單片機為主的數(shù)據(jù)處理和傳輸電路，使整機小型化，適于便攜，且可對PT泵實施隨車不解體檢測。
本實用新型的實施如附圖所示圖2是本實用新型電路原理框圖，
圖3是電路的各元件連接關(guān)系圖，圖中標號表示1、單片機 2、地址鎖存器3、打印機 4、壓力傳感器5、運算放大器 6、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片7、復(fù)位、啟動電路 8、轉(zhuǎn)速傳感器9、運算放大器 10、D觸發(fā)器11、晶振電路 12、數(shù)據(jù)存貯器元件上標示的是標準符號和代碼結(jié)合實施附圖對本實用新型加以具體說明電路工作原理參見圖2PT泵燃油出口壓力P(a)由連接在燃油出口串接的三通接頭旁通口上的壓阻式傳感器(4)測得信號經(jīng)放大電路(5)放大后，在一定條件下，單片機(1)的控制信號(d，c)開啟模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(6)，將壓力數(shù)字信號(b)輸入單片機。
在柴油機曲軸減振器或風(fēng)扇皮帶輪上貼反光片，并安放一個非接觸式光電傳感器(8)，當柴油機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)速信號由光電傳感器(18)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(f)，經(jīng)放大(9)、整形(10)后輸入單片機計數(shù)器，在軟件控制下，每輸入一個脈沖，單片機采樣定時器所記錄的時間，經(jīng)計算可確定轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速每升高25轉(zhuǎn)／分，單片機即將相應(yīng)的壓力和轉(zhuǎn)速值記錄到內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器(12)。
正常工作情況下，連接到柴油機油門上的外部單脈沖控制信號(n)控制單片機的初始工作時間，即控制其初始取樣時間。發(fā)生異常時，可通過復(fù)位電路(7)重新初始化單片機及其它芯片的工作狀態(tài)。
PT泵怠速轉(zhuǎn)速上升到空載最高轉(zhuǎn)速過程中，記示若干組轉(zhuǎn)速、壓力值，在達到設(shè)計的轉(zhuǎn)速或在外界控制下單片機停止采樣工作，隨后固化程序?qū)λ修D(zhuǎn)速、壓力數(shù)據(jù)進行計算，使得輸出結(jié)果與輸入信號相一致以備輸出。外部數(shù)據(jù)存儲器(12)和地址鎖存器(2)以及它們與單片機(1)之間的控制線路(k，j)為單片機有效存貯、傳遞數(shù)據(jù)信息(i，h)、地址信息(m，h)提供了硬件保障。
在信號(l，k)控制下，單片機將處理后的信息(i)輸出到微型打印機(3)，打印機首先打印縱坐標軸即壓力P坐標軸，對應(yīng)每一個轉(zhuǎn)速n，都有一個相應(yīng)的壓力值P，這樣就可以在相應(yīng)的位置打印出該點，同時逐步打印橫坐標軸即轉(zhuǎn)速n坐標軸，全部數(shù)據(jù)的打印結(jié)果為圖1所示的P＝f(n)曲線，最后根據(jù)計算結(jié)果打印出5個標準工況點的壓力、轉(zhuǎn)速值。
整個電路是由固化在單片機內(nèi)部程序存貯器EPROM中的指令控制下進行工作的，工作時鐘由晶振電路(11)提供。
電路中元件的連接關(guān)系參見圖3壓力信號(a)由傳感器(4)測得經(jīng)運算放大器(5)正相端輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(元件6，腳13)。
轉(zhuǎn)速脈沖信號(f)由光電傳感器(8)測得并經(jīng)過放大(運算放大器9反相端)、整形(D觸發(fā)器Q端)后輸入單片機(元件1，腳14)。
復(fù)位及起動電路接入單片機腳9。
功能選擇信號經(jīng)與復(fù)位信號綜合后輸入單片機腳12、13。
晶振電路(11)接入單片機腳18，19。
單片機腳20，40分別接地和＋5V電源。
單片機腳1－8接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(元件6，腳0－7)，腳16，17作為讀、寫控制信號經(jīng)反相后接數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片8、9，同時單片機腳26及地址鎖存器(元件2)的腳14作為選通信號分別接入數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片腳10、12，單片機腳30作為時鐘信號與其11腳相接以協(xié)調(diào)工作。
單片機21－25腳與數(shù)據(jù)存貯器(12)腳20－16相連及地址鎖存器(2)腳8－15與數(shù)據(jù)存貯器腳0－7相連作為地址選擇，單片機腳32－39與數(shù)據(jù)存貯器腳8－15相連以傳輸數(shù)據(jù)，同時它也與地址鎖存器腳0－7、微型打印機(3)腳0－7連接分別傳輸?shù)刂沸盘柤皵?shù)據(jù)信號。
另外單片機腳26－28與微型打印機(3)腳8、9、10相連，負責(zé)協(xié)調(diào)打印機與主機的工作。
本實用新型檢測器的使用方法是在PT泵的燃油出口串接一T型三通接頭，接頭旁通口連接一個杯狀硅膜片結(jié)構(gòu)的壓阻式壓力傳感信號。在柴油機曲軸減振器或風(fēng)扇皮帶輪上貼反光片，并安放一個非接觸的反射式光電傳感器，該傳感器將曲軸轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷好}沖信號。試驗時，柴油機不帶負載(空檔)，在怠速狀態(tài)下，使PT泵節(jié)流閥(油門)處于全開位置，柴油機從怠速轉(zhuǎn)速迅速上升到空載最高轉(zhuǎn)速。PT泵的燃油出口壓力也隨著轉(zhuǎn)速信號經(jīng)放大、整形或轉(zhuǎn)換后輸入單片式計算機，在軟件的支持下，轉(zhuǎn)速每上升25轉(zhuǎn)／分，記錄一次轉(zhuǎn)速值，同時記錄同一時刻的壓力值，一一對應(yīng)的轉(zhuǎn)速一壓力為函數(shù)(縱坐標)打印出P＝f(n)曲線。
本設(shè)計采用的壓力傳感器可選用同類功能的產(chǎn)品替代，光電傳感器也可采用其它非接觸式傳感器例如磁感應(yīng)傳感器替代，再對配合被測部分作稍許改進即可，屬一般技術(shù)常識，本文從略。打印機可以使用顯示器代替。
本設(shè)計使用方便，可以在短時間內(nèi)完成PT泵的調(diào)試檢測，試驗完畢后，卸下壓力傳感器，并用螺塞堵住三通接頭旁通口。換用不同的傳感器，還可以對燃油流量、吸油真空度進行量測，并打印相應(yīng)的結(jié)果。
便攜式PT泵隨車不解體調(diào)試檢測儀包括3個功能塊。以上敘述的僅為PT泵壓力——轉(zhuǎn)速的測量、計算、輸出過程，當采用不同的傳感器(4)，啟用檢測儀的不同功能塊，可以檢測燃油量、吸油真空度等柴油機故障診斷所需的參數(shù)，并輸出相應(yīng)的結(jié)果，其具體的工作過程從略。
權(quán)利要求1.一種便攜式PT泵隨車不解體調(diào)試檢測儀，包括傳感器，由一只單片式計算機控制的信號采集、轉(zhuǎn)換、運算和輸入、輸出電路以及一臺輸出顯示裝置，其特征在于傳感器有兩只，一只壓力傳感器，一只轉(zhuǎn)速傳感器；壓力傳感器通過一串接PT泵燃油出口的T型三通接頭旁通口接通油路；轉(zhuǎn)速傳感器是設(shè)于近曲軸處的非接觸式的轉(zhuǎn)速傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測儀，其特征在于轉(zhuǎn)速傳感器是光電傳感器，可置于曲軸減振器旁或風(fēng)扇皮帶輪旁，與之配合在柴油機曲軸減振器或風(fēng)扇皮帶輪上貼有光片。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測儀，其特征在于壓力傳感器是一個杯狀硅膜片結(jié)構(gòu)的壓阻式壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求1－3所述的檢測儀，其特征在于檢測電路由壓力信號電路，轉(zhuǎn)速信號電路，復(fù)位、啟動電路，數(shù)據(jù)處理、傳輸電路，時鐘電路組成；其中壓力信號電路由壓力傳感器、運算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，轉(zhuǎn)速信號電路由轉(zhuǎn)速傳感器、運算放大器、D觸發(fā)器組成，復(fù)位、啟動電路連接設(shè)于柴油機油門的開關(guān)和單片機，數(shù)據(jù)處理、傳輸電路由單片機、地址鎖存器、數(shù)據(jù)存貯器組成，輸出顯示裝置可以是打印機，時鐘電路與單片機連接。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測儀，其特征在于還有功能選擇電路，功能選擇電路與復(fù)位電路綜合連接單片機。
專利摘要便攜式PT泵隨車不解體調(diào)試檢測儀，由一只單片式計算機控制的信號采集、轉(zhuǎn)換、運算和輸入、輸出電路以及一臺輸出顯示裝置，傳感器有兩只，一只壓力傳感器，一只轉(zhuǎn)速傳感器；壓力傳感器通過一串接PT泵燃油出口的T形三通接頭旁通口接通油路；轉(zhuǎn)速傳感器是設(shè)于近曲軸處的非接觸式的轉(zhuǎn)速傳感器。能在PT泵隨車不解體的情況下，檢測PT泵燃油出口壓力P與柴油機曲軸轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)值，并給出連續(xù)的P＝f(n)函數(shù)曲線。
文檔編號G01M15/00GK2177940SQ9324419
公開日1994年9月21日 申請日期1993年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月13日
發(fā)明者張文明, 吳順川, 張衛(wèi)剛 申請人:北京科技大學(xué)