曲轴脉冲板缺陷检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽油发动机检测技术领域，特别是涉及一种曲轴脉冲板缺陷检测装置。


背景技术：

2.ckp传感器(crankshaft position sensor，简称ckp sensor)的全称是曲轴位置传感器，其主要作用是采集曲轴转角、发动机转速以及活塞上止点信号。曲轴传感器用螺栓固定在发动机缸体上，与曲轴脉冲板保持侧面相对位置，目的是通过检测脉冲板齿运转速度得出发动机运转速度。曲轴脉冲板上总共有58 个实齿，两个连续虚齿形成一个大的缺齿，各齿间均匀分布，每个齿之间为6
°
。
3.传统技术中，汽油发动机曲轴位置传感器通过检测曲轴脉冲板的状态得出采集曲轴转角、发动机转速以及活塞上止点信号，电子控制单元(electronic controlunit，简称ecu)再结合其它传感器(如cmp传感器)信号发出指令控制各气缸的点火、喷油信号等。反之如果曲轴脉冲板存在缺陷，ckp检测将得到一个与实际不符合的错误信号，并导致ecu给出错误信号，将影响发动机的动力性、经济性及排放性能。当发动机出现相关故障现象后需要确认曲轴脉冲板是否有缺陷，然而，过往方法是直接拆解整机，取出曲轴脉冲板单品，再使用轮廓仪对该零件进行确认，整个过程比较复杂，费时费力。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种曲轴脉冲板缺陷检测装置，能够有效降低曲轴脉冲板缺陷检测的工作强度，提高工作效率。
5.其技术方案如下：一种曲轴脉冲板缺陷检测装置，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置包括：传感器，所述传感器用于连接于发动机整机上，且发动机整机上设有开孔，所述传感器用于与开孔对应设置，并与脉冲板齿感应配合；数据采集模块，所述数据采集模块与所述传感器电性连接，所述数据采集模块用于以预设频率采集所述传感器的检测数据；控制件，所述传感器与所述数据采集模块分别与所述控制件电性连接。
6.上述曲轴脉冲板缺陷检测装置，在安装过程中，首先，传感器连接于发动机整机上，使得传感器能够通过开孔检测到曲轴脉冲板的脉冲板齿，与每个脉冲板齿感应配合，然后，启动曲轴脉冲板缺陷检测装置，传感器与脉冲板齿感应时，在适宜的预设采样频率下，当扫描过一个脉冲板齿时，能够得到正常的低电平信号，而在相邻两个脉冲板齿的间隙中，传感器与脉冲板脱离感应配合，因此出现一段高电平信号，当脉冲板齿出现形变、缺齿、间隔误差时，能够在波形上体现出时间间隔、幅值等的变化，从而能够对曲轴脉冲板进行外观状态的缺陷检测。本曲轴脉冲板缺陷检测装置，结构简单，布局方便，操作便利，能够实现在不拆卸整机的情况下快速对曲轴脉冲板的缺陷进行检测，有利于降低劳动强度，提高工作效率。
7.在其中一个实施例中，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置还包括夹具，所述夹具用于
可拆卸连接于发动机整机的外壁上，所述传感器与所述夹具连接。
8.在其中一个实施例中，所述传感器为激光位移传感器，且所述传感器的最小采样时间为0.33ms。
9.在其中一个实施例中，所述夹具与发动机整机的外壁的可拆卸连接方式为粘接、磁吸连接、卡扣连接、插接、铆接、螺栓连接、螺纹连接中的任意一种或多种。
10.在其中一个实施例中，所述夹具为磁力表座，所述磁力表座用于与发动机整机磁吸连接，所述传感器与所述磁力表座可拆卸连接。
11.在其中一个实施例中，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置还包括摇把，所述摇把用于与曲轴可拆卸连接，所述摇把用于在外力作用下驱使所述曲轴转动。
12.在其中一个实施例中，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置还包括驱动件，所述驱动件用于与曲轴可拆卸连接，所述驱动件用于驱使所述曲轴转动。
13.在其中一个实施例中，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置还包括信号放大器，所述信号放大器电性连接于所述传感器与所述数据采集模块之间。
14.在其中一个实施例中，所述数据采集模块的采样频率f的范围为：f＞330hz。
15.在其中一个实施例中，所述曲轴脉冲板缺陷检测装置还包括显示件，所述显示件与所述控制件电性连接，所述显示件用于显示采集后的数据。
附图说明
16.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一实施例中所述的曲轴脉冲板缺陷检测装置的工作原理图；
19.图2为一实施例中所述的采集数据波形图；
20.图3为图2中框a处的局部放大示意图；
21.图4为一实施例中所述的曲轴脉冲板缺陷检测方法的步骤流程图。
22.附图标记说明：
23.100、曲轴脉冲板缺陷检测装置；110、传感器；120、数据采集模块；130、控制件；140、显示件；150、夹具；160、摇把；170、信号放大器；200、发动机整机；200、曲轴；210、曲轴脉冲板。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
30.请参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中所述的曲轴脉冲板缺陷检测装置100的工作原理图，本实用新型一实施例提供了的一种曲轴脉冲板缺陷检测装置100，曲轴脉冲板缺陷检测装置100包括：传感器110、数据采集模块120 及控制件130。传感器110用于连接于发动机整机200上，且发动机整机200上设有开孔，传感器110用于与开孔对应设置，并与脉冲板齿感应配合。数据采集模块120与传感器110电性连接，数据采集模块120用于以预设频率采集传感器110的检测数据；传感器110与数据采集模块120分别与控制件130电性连接。
31.请参阅图2与图3，图2示出了本实用新型一实施例中的采集数据波形图，图3为图1中框a处的局部放大示意图；上述曲轴脉冲板缺陷检测装置100，在安装过程中，首先，传感器110连接于发动机整机200上，使得传感器110能够通过开孔检测到曲轴脉冲板210的脉冲板齿，与每个脉冲板齿感应配合，然后，启动曲轴脉冲板缺陷检测装置100，传感器110与脉冲板齿感应时，在适宜的预设采样频率下，当扫描过一个脉冲板齿时，能够得到正常的低电平信号，而在相邻两个脉冲板齿的间隙中，传感器110与脉冲板脱离感应配合，因此出现一段高电平信号，当脉冲板齿出现形变、缺齿、间隔误差时，能够在波形上体现出时间间隔、幅
值等的变化，从而能够对曲轴脉冲板210进行外观状态的缺陷检测。本曲轴脉冲板缺陷检测装置100，结构简单，布局方便，操作便利，能够实现在不拆卸整机的情况下快速对曲轴脉冲板210的缺陷进行检测，有利于降低劳动强度，提高工作效率。
32.其中，传感器110用于与开孔对应设置，并与脉冲板齿感应配合应理解为，传感器110设置在发动机整机200的外壁上，通过开孔，传感器110能够与发动机内的脉冲板齿发生配合，其配合方式可为接触式与非接触式，非接触式又包括光波、声波等感应配合方式。当曲轴脉冲板210转动，脉冲板齿与传感器 110相对时，传感器110与脉冲板齿感应配合，继续转动后，当转动至两齿之间的缝隙时，传感器110与脉冲板齿脱离感应配合状态。
33.可选地，传感器110可为激光位移传感器110、超声波传感器110、接触式位移传感器110或其它传感设备。
34.具体地，请参阅图1，传感器110为激光位移传感器110，且传感器110的最小采样时间为0.33ms。激光测距的原理为：测距过程由一个激光发射单元和一个激光接收单元组成，通过测量激光从发射到接收的时间可计算出与物体之间的距离。其中，激光位移传感器110可为自发自收式传感器110，即发射单元与接收单元集成在同一模块内，通过脉冲板齿对激光的反射来获取脉冲回波。还可以为一发一收式传感器110，利用脉冲板齿对激光的遮挡来获得高电平信号。例如，选择keyence il-065型位移传感器110，其光波类型为红色半导体激光，波长655nm(可见光)，安装距离65mm，测量范围55～105mm，最小采样时间0.33ms，采样周期可为0.33/1/2/5ms(4级可变)。如此，有利于满足高频的采样频率，提高检测精度，进而提高检测结果的可靠性。本实施例仅提供一种传感器110 的具体类型选择，但并不以此为限。
35.可选地，传感器110与发动机整机200的连接方式可为直接连接，还可以通过中间连接结构间接与发动机整机200连接。
36.在一个实施例中，请参阅图1，曲轴脉冲板缺陷检测装置100还包括夹具 150。夹具150用于可拆卸连接于发动机整机200的外壁上，传感器110与夹具 150连接。如此，通过夹具150能够将传感器110固定与发动机整机200的外壁上，提高传感器110的安装稳定性，从而保证检测可靠性。
37.可选地，夹具150与发动机整机200的外壁的可拆卸连接方式可以是粘接、磁吸连接、卡扣连接、插接、铆接、螺栓连接、螺纹连接或其它连接方式，又或者是多种连接方式的组合。
38.在一个实施例中，请参阅图1，夹具150为磁力表座，磁力表座用于与发动机整机200磁吸连接，传感器110与磁力表座可拆卸连接。如此，磁力表座的磁吸方式可靠性高，稳定性强，有利于保证夹具150在发动机整机200的外壁上的连接稳定性，避免传感器110产生位移和振动，且拆卸方便，操作简单，有利于提高工作效率。本实施例仅提供一种夹具150的具体实施方式，但并不以此为限。
39.在一个实施例中，请参阅图1，曲轴脉冲板缺陷检测装置100还包括摇把 160，摇把160用于与曲轴200可拆卸连接，摇把160用于在外力作用下驱使曲轴200转动。如此，通过摇把160连接在曲轴200上，用人力转动曲轴200，从而带动曲轴脉冲板210匀速旋转。具体地，转动周期t为60s～80s。
40.在另外一个实施例中，曲轴脉冲板缺陷检测装置100还包括驱动件(图中未示出)，
驱动件用于与曲轴200可拆卸连接，驱动件用于驱使曲轴200转动。具体地，驱动件可为电动起动机。如此，操作方便，转速输出稳定，且能够保证转速稳定，并且方便调节所需转速，从而提高检测结果的可靠性。
41.在一个实施例中，请参阅图1，曲轴脉冲板缺陷检测装置100还包括信号放大器170，信号放大器170电性连接于传感器110与数据采集模块120之间。如此，通过信号放大器170的放大作用能够提高数据采集模块120采集到的数据进行放大，例如对幅值进行放大，从而方便观察，有利于提高检测精度和工作效率。
42.在一个实施例中，数据采集模块120的采样频率f的范围为：f＞330hz。具体地，采样率f为550hz。曲轴脉冲板210一周共有58个齿，每个齿宽均为 a；本方案使用人力转动曲轴200，从而带动曲轴脉冲板210旋转，转动周期t 为60s～80s，曲轴脉冲板210中心到齿外表面半径为r，采样频率为f，为了比较准确表示出齿的状态，至少在每个齿上采集的数据个数为x(x≥250),得出采样频率设置范围：
[0043][0044]
在一个实施例中，请参阅图1，曲轴脉冲板缺陷检测装置100还包括显示件 140，显示件140与控制件130电性连接，显示件140用于显示采集后的数据。具体地，曲轴脉冲板缺陷检测装置100包括pc，pc包括控制件130与显示件140。如此，通过pc能够控制传感器110与数据模块的启动与停止，并且pc的显示屏能够实时显示检测数据和检测波形，从而方便操作，提高工作效率。具体地，通过分析数采仪到的数据和波形，判断曲轴脉冲板210是否有缺齿、齿变形、齿间隔误差这三项缺陷。请参阅图2与图3，当数据超出量程时，则判断曲轴脉冲板210存在缺齿；当信号幅值和正常齿数据对比大小不一致时，则判断为脉冲板吃存在变形等缺陷；当采集数据上相邻两个脉冲信号之间时间间隔不一致，则判定为齿间隔存在误差。
[0045]
具体地，数据采集传输仪是现场仪表与上位机系统的连接仪器。数据采集传输仪通过数字通道、模拟通道、开关量通道采集监测仪表的监测数据、状态等信息，然后通过传输网络将数据、状态传输至上位机；上位机通过传输网络发送控制命令，数据采集传输仪根据命令控制监测仪表工作。
[0046]
请参阅图4，图4示出了本实用新型一实施例中的曲轴脉冲板210缺陷检测方法的步骤流程图，一种曲轴脉冲板210缺陷检测方法，采用上述中任意一项的曲轴脉冲板缺陷检测装置100，具体步骤包括：
[0047]
s10：将数据采集模块120设置预设采样频率；
[0048]
s20：匀速转动曲轴200，带动曲轴脉冲板210转动；
[0049]
s30：启动控制件130，数据采集模块120采集传感器110的检测数据；
[0050]
s40：分析采集后的数据。
[0051]
上述曲轴脉冲板210缺陷检测方法，在安装过程中，首先，传感器110连接于发动机整机200上，使得传感器110能够通过开孔检测到曲轴脉冲板210 的脉冲板齿，与每个脉冲板齿感应配合，然后，启动曲轴脉冲板缺陷检测装置 100，传感器110与脉冲板齿感应时，在适宜的预设采样频率下，当扫描过一个脉冲板齿时，能够得到正常的低电平信号，而在相邻两个脉冲板齿的间隙中，传感器110与脉冲板脱离感应配合，因此出现一段高电平信号，当脉冲板齿出现形变、缺齿、间隔误差时，能够在波形上体现出时间间隔、幅值等的变化，从而
能够对曲轴脉冲板210进行外观状态的缺陷检测。本曲轴脉冲板210缺陷检测方法，结构简单，布局方便，操作便利，能够实现在不拆卸整机的情况下快速对曲轴脉冲板210的缺陷进行检测，有利于降低劳动强度，提高工作效率。
[0052]
在一个实施例中，步骤：s20：匀速转动曲轴200，带动曲轴脉冲板210转动中；具体包括如下步骤；
[0053]
s21：手动摇动摇把160，使得曲轴200匀速转动，或开启驱动件，驱使曲轴200匀速转动。
[0054]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0055]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。