一种快速检测起动机啮合性能的方法及装置与流程

1.本发明涉及起动机技术领域，特别涉及一种快速检测起动机啮合性能的方法及装置。


背景技术：

2.起动机是用于汽车发动机启动的一种机电装置，起动机工作的首要环节是起动机齿轮进入发动机齿圈内，这样起动机产生的旋转力矩才能传递到发动机主轴之上带动发动机旋转。这个过程就是起动机的啮合过程。起动机啮合运动是一种直线移动和旋转相结合的复合运动，匹配适当，可极大的提高起动机及发动机的使用寿命，反之则可能造成起动机和发动机齿圈的损坏。
3.起动机啮合性能与发动机实际工作状态关系紧密，需要通过发动机台架耐久试验进行验证，验证周期长，验证效率低且验证的成本高。间接验证方法是检测起动机电磁开关性能，这种试验方法不能直接反映起动机在发动机上实际的工作状态，验证效果差。
4.综上，现有试验方法对起动机啮合性能验证的可靠性和时效性均存在一些问题，影响起动机产品研发效率和成本。
5.因此，提供一种能够解决现有技术中的起动机啮合运动是一种直线移动和旋转相结合的复合运动，匹配不适当，极易造成起动机和发动机齿圈损坏，需要通过发动机台架耐久试验进行验证，验证周期长，验证效率低且验证的成本高，不能直接反映起动机在发动机上实际的工作状态，验证效果差等问题，对于实际生产中的应用，具有非常高的实用价值。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种快速检测起动机啮合性能的方法，能解决相关技术中起动机及发动机匹配不适当及不能直接反映起动机在发动机上实际的工作状态，验证效果差问题。
7.一方面，本发明实施例提供了一种快速检测起动机啮合性能的方法，包括
8.设备的校验，用于对齐顶齿测力头位置及确定起动机齿轮的零位；
9.数据的记录，用于记录及实时显示起动机的齿轮到达顶齿测力头时，轴向冲击力的相关特性参数及起动机齿轮平稳转速时的相关数据参数；
10.数据的采集和分析，用于将收集的相关数据进行量化分析，通过调整试验设定参数值，得到设计需要的技术数据及确定最佳工作状态和参数。
11.在一些实施例中，所述设备的校验包含以下步骤：
12.s01.起动机的安装：将起动机安装在试验台支架上并固定；
13.s02.顶齿测力头位置的调整：操作第一滑台在第一支撑轨道上移动，将带力矩传感器的顶齿测力头与起动机齿轮的中心点靠近，直至对齐；
14.s03.起动机位置的调整：操作第二滑台在第二轨道上移动，第二滑台将起动机向顶齿测力头带动。同时，观察力矩传感器电信号反馈在控制器显示屏上的压力值变化情况，
当压力值减小到0时，将第二滑台锁紧，从而确定零位点。
15.在一些实施例中，所述数据的记录包含以下步骤：
16.s11.起动机行程的设定：在试验控制台设定起动机齿轮运动行程。试验时，控制器将按设定的行程控制第二滑台，保证起动机齿轮与顶齿测力头距离；
17.s12.顶齿运动检测：试验控制台的控制程序按照设定的电压值对电磁开关线圈通电，起动机单向器齿轮弹出，当到达顶齿测力头位置时，起动机齿轮向前运动的轴向冲击力作用在力矩传感器被检测后信号反馈至试验控制器，试验程序将相关特性参数自动记录及实时显示。
18.s13.啮合运动检测：在相同设置的行程下，试验控制器控制程序按顶齿运动相同的电压值对电磁开关线圈和电磁开关接线柱同时通电，起动机单向器齿轮弹出，与顶齿测力头接触后开始旋转，待转速平稳后由转速传感器检测起动机齿轮旋转转速并将采集的信号传递至控制器自动记录并实时显示。
19.在一些实施例中，所述起动机齿轮运动行程按起动机齿轮距发动机齿圈端面距离设定，所述起动机齿轮与顶齿测力头端部距离即为行程，所述相关特性参数即为行程，移动时间，啮合力等。
20.在一些实施例中，所述数据的采集和分析包括以下步骤：
21.s21.数据采集与记录：试验控制器通过数据线接口与各传感器连接，对起动机啮合过程中机械与电磁参数进行采集、处理和分析，对起动机顶齿运动、啮合运动过程中的力与速度等动力学、运动学参数进行数学运算，对起动机的啮合过程进行量化分析，并根据试验结果及时调整试验设定参数值，以得到设计需要的技术数据；
22.s22.试验控制程序通过对不同设定下的起动机啮合过程中动力学参数的关联性分析，对起动机啮合性能进行综合评价，确定其最佳工作状态及参数，以满足实际使用状态及设计技术要求。
23.一方面，提供一种快速检测起动机啮合性能的设备，包括试验台支架，所述试验台支架上方一侧固定设有第一轨道架，所述第一支架上设有第一支撑轨道及第一驱动轨道，所述第一支架一侧连接设有第一操作手柄，所述第一操作手柄与所述第一驱动轨道卡接，所述第一支撑轨道及第一驱动轨道上滑动连接有第一滑台，所述第一滑台上固定连接有发动机，所述发动机转动轴末端连接设有力矩传感器，所述力矩传感器远离所述发动机的一端连接设有顶齿测力头。
24.在一些实施例中，包括第二轨道，所述第二轨道固定设于所述试验台支架中部一侧并与所述第一支撑轨道垂直设置，所述第二轨道上滑动连接有第二滑台，所述第二轨道远离所述第一支撑轨道的一侧连接设有第二操作手柄，所述第二操作手柄与所述第二滑台卡接，所述第二滑台上固定设有起动机安装支架，所述起动机安装支架上固定连接有起动机。
25.在一些实施例中，所述起动机的输出轴上固定连接有起动机齿轮，所述起动机齿轮上还连接设有起动机单向齿轮，所述起动机安装支架上固定连接有转速传感器，所述转速传感器用于检测起动机齿轮转动时的转速。
26.在一些实施例中，所述起动机远离输出轴的一侧还连接设有s端子电磁接线圈及b端子电磁接线柱，所述s端子电磁接线圈用于控制起动机单向齿轮弹出，所述b端子电磁接
线柱用于控制起动机齿轮通电转动。
27.在一些实施例中，还包括控制装置，所述控制装置与所述发动机、力矩传感器、顶齿测力头、起动机、起动机齿轮、起动机单向齿轮、转速传感器、s端子电磁接线圈及b端子电磁接线柱电性连接。
28.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：通过对起动机啮合过程中顶齿力与顶齿转速等基本参数测定，可以对起动机与发动机的啮合过程进行深入解析，定量分析与评价起动机啮合性能的优劣，对提高起动机性能，有效解决起动机使用中存在发动机齿圈损伤故障等难题，提高产品可靠性具有立竿见影的效果；具有先期预见性，良好准确性，广泛适应性等特点，可有效缩短产品研发周期，提高产品研发效率降低开发成本。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
30.图1为本发明一种快速检测起动机啮合性能的方法的设备的校验流程图；
31.图2为本发明一种快速检测起动机啮合性能的方法中数据的记录流程图；
32.图3为本发明一种快速检测起动机啮合性能的方法的数据的采集和分析流程图；
33.图4为本发明一种快速检测起动机啮合性能的设备的俯视图；
34.图5为本发明一种快速检测起动机啮合性能的设备的立面图；
35.图6为本发明一种快速检测起动机啮合性能的设备的控制装置放大图。
36.图中：1.试验台支架；2.第一支架；3.第一支撑轨道；4.第一操作手柄；5.第一驱动轨道；6.第一滑台；7.发动机；8.力矩传感器；9.顶齿测力头；10.第二轨道；11.第二操作手柄；12.第二滑台；13.起动机安装支架；14.起动机；15.起动机齿轮；16.起动机单向齿轮；17.转速传感器；18.s端子电磁接线圈；19.b端子电磁接线柱；20.控制装置。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.参见图1至图3所示，本发明实施例提供了一种快速检测起动机啮合性能的方法，包括
39.设备的校验，用于对齐顶齿测力头位置及确定起动机齿轮的零位；
40.数据的记录，用于记录及实时显示起动机的齿轮到达顶齿测力头时，轴向冲击力的相关特性参数及起动机齿轮平稳转速时的相关数据参数；
41.数据的采集和分析，用于将收集的相关数据进行量化分析，通过调整试验设定参数值，得到设计需要的技术数据及确定最佳工作状态和参数。
42.可选的，s01.起动机的安装：将起动机安装在试验台支架上并固定；
43.s02.顶齿测力头位置的调整：操作第一滑台在第一支撑轨道上移动，将带力矩传感器的顶齿测力头与起动机齿轮的中心点靠近，直至对齐；
44.s03.起动机位置的调整：操作第二滑台在第二轨道上移动，第二滑台将起动机向顶齿测力头带动。同时，观察力矩传感器电信号反馈在控制器显示屏上的压力值变化情况，当压力值减小到0时，将第二滑台锁紧，从而确定零位点。
45.可选的，s11.起动机行程的设定：在试验控制台设定起动机齿轮运动行程。试验时，控制器将按设定的行程控制第二滑台，保证起动机齿轮与顶齿测力头距离；
46.s12.顶齿运动检测：试验控制台的控制程序按照设定的电压值对电磁开关线圈通电，起动机单向器齿轮弹出，当到达顶齿测力头位置时，起动机齿轮向前运动的轴向冲击力作用在力矩传感器被检测后信号反馈至试验控制器，试验程序将相关特性参数自动记录及实时显示。
47.s13.啮合运动检测：在相同设置的行程下，试验控制器控制程序按顶齿运动相同的电压值对电磁开关线圈和电磁开关接线柱同时通电，起动机单向器齿轮弹出，与顶齿测力头接触后开始旋转，待转速平稳后由转速传感器检测起动机齿轮旋转转速并将采集的信号传递至控制器自动记录并实时显示。
48.可选的，所述起动机齿轮运动行程按起动机齿轮距发动机齿圈端面距离设定，所述起动机齿轮与顶齿测力头端部距离即为行程，所述相关特性参数即为行程，移动时间，啮合力等。
49.可选的，所述数据的采集和分析包括以下步骤：
50.s21.数据采集与记录：试验控制器通过数据线接口与各传感器连接，对起动机啮合过程中机械与电磁参数进行采集、处理和分析，对起动机顶齿运动、啮合运动过程中的力与速度等动力学、运动学参数进行数学运算，对起动机的啮合过程进行量化分析，并根据试验结果及时调整试验设定参数值，以得到设计需要的技术数据；
51.s22.试验控制程序通过对不同设定下的起动机啮合过程中动力学参数的关联性分析，对起动机啮合性能进行综合评价，确定其最佳工作状态及参数，以满足实际使用状态及设计技术要求。
52.参见图4至图5所示，一方面，提供一种快速检测起动机啮合性能的设备，包括试验台支架1，所述试验台支架1上方一侧固定设有第一轨道架2，所述第一支架2上设有第一支撑轨道3及第一驱动轨道5，所述第一支架2一侧连接设有第一操作手柄4，所述第一操作手柄4与所述第一驱动轨道5卡接，所述第一支撑轨道3及第一驱动轨道5上滑动连接有第一滑台6，所述第一滑台6上固定连接有发动机7，所述发动机7转动轴末端连接设有力矩传感器8，所述力矩传感器8远离所述发动机7的一端连接设有顶齿测力头9。
53.本实施例中，所述第一操作手柄4用于在所述第一滑台6移动到合适位置时，通过所述第一操作手柄4将所述第一驱动轨道5卡住，防止所述第一驱动轨道5带动所述第一滑台6移动。
54.可选的，包括第二轨道10，所述第二轨道10固定设于所述试验台支架1中部一侧并与所述第一支撑轨道3垂直设置，所述第二轨道10上滑动连接有第二滑台12，所述第二轨道10远离所述第一支撑轨道3的一侧连接设有第二操作手柄11，所述第二操作手柄11与所述第二滑台12卡接，所述第二滑台12上固定设有起动机安装支架13，所述起动机安装支架13
上固定连接有起动机14。
55.本实施例中，所述第二操作手柄11用于在第二滑台12移动到合适位置时，通过所述第二操作手柄11将所述第二滑台12固定。
56.可选的，所述起动机14的输出轴上固定连接有起动机齿轮15，所述起动机齿轮15上还连接设有起动机单向齿轮16，所述起动机安装支架13上固定连接有转速传感器17，所述转速传感器17用于检测起动机齿轮15转动时的转速。
57.可选的，所述起动机14远离输出轴的一侧还连接设有s端子电磁接线圈18及b端子电磁接线柱19，所述s端子电磁接线圈18用于控制起动机单向齿轮16弹出，所述b端子电磁接线柱19用于控制起动机齿轮15通电转动。
58.参见图6所示，可选的，还包括控制装置20，所述控制装置20与所述发动机7、力矩传感器8、顶齿测力头9、起动机14、起动机齿轮15、起动机单向齿轮16、转速传感器17、s端子电磁接线圈18及b端子电磁接线柱19电性连接。
59.本实施例中，控制装置20还包括相应的控制软件，用于对试验过程各个部件的运行，试验参数设置及试验分析。所述控制装置由一台试验用电脑及电源组成，电脑通过数据线与所述传感器及被测起动机接线端子连接，用于试验数据和信号的传输与交流。所述控制装置20上还设有显示屏，用于试验数据的监控。
60.本发明的有益效果在于：
61.通过对起动机啮合过程中顶齿力与顶齿转速等基本参数测定，可以对起动机与发动机的啮合过程进行深入解析，定量分析与评价起动机啮合性能的优劣，对提高起动机性能，有效解决起动机使用中存在发动机齿圈损伤故障等难题，提高产品可靠性具有立竿见影的效果；具有先期预见性，良好准确性，广泛适应性等特点，可有效缩短产品研发周期，提高产品研发效率降低开发成本。
62.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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发明和简化描述，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发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。
63.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
64.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。