发动机漏气检测方法及检测装置与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机漏气检测方法及检测装置。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.发动机漏气故障是发动机三漏故障中的一种，漏气故障会使发动机技术状态变差，出现如功率不足的故障表现，高温气体也会对如线束，传感器造成影响，甚至对人造成安全隐患。当前对发动机漏气故障的检测主要依靠人工，在发动机在台架试车时，通过听声，查看进气压力，肥皂水等方式检测漏气，存在不易察觉，漏判，故障点不易查找等诸多问题。
4.相关技术中，利用有机化合物气化吸热或者静电引燃导致与环境温度出现差异变化，通过前后温差对比进行初步识别，再利用滤片将烯烃气体的特定红外波长识别判断是否是烯烃气体泄漏，并设立报警逻辑。但是，发动机运行时温度较高，不同部位温差不一致，不同工况温度变化较大，与环境相比温差范围较大，该方案中的通过温度异常变化识别的方法无法判别漏气。


技术实现要素：

5.本发明的目的是至少解决发动机运行时温度较高干扰发动机漏气检测的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明的第一方面技术方案，提出了一种发动机漏气检测方法，获取发动机的运行功率；根据发动机的功率达到第一预设值，获取第一视角的所述发动机的排气的第一红外图像和第二视角的所述发动机的第二红外图像；获取排气管漏气红外特征；根据所述第一红外图像和所述第二红外图像两者中的任一个具有所述排气管漏气红外特征确定所述发动机漏气；其中，所述第一视角的朝向和所述第二视角的朝向不相同。
7.根据本发明提出的发动机漏气检测方法，通过获取发动机的热成像图，当热成像图具有漏气红外特征时即可确定发动机漏气。基于发动机运行功率在第一预设值，使发动机低负载工况下运行，此时增压压力较小，发动机排气管路的排气温度相对高负载工况时的排气温度较低，但相对环境温度较高，并且发动机的温度较低，因此，发动机排气温度明显高于环境温度和发动机温度。使得排气管漏气红外特征能够清晰地与环境红外特征和发动机红外特征区分开来。即在发动机的特定运行功率下，通过获取发动机的第一红外图像和第二红外图像能够有效识别排气管漏气红外特征，从而提高发动机漏气检测的准确率。此外，通过在第一角度和第二角度两个不同角度获取发动机的第一红外图像和第二红外图像，当两者中任一一者具有排气管漏气红外特征时，则确定发动机漏气，以消除漏气红外特征与发动机红外特征重合对发动机漏气识别造成的干扰。
8.另外，根据本发明的发动机漏气检测方法，还可具有如下附加的技术特征：
9.在本发明的一些实施方式中，所述发动机漏气检测方法还包括：根据发动机的运
行功率达到第二预设值，获取第一视角的所述发动机的第三红外图像、第二视角的所述发动机的第四红外图像以及第三视角的所述发动机的第五红外图像；获取中冷前进气漏气红外特征和中冷后进气漏气红外特征；根据所述第三红外图像具有所述中冷前进气漏气红外特征，或，所述第四红外图像具有所述中冷前进气漏气红外特征或所述中冷后进气漏气红外特征，或，所述第五红外图像具有所述中冷后进气漏气红外特征，确定所述发动机漏气；其中，所述第二预设值大于所述第一预设值，所述第一视角、所述第二视角和所述第三视角中的任意两者的朝向不相同。
10.在本发明的一些实施方式中，所述第一视角为正对所述发动机的排气侧的视角；所述第二视角为正对所述发动机的飞轮侧的视角；所述第三视角为正对所述发动机的进气侧的视角。
11.在本发明的一些实施方式中，所述排气管漏气红外特征设置为温度超过预设温度的红外图像特征；所述中冷前进气漏气红外特征设置为温度在第一温度范围内的红外图像特征；所述中冷后进气漏气红外特征设置为温度在第二温度范围内的红外图像特征。
12.在本发明的一些实施方式中，所述发动机漏气检测方法还包括：根据确定所述发动机漏气发出报警信息。
13.在本发明的一些实施方式中，确定所述发动机漏气后，所述发动机漏气检测方法还包括：确定所述发动机漏气的漏点位置；获取所述发动机的各零部件的外观特征；根据所述漏点位置和所述发动机的各零部件的外观特征确定漏气的零部件。
14.在本发明的一些实施方式中，所述确定所述发动机漏气的漏点位置包括：根据所述第一红外图像和所述第二红外图像确定所述漏点位置；或，根据所述第三红外图像、所述第四红外图像和所述第五红外图像确定所述漏点位置。
15.本发明的第二方面技术方案，提出了一种发动机漏气检测装置，所述发动机漏气检测装置用于实现发动机漏气检测方法，所述发动机漏气检测装置包括：第一获取单元，用于获取发动机运行功率；第一红外成像单元，用于根据发动机的功率达到第一预设值，获取第一视角的所述发动机的排气侧的第一红外图像；第二红外成像单元，用于根据发动机的功率达到第一预设值，获取第二视角的所述发动机的飞轮侧的第二红外图像；第二获取单元，用于获取排气管漏气红外特征；控制单元，分别与所述第一获取单元、所述第二获取单元、所述第一红外成像单元和所述第二红外成像单元电连接，所述控制单元用于根据所述第一红外图像和所述第二红外图像两者中的任一个具有所述排气管漏气红外特征确定所述发动机漏气；其中，所述第一视角的朝向和所述第二视角的朝向不相同。
16.根据本发明提出的发动机漏气检测装置，通过获取发动机的热成像图，当热成像图具有漏气红外特征时即可确定发动机漏气。基于发动机运行功率在第一预设值，使发动机低负载工况下运行，此时增压压力较小，发动机排气管路的排气温度相对高负载工况时的排气温度较低，但相对环境温度较高，并且发动机的温度较低，可以有效降低发动机热辐射对在热成像图中识别出漏气红外特征的干扰，避免漏判，从而提高发动机漏气检测的准确率。此外，通过在第一角度和第二角度两个不同角度获取发动机的第一红外图像和第二红外图像，当两者中任一一者具有排气管漏气红外特征时，则确定发动机漏气，以消除漏气红外特征与发动机红外特征重合对红外成像识别造成的干扰。
17.在本发明的一些实施方式中，所述第一红外成像单元还用于根据发动机的运行功
也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
32.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
33.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
34.根据本发明的实施方式，提出了一种发动机漏气检测方法，如图1所示，发动机漏气检测方法包括如下步骤：
35.步骤s101：获取发动机的运行功率；
36.步骤s102：根据发动机的功率达到第一预设值，获取第一视角的发动机的排气的第一红外图像和第二视角的发动机的第二红外图像；
37.步骤s103：获取排气管漏气红外特征；
38.步骤s104：根据第一红外图像和第二红外图像两者中的任一个具有排气管漏气红外特征确定发动机漏气。
39.在本实施例中，通过获取发动机的热成像图，当热成像图具有漏气红外特征时即可确定发动机漏气。具体地，通过获取发动机的运行功率以确定发动机的温度以及发动机排气温度状态。可理解地，发动机的运行功率越高，则发动机自身的温度以及发动机排气温度越高。当发动机以低功率运行时，发动机排气管路的排气温度相对环境温度较高，而此时发动机的温度较低。
40.其中，排气管漏气红外特征设置为温度超过预设温度的红外图像特征，由于不同发动机型号或不同工况状态下的排气温度具有差异，因此，排气管漏气红外特征需要根据具体情况确定预设温度的具体值，以获取精确的排气管漏气红外特征。例如，发动机的正常工作温度范围为80℃～105℃，而发动机低功率运行时，发动机排气管路的排气温度大于200℃，则确定排气管漏气红外特征为高于200℃的气体红外成像图像，此时预设温度为200℃。在其他实施例中，预设温度也可以设置为240℃、260℃、300℃等。环境温度可能在-10℃～35℃范围，而由于发动机启动前与环境温度相近，因此，而发动机低功率运行时发动机的
温度范围介于环境温度(例如环境温度为10℃)至90℃之间。发动机的功率达到第一预设值即为发动机在低负载下运行，此时增压压力较小，进气管路即使有漏点，也很少有漏气表现，当发动机排气管漏气时，排气管漏气红外特征为高于200℃的气体红外成像图像，发动机排气温度明显高于环境温度和发动机温度。使得排气管漏气红外特征能够清晰地与环境红外特征和发动机红外特征区分开来，从而通过获取第一红外图像和第二红外图像能够有效识别排气管漏气红外特征，提高发动机漏气检测的准确率。具体地，第一视角为正对发动机的排气侧的视角，第一红外图像即为排气侧的发动机红外图像，第一红外图像用于获取排气管漏气红外特征。第二视角为正对发动机的飞轮侧的视角，第二红外图像即为发动机的飞轮侧的发动机红外图像，第二红外图像用于消除漏气红外特征与发动机红外特征重合对红外成像识别造成的干扰。通过在第一角度和第二角度两个不同角度获取发动机的第一红外图像和第二红外图像，当两者中任一一者具有排气管漏气红外特征时，则确定发动机漏气。需要说明的是，发动机在低负载工况下，发动机的温度较低，可以有效降低发动机热辐射对在热成像图中识别出漏气红外特征的干扰，避免漏判，提高发动机漏气检测的准确率。本实施例中，发动机的功率达到第一预设值即为发动机处于怠速状态下的运行功率。
41.在本发明的一些实施例中，如图2所示，发动机漏气检测方法包括：
42.步骤s201：获取发动机的运行功率；
43.步骤s202：根据发动机的功率达到第二预设值，获取第一视角的发动机的第三红外图像、第二视角的发动机的第四红外图像以及第三视角的发动机的第五红外图像；
44.步骤s203：获取中冷前进气漏气红外特征和中冷后进气漏气红外特征；
45.步骤s204：根据第三红外图像具有中冷前进气漏气红外特征，或，第四红外图像具有中冷前进气漏气红外特征或中冷后进气漏气红外特征，或，第五红外图像具有中冷后进气漏气红外特征，确定发动机漏气。
46.在本实施例中，第二预设值大于第一预设值，发动机的功率达到第二预设值即发动机在高负载工况下运行。发动机的运行功率越高，则发动机自身的温度以及发动机排气温度越高。根据发动机工况的不同，漏气故障的表现不同，在低负载下，增压压力较小，此时进气管路即使有漏点，也很少有漏气表现。在发动机高负载工况，增压压力较大，增压后进气温度相对较高，此时进气漏气会有比较明显的特征。其中，中冷前进气漏气红外特征设置为温度在第一温度范围的红外图像特征；中冷后进气漏气红外特征设置为温度在第二温度范围的红外图像特征。具体地，由于不同发动机型号或不同工况状态下的中冷前进气温度、中冷后进气温度具有差异，因此，中冷前进气漏气红外特征和中冷后进气漏气红外特征需要根据具体情况确定与其温度相适应的红外特征。例如，发动机排气温度大于200℃，中冷前进气温度介于80℃～160℃之间，中冷后进气温度介于40℃～60℃之间，则中冷前进气漏气红外特征为80℃～160℃的气体红外成像图像，中冷后进气漏气红外特征为40℃～60℃的气体红外成像图像。此时，第一温度范围为80℃～160℃，第二温度范围为40℃～60℃。排气管漏气、中冷前进气漏气和中冷后进气漏气的温度均高于环境温度。并且，在发动机高负载工况下，发动机的温度在80℃～105℃之间，因此，排气管漏气、中冷前进气漏气和中冷后进气漏气的温度与发动机的温度均具有较大的差异，使得排气管漏气、中冷前进气漏气和中冷后进气漏气的漏气红外特征能够清晰地与环境红外特征和发动机红外特征区分开来。本实施例中，第二预设值即为发动机的额定功率。
47.具体地，第一视角为正对发动机的排气侧的视角，第三红外图像即为排气侧的发动机红外图像，第三红外图像用于获取中冷前进气管路漏气红外特征。第二视角为正对发动机的飞轮侧的视角，第四红外图像即为发动机的飞轮侧的发动机红外图像，第四红外图像用于获取中冷管路及排气侧进气管路的漏气特征。第三视角为正对发动机的进气侧的视角，第五红外图像即为进气侧的发动机红外图像，用于获取中冷后进气管路的漏气红外特征。因此，当第三红外图像具有中冷前进气漏气红外特征，或，第四红外图像具有中冷前进气漏气红外特征或中冷后进气漏气红外特征，或，第五红外图像具有中冷后进气漏气红外特征，则可以确定发动机漏气。本实施例中，根据排气管漏气温度、中冷前进气漏气温度和中冷后进气漏气温度的不同，分别设置不同的色标成像的温度量范围，具体地，第一视角获取的第一红外图像和第三红外图像的色标成像的温度量范围设置为80～300℃，第二视角获取的第二红外图像和第四红外图像的色标成像的温度量范围设置为40～100℃，第三视角获取的第五红外图像的色标成像的温度量范围设置为20～60℃，实现通过不同的色标设置区分排气侧，进气侧，飞轮侧，并且根据发动机运行工况特性确定检测时刻，尽可能避免发动机热辐射的影响，排除干扰。
48.在本发明的一些实施例中，发动机漏气检测方法包括：根据确定发动机漏气发出报警信息，从而使检测者获取漏气信息。
49.在本发明的一些实施例中，如图3所示，确定发动机漏气后，发动机漏气检测方法还包括如下步骤：
50.步骤s301：确定发动机漏气的漏点位置；
51.步骤s302：获取发动机的各零部件的外观特征；
52.步骤s303：根据漏点位置和发动机的各零部件的外观特征确定漏气的零部件。
53.本实施例中，在步骤s301中，确定发动机漏气的漏点位置具体包括根据第一红外图像和第二红外图像确定漏点位置，当第一红外图像或第二红外图像出现排气管漏气红外特征时，根据排气管漏气红外特征所在第一红外图像或第二红外图像中的位置即可获得发动机漏气的漏点位置。或者根据第三红外图像、第四红外图像和第五红外图像确定漏点位置。进一步地，气体红外特征气体扩散，温度下降，一般漏点处温度最高，因此，排气管漏气红外特征中的温度最高点即确定为漏点位置。一般地，漏气特征较为不规则，可以通过视觉算法进行检测。在步骤s302中，获取发动机的各零部件的外观特征，例如发动机排气系统关键零部件的外观特征如增压器，进排气管，中冷管路等，通过漏点位置的信息结合发动机各零部件的外观特征可确定漏气的零部件。具体地，漏点位置一般为根据红外图像获取的坐标数据信息，发动机的各零部件的外观特征具体为与所确定漏点位置的红外图像特征相同视角下的外观图像，各零部件的外观特征包括各零部件的形状、所处区域以及零部件轮廓的坐标信息。将漏点位置的坐标数据代入发动机的各零部件的外观特征图像中即可确定漏点位置处在的零部件。详细地，发动机的各零部件的外观特征包括第一视角、第二视角和第三视角三个视角下的各零部件的外观特征图像，第一视角下获得的各零部件的外观特征图像与第一红外图像和第三红外图像对应，第二视角下获得的各零部件的外观特征图像与第二红外图像和第四红外图像对应，第三视角下获得的各零部件的外观特征图像与第五红外图像对应。当漏点位置的信息是通过第一红外图像或第三红外图像确定时，则结合第一视角下获得的各零部件的外观特征图像确定漏气的零部件。当漏点位置的信息是通过第二红
外图像或第四红外图像确定时，则结合第二视角下获得的各零部件的外观特征图像确定漏气的零部件。当漏点位置的信息是通过第五红外图像确定时，则结合第三视角下获得的各零部件的外观特征图像确定漏气的零部件。具体地，先通过模式识别对各零部件的外形和位置等信息进行处理和分析从而实现对各零部件的辨认，再通过机器学习，提炼漏点位置数据和各零部件的外观特征数据根据预设算法确定漏气的零部件。
54.根据本发明的一个示例性的实施例，提出了一种发动机漏气检测方法，如图7所示，发动机漏气检测方法包括如下步骤：
55.步骤s401：发动机按工艺要求运行；
56.步骤s402：判断发动机运行功率是否达到第一预设值，若是则执行步骤s403，若否则执行步骤s401；
57.步骤s403：获取第一视角的发动机的排气的第一红外图像和第二视角的发动机的第二红外图像；
58.步骤s404：判定第一红外图像或第二红外图像是否具有漏气特征，若是则执行步骤s406，否则执行步骤s405；
59.步骤s405：发动机继续运行；
60.步骤s406：根据第一红外图像或第二红外图像的温度特征确定漏点位置；
61.步骤s407：判断发动机运行功率是否达到第二预设值，若是则执行步骤s408，若否则执行步骤s405；
62.步骤s408：获取第一视角的发动机的第三红外图像、第二视角的发动机的第四红外图像以及第三视角的发动机的第五红外图像；
63.步骤s409：判定第三红外图像或第四红外图像或第五红外图像是否具有漏气特征，若是则执行步骤s410，否则结束；
64.步骤s410：根据第三红外图像或第四红外图像或第五红外图像的温度特征确定漏点位置；
65.步骤s411：获取发动机的各零部件的外观特征；
66.步骤s412：根据漏点位置和发动机的各零部件的外观特征确定漏气的零部件。
67.在本实施例中，首先开启发动机，并使发动机按工艺要求运行，当发动机运行功率达到第一预设值时，获取第一视角的发动机的排气的第一红外图像和第二视角的发动机的第二红外图像，若第一红外图像或第二红外图像具有漏气特征，则说明发动机漏气，然后根据第一红外图像或第二红外图像的温度特征确定漏点位置，获取发动机的各零部件的外观特征，根据漏点位置和发动机的各零部件的外观特征确定漏气的零部件，确定漏气的零件后，进行漏气故障报警。若第一红外图像或第二红外图像没有漏气特征，则发动机继续运行，当发动机运行功率达到第二预设值时，获取第一视角的发动机的第三红外图像、第二视角的发动机的第四红外图像以及第三视角的发动机的第五红外图像，判定第三红外图像或第四红外图像或第五红外图像是否具有漏气特征，若第三红外图像或第四红外图像或第五红外图像具有漏气特征，则确定发动机漏气，根据第三红外图像或第四红外图像或第五红外图像的温度特征确定漏点位置，获取发动机的各零部件的外观特征，根据漏点位置和发动机的各零部件的外观特征确定漏气的零部件，确定漏气的零件后，进行漏气故障报警。
68.根据本发明的实施方式，提出了一种发动机漏气检测装置，如图4至图6所示，发动
机漏气检测装置包括：第一获取单元11、第一红外成像单元21、第二红外成像单元22、第二获取单元12、控制单元13、和报警装置14。第一获取单元11用于获取发动机3运行功率。第一红外成像单元21为红外成像仪，当发动机3的功率达到第一预设值时，第一红外成像单元21用于获取第一视角的发动机3的排气侧的第一红外图像。第二红外成像单元22为红外成像仪，当发动机3的功率达到第一预设值时，第二红外成像单元22用于获取第二视角的发动机3的飞轮侧的第二红外图像。第二获取单元12用于获取排气管漏气红外特征。控制单元13用于根据第一红外图像和第二红外图像两者中的任一个具有排气管漏气红外特征确定发动机3漏气。控制单元13根据确定发动机漏气控制报警装置14发出报警信息。报警装置14可以是扬声器，通过播放语音或预设声波实现报警，或者报警装置14为显示屏幕，通过显示图像报警信息实现报警。
69.本实施例中，发动机3在低负载工况下，发动机3的温度较低，可以有效降低发动机3热辐射对在热成像图中识别出漏气红外特征的干扰，避免漏判，提高发动机3漏气检测的准确率。
70.在本发明的一些实施例中，第一红外成像单元21还用于根据发动机3的功率达到第二预设值，获取第一视角的发动机3的排气侧的第三红外图像，第一视角为正对发动机3的排气侧的视角，第三红外图像即为排气侧的发动机3红外图像，第三红外图像用于获取中冷前进气管路漏气红外特征。第二红外成像单元22还用于根据发动机3的功率达到第二预设值，获取第二视角的发动机3的飞轮侧的第四红外图像，第二视角为正对发动机3的飞轮侧的视角，第四红外图像即为发动机3的飞轮侧的发动机3红外图像，第四红外图像用于获取中冷管路及排气侧进气管路的漏气特征。第二获取单元12还用于获取中冷前进气漏气红外特征和中冷后进气漏气红外特征；发动机漏气检测装置还包括：第三红外成像单元23，用于根据发动机3的功率达到第二预设值，获取第三视角的发动机3的进气侧的第五红外图像，第三视角为正对发动机3的进气侧的视角，第五红外图像即为进气侧的发动机3红外图像，用于获取中冷后进气管路的漏气红外特征。第三红外图像具有中冷前进气漏气红外特征，或，第四红外图像具有中冷前进气漏气红外特征或中冷后进气漏气红外特征，或，第五红外图像具有中冷后进气漏气红外特征，则可以控制单元13确定发动机3漏气。本实施例提出的技术方案是用于在发动机3高负载工况下，检测发动机3是否存在进气漏气故障。
71.在本发明的一些实施例中，第一红外成像单元的色标成像的温度量范围与预设范围相匹配；第二红外成像单元的色标成像的温度量范围与第一温度范围相匹配；第三红外成像单元的色标成像的温度量范围与第二温度范围相匹配以以根据红外成像单元检测温度范围及作用的不同，设置成不同的温差及色标成像，以方便图像识别。例如，当于发动机3的排气温度大于200℃，中冷前进气温度介于80℃～160℃之间，中冷后进气温度介于40℃～60℃之间，因此，排气管漏气红外特征为高于200℃的气体红外成像图像中冷前进气漏气红外特征为80℃～160℃的气体红外成像图像，中冷后进气漏气红外特征为40℃～60℃的气体红外成像图像。因此，第一红外成像单元21的色标成像的温度量范围设置为80～300℃，使第一成像单元获取的第一红外图像和第三红外图像分别能够涵盖排气管漏气红外特征和中冷前进气漏气红外特征，使得排气管漏气红外特征能够在第一红外图像中清晰的显现或者使中冷前进气漏气红外特征能够在第三红外图像特征中清晰的显现。第二红外成像单元22的色标成像的温度量范围设置为40～100℃，使第二成像单元获取的第二红外图像
和第四红外图像分别能够涵盖中冷后进气漏气红外特征。第三红外成像单元23的色标成像的温度量范围设置为20～60℃，使第三成像单元获取的第五红外图像能够涵盖中冷后进气漏气红外特征，使得中冷后进气漏气红外特征能够在第五红外图像特征中清晰的显现。
72.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。