基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法及系统与流程

本发明涉及发动机静态提前角检测，具体涉及一种基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法及系统。

背景技术：

1、机械柱塞式喷油泵柴油发动机的静态供油提前角，是影响发动机启动性能、燃油经济性、动力输出与尾气排放的关键参数。提前角出现偏差，会引发启动困难、怠速抖动、油耗上升、排气异常、机件磨损加剧等问题，因此在发动机出厂装配、售后维修、日常保养环节，均需要对静态供油提前角进行精准检测与校准。

2、目前行业内针对机械泵发动机静态提前角的检测，主流采用飞轮刻度配合定时管的传统检测方式：操作人员先反向转动曲轴一定角度以释放传动链齿轮侧隙，再沿工作转向正向缓慢盘车，通过定时管观察出油阀油面上升时刻，对照飞轮壳上的刻度标记读取提前角数值。该类方法依赖发动机原厂设置的飞轮刻度与配套工装，对于无原厂刻度、刻度磨损的老旧机型，以及非标改装机型无法适用；同时人工观察油面变化、人工读取刻度的操作方式受人员经验影响大，检测精度稳定性差，整体作业效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法及系统，能够自适应消除传动链侧隙、同步实现磨损状态评估、兼顾检测精度与效率。

2、为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，包括：

3、s1、将发动机熄火，将第一数字角度仪固定安装在曲轴的飞轮端面或皮带轮端面，将第二数字角度仪安装在喷油泵驱动轴或凸轮轴端；

4、s2、沿发动机的工作转向转动曲轴，将发动机的第一缸调整至压缩上止点位置；

5、s3、将所述第一数字角度仪和第二数字角度仪调整至零位；

6、s4、取出机械柱塞式喷油泵的第一缸出油阀内的弹簧和阀芯；

7、s5、将数显滴管安装在所述机械柱塞式喷油泵的第一缸出油阀座上；

8、s6、接通发动机燃油，沿发动机工作转向的反方向转动曲轴，实时获取第一数字角度仪和第二数字角度仪的测量值并计算两者的差值，当所述差值不再随曲轴转动而变化时，停止转动；

9、s7、沿发动机工作转向转动曲轴，当数显滴管第一次检测到出油速率逐渐减小至不大于预设出油速率阈值时，此时第一数字角度仪的读数即为发动机静态提前角。

10、在一些实施例中，步骤s6包括：实时计算第一数字角度仪与第二数字角度仪的转角的差值，当连续预设数量的采样周期内差值的变化量小于预设变化阈值时，判定传动链侧隙完全释放，停止反向转动曲轴，并记录当前转角差值作为传动链齿轮侧隙值。

11、在一些实施例中，步骤s7中，沿发动机工作转向转动曲轴包括：

12、以第一转速沿发动机工作转向转动曲轴，实时监测第一数字角度仪与第二数字角度仪的转角的差值；当所述差值减小至预设间隙消除阈值时，判定传动链间隙消除并进入有效行程，切换为第二转速继续沿发动机工作转向转动曲轴，直至数显滴管检测到出油速率不大于预设出油速率阈值；

13、所述第二转速低于第一转速。

14、在一些实施例中，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪均为磁吸式数字角度仪，测量精度不低于±0.1°ca，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪利用磁吸力吸附固定于对应安装端面。

15、在一些实施例中，包括步骤s8：输出传动链齿轮侧隙值，根据传动链齿轮侧隙值评估传动链齿轮的磨损状态。

16、在一些实施例中，所述预设出油速率阈值为4滴/秒。

17、另一方面，本发明提供一种机械泵发动机静态提前角检测系统，用于执行所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，包括第一数字角度仪、第二数字角度仪、数显滴管以及控制处理单元；

18、所述第一数字角度仪用于安装于曲轴的飞轮端面或皮带轮端面，实时采集曲轴转角数据；

19、所述第二数字角度仪用于安装于喷油泵驱动轴或凸轮轴端，实时采集油泵轴转角数据；

20、所述数显滴管用于安装于机械柱塞式喷油泵的第一缸出油阀座上，检测出油口的出油速率；

21、所述控制处理单元分别与第一数字角度仪、第二数字角度仪、数显滴管通信连接，用于接收第一数字角度仪、第二数字角度仪的转角数据并计算差值，根据差值的变化判定传动链侧隙状态与间隙消除临界点，并基于数显滴管的出油速率信号获取发动机静态提前角。

22、在一些实施例中，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪均为磁吸式结构，测量精度不低于±0.1°ca，通过磁吸力完成安装固定。

23、在一些实施例中，所述控制处理单元包括磨损评估模块，用于根据记录的传动链齿轮侧隙值评估传动链齿轮的磨损状态，并同步输出静态供油提前角与传动链齿轮侧隙值两组检测结果。

24、在一些实施例中，所述控制处理单元包括侧隙判定模块与盘车控制提示模块；所述侧隙判定模块用于根据差值的变化趋势判定传动链侧隙完全释放状态以及间隙消除临界点；所述盘车控制提示模块用于在间隙消除临界点输出转速切换提示信号，提示将盘车转速由第一转速切换为低于第一转速的第二转速。

25、本发明的有益效果为：

26、1.本发明通过同步采集曲轴与喷油泵轴的转角信号，以转角的差值的变化趋势作为传动链侧隙完全释放的判定依据，替代传统固定25°~35°ca反向转角的经验消隙方式，彻底解决了齿轮磨损严重的老机型消隙不彻底、新机型反向转角冗余的问题；无需预设反向转角参数，可自动适配不同磨损程度、不同型号的直列式、v 型机械泵柴油发动机，消隙判定精准度大幅提升，同时减少无效盘车行程，检测效率提升 30% 以上。

27、2.本发明在完成静态供油提前角检测的同时，可直接输出传动链齿轮侧隙的量化数值，实现一次检测、两项评估；无需额外安排磨损检测工序，降低了发动机运维检测的时间与人力成本。

28、3.本发明在步骤s7中，传动间隙未消除阶段以较高转速盘车，压缩检测时长；识别到间隙消除临界点、进入柱塞有效行程后，自动切换为低速盘车进行供油始点判定，既避免了全程低速盘车的效率低下问题，又解决了全程高速盘车导致的供油始点判定滞后、测量误差大的问题，在保证±0.1°ca级测量精度的同时，有效缩短单台设备检测耗时。

29、4.本发明的数字角度仪采用磁吸式结构，依靠磁吸力即可完成在曲轴端面、喷油泵轴端的安装固定，无需对发动机本体进行打孔、捆绑、拆解等结构改动，也不依赖飞轮刻度、定时管、外置分度盘等原厂或外置辅助工具，可实现独立无损检测；方法与系统可适配各类直列式、v型机械泵柴油发动机，覆盖出厂装配校验、售后故障维修、在用设备定期复检等全场景应用，操作门槛低，部署灵活。

1.一种基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，步骤s6包括：实时计算第一数字角度仪与第二数字角度仪的转角的差值，当连续预设数量的采样周期内差值的变化量小于预设变化阈值时，判定传动链侧隙完全释放，停止反向转动曲轴，并记录当前转角差值作为传动链齿轮侧隙值。

3.根据权利要求1所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，步骤s7中，沿发动机工作转向转动曲轴包括：

4.根据权利要求1所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪均为磁吸式数字角度仪，测量精度不低于±0.1°ca，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪利用磁吸力吸附固定于对应安装端面。

5.根据权利要求1所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，包括步骤s8：输出传动链齿轮侧隙值，根据传动链齿轮侧隙值评估传动链齿轮的磨损状态。

6.根据权利要求1所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，所述预设出油速率阈值为4滴/秒。

7.一种机械泵发动机静态提前角检测系统，用于执行如权利要求1至6任一项所述的基于角度仪的机械泵发动机静态提前角检测方法，其特征在于，包括第一数字角度仪、第二数字角度仪、数显滴管以及控制处理单元；

8.根据权利要求7所述的机械泵发动机静态提前角检测系统，其特征在于，所述第一数字角度仪与第二数字角度仪均为磁吸式结构，测量精度不低于±0.1°ca，通过磁吸力完成安装固定。

9.根据权利要求7所述的机械泵发动机静态提前角检测系统，其特征在于，所述控制处理单元包括磨损评估模块，用于根据记录的传动链齿轮侧隙值评估传动链齿轮的磨损状态，并同步输出静态供油提前角与传动链齿轮侧隙值两组检测结果。

10.根据权利要求7所述的机械泵发动机静态提前角检测系统，其特征在于，所述控制处理单元包括侧隙判定模块与盘车控制提示模块；所述侧隙判定模块用于根据差值的变化趋势判定传动链侧隙完全释放状态以及间隙消除临界点；所述盘车控制提示模块用于在间隙消除临界点输出转速切换提示信号，提示将盘车转速由第一转速切换为低于第一转速的第二转速。