CN108303259A - 一种电回馈式小型发动机测试台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电回馈式小型发动机测试台，它包括台架、处理器模块、电回馈模块和测试模块，台架包括工作台板、台板升降板和底盘架，待测发动机固定在工作台板上，台板升降板位于工作台板的正下方和底盘架的正上方，底盘架位于台架的下方，与台板升降板配合；电回馈模块包括发电机和电回馈单元，发电机的转子与发动机的转子转动连接，电回馈单元一端连接在发电机输出端，另一端连接在电网或者储能装置上。本发明的实质性效果是：使用发电机回收发动机测试过程中的机械能，减少了负载的使用，并使用一种减震模块通过改变台架固有频率来减少台架的振动，介绍了一种使用发电机作为负载的发动机测试方法，该方法提高了测试准确度。

Description

一种电回馈式小型发动机测试台及测试方法

技术领域

本发明涉及发动机的测试领域，尤其涉及一种电回馈式小型发动机测试台及测试方法。

背景技术

发动机在线测试台主要是为了对发动机的基本性能和参数进行在线测试的一种设备。传统的发动机在线测试台包括测试台架、操作控制箱、负载箱三部分，一般采用分体式结构，并通过风叶或者电磁刹车当负载的形式将发动机产生的机械能消耗掉，在调试不同机型时需要更换不同大小的刹车负载，这样不仅浪费了这些机械能，而且更换刹车负载费时费力，严重影响了发送机的测试效率。

中国专利授权公告号CN 204255645 U，授权公告日2015年04月08日，申请日2014年12月15日，公开了一种一体化发动机在线测试台，其关键在于：所述一体化发动机在线测试台包括一体化设计的底盘、负载箱、电气箱、工作台板、气控元件箱和操作控制箱；所述工作台板设置于底盘之上，且与底盘之间采用橡胶弹簧复合减振器隔离；所述气控元件箱和操作控制箱也设置于底盘之上，且均与底盘刚性连接；所述电气箱固定安装在底盘侧面，负载箱固定在底盘内部，在工作台板上设置有轨道，其中在轨道上设置有销孔，销孔内设置有定位销。本发明采用一体化设计，将操作控制箱、负载箱、气控元件箱和电气箱等部件均直接集成到底盘上，这种结构能极大的节省现场安装工程量，避免二次连线故障，提高设备的可靠性，而且设备可以一次安放到位，即插即用，操作十分简便。但是，该一体化发动机在线测试台的工作台板与底盘之间采用橡胶弹簧复合减振器隔离，这样设计的测试台振动仍然过大，噪声严重超标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何设计一种电回馈式小型发动机测试台及测试方法来有效回收利用测试发动机过程中的剩余机械能并减少测试台的振动，同时设计了一种小型发动机的测试方法。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种电回馈式小型发动机测试台，包括台架，其特征在于，还包括处理器模块、电回馈模块和测试模块，所述台架包括工作台板、台板升降板和底盘架，待测发动机固定在所述工作台板上，所述台板升降板位于工作台板的正下方和底盘架的正上方，用于抬升和降低工作台板高度，所述底盘架位于台架的下方，与台板升降板配合；所述电回馈模块包括发电机和电回馈单元，用于将发动机测试过程中产生的机械能转化为电能并将电能回馈到电网或者储能装置上，所述发电机的转子与发动机的转子转动连接，通过控制发电机转子的转动来控制发动机的转速，所述发电机与处理器模块电连接并受其控制，所述电回馈单元一端连接在发电机输出端，另一端连接在电网或者储能装置上；所述测试模块包括功率计、尾气排放仪、油耗计和转速表，均安装在发动机上并与处理器模块电连接，所述功率计用于测量发动机的功率，所述尾气排放仪用于测量发动机工作时CO和CO₂的排放值，所述油耗计用于测量发动机的油耗，所述转速表用于测量安装在发动机转子上的装置的转速。

作为优选，该电回馈式小型发动机测试台还包括减震模块，所述减震模块包括配重装置和振幅检测装置，所述配重装置包括配重块和配重块升降板，用于改变整个发动机测试台的质心，所述配重块升降板位于台板升降板的正下方和底盘架的正上方并与底盘架配合，与处理器模块电连接并受其控制，所述配重块放置在配重块升降板上；所述振幅检测装置包括激光发生器和激光接收器，所述激光发生器为半导体激光二极管，位于台架外的稳定静止装置上；所述激光接收器为圆形CCD，固定在台架侧面，激光发生器所发射出的激光束垂直照射在激光接收器的中心，当台架振幅过大时，激光束将会偏出圆形CCD的范围，激光接收器接收不到光信号后，处理器模块控制配重装置上下移动改变质心，以改变台架固有频率的方法减少台架振幅。当发动机振动频率接近台架固有频率时，台架会发生剧烈振动，这会造成严重的安全隐患，并对测试数据造成干扰，使用改变质心的方法来在振幅过大时改变台架固有频率，可以有效避免共振现象的发生。

作为优选，该电回馈式小型发动机测试台还包括发动机气动启动模块，所述发动机气动启动模块包括气缸，位于工作台板的正上方，用于拉动发动机启动。

作为优选，该电回馈式小型发动机测试台还包括控制模块、冷却模块和显示器，所述控制模块位于工作台板上，用于发动机测试台的控制，与处理器模块电连接；所述冷却模块放置在配重块升降板的下方和底盘架的正上方，包括排气口和排气扇，用于冷却发动机，与处理器模块电连接；所述显示器位于工作台板上，用于测试模块所获取的测试参数，与微处理器模块电连接。

作为优选，所述底盘架为四脚支架，所述四脚支架的底部安装有万向轮，台板升降板和配重块升降板通过升降电机沿着所述四脚支架的四个支架上下运动。通过在四个支架内侧安装链条或者导轨，当升降电机启动时，台板升降板和配重块升降板可以顺着支架向上或者向下运动。

作为优选，该电回馈式小型发动机测试台还包括扫码枪，所述扫码枪外接于处理器，用于通过扫描发动机上的条码或者二维码来获取发动机型号。发动机型号对应着相应发动机的测试参数，通过数据库或者OPC服务器获取相应发动机的测试参数，并在发动机测试过程中使用，相应测试参数有发电机转速、CO和CO₂的排放标准值、怠速测试发动机启动时间、CO/CO₂比值、暖机测试转速和油耗设定值等。

作为优选，所述电回馈单元包括两个逆变器、直流母线和滤波器，第一逆变器的输入端连接在发电机输出端，第一逆变器的输出端通过直流母线连接在第二逆变器的输入端，第二逆变器的输出端通过滤波器连接到用电设备及负载管理装置的输入端，电设备及负载管理装置的输出端通过变压器将电能回馈到电网上。

作为优选，所述安装在发动机转子上的装置包括汽油链锯、园林修剪装置和舷外机。上述装置还包括使用小型发动机的其它装置，如通用汽油机等。

一种电回馈式小型发动机测试方法，适用于上述电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，包括以下步骤：

S1：安装发动机，并将权利要求8中的装置安装在发动机转子上；

S2：通过发动机气动启动模块启动发动机，拉动发动机1-6次后，如果发动机仍然未被启动则将发动机进行维修，如果发动机启动成功则进入S3；

S3：在节气门全开的状态下进行三次抽气后进入S4；

S4：在控制模块上点击开始测试按钮；

S5：进行暖机测试，使用发电机把安装的装置控制在设定转速，保持设定时间，测量CO/CO₂比值是否在设定范围，如果在设定范围之内则进入S6，如果在设定范围之外则将发动机进行维修；

S6：进行怠速测试，将发电机停止，安装的装置在无负载情况下测量转速和油耗是否在设定范围以及CO/CO₂比值是否在设定范围，如果都在设定范围之内则进入S7，如果不都在设定范围之内则将发动机进行维修；

S7：进行高速测试，发电机启动，同时发动机油门全开，在设定时间内，发动机转速、油耗以及CO/CO₂比值是否在设定范围，如果都在设定范围之内则进入S8，如果不都在设定范围之内则将发动机进行维修；

S8：进行加速测试，发电机减速，待发动机离合器离开后等待油锯转速和油耗在怠速范围内时，突然油门全开，检测油锯转速是否在设定范围，如果在设定范围则判定发动机合格，如果在设定范围外则将发动机进行维修。

本发明的实质性效果是：该小型发动机测试台使用发电机回收发动机测试过程中的机械能并将电能回馈到电网，并使用发电机控制发动机的转速从而减少了负载的使用，并使用一种减震模块通过改变台架固有频率来减少台架的振动，有效避免了共振现象，最后介绍了一种使用发电机作为负载的发动机测试方法，该方法提高了发动机测试效率和准确度。

附图说明

图1为本发明的电回馈式发动机测试台结构图。

图2为本发明的模块连接框图。

图3为本发明的小型发动机测试方法流程图。

图中：1、处理器模块，2、控制模块，3、冷却模块，4、发动机气动启动装置，5、减震模块，6、测试模块，7、电回馈模块，8、台架，9、工作台板，10、台板升降板，11、底盘架，12、配重装置，13、振幅检测装置，14、功率计，15、尾气排放仪，16、油耗计，17、转速表，18、配重块，19、配重块升降板，20、发动机，21、显示器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：图1为本发明一种电回馈式小型发动机测试台的结构图，图2为模块连接框图，该电回馈式小型发动机测试台包括台架8、处理器模块1、电回馈模块7、测试模块6、减震模块5、发动机气动启动模块、冷却模块3、控制模块2和显示器21，电回馈模块7、测试模块6、减震模块5、发动机气动启动模块、冷却模块3、控制模块2和显示器21均与处理器模块1电连接。台架8包括工作台板9、台板升降板10和底盘架11，待测发动机20固定在工作台板9上，台板升降板10位于工作台板9的正下方和底盘架11的正上方，用于抬升和降低工作台板9高度，底盘架11位于台架8的下方，与台板升降板10配合。底盘架11为四脚支架，四脚支架的底部安装有万向轮，台板升降板10和配重块升降板19通过升降电机沿着四脚支架的四个支架上下运动。通过在四个支架内侧安装链条或者导轨，当升降电机启动时，台板升降板10和配重块升降板19可以顺着支架向上或者向下运动，还可以通过电机带动动滑轮的方式升降台板升降板10和配重块升降板19，上述动滑轮的连接绳端固定在四脚支架的顶端，上述动滑轮的连接绳另一端固定在台板升降板10和配重块升降板19的四个角。处理器模块1选择西门子S7-1200，处理器模块1还连接着无线通信模块，当扫码枪获取发动机型号后可以直接通过无线通信模块与测试***数据库连接，并将测试数据传到数据库。电回馈单元可以选择西门子S120驱动***，发电机数据端直接通过西门子S120驱动***连接到用电设备及负载管理装置。

减震模块5包括配重装置12和振幅检测装置13，配重装置12包括配重块18和配重块升降板19，用于改变整个发动机测试台的质心，配重块升降板19位于台板升降板10的正下方和底盘架11的正上方并与底盘架11配合，与处理器模块1电连接并受其控制，配重块18放置在配重块升降板19上；振幅检测装置13包括激光发生器和激光接收器，激光发生器为半导体激光二极管，位于台架8外的稳定静止装置上；激光接收器为圆形CCD，固定在台架8侧面，激光发生器所发射出的激光束垂直照射在激光接收器的中心，当台架8振幅过大时，激光束将会偏出圆形CCD的范围，激光接收器接收不到光信号后，处理器模块1控制配重装置12上下移动改变质心，以改变台架8固有频率的方法减少台架8振幅。仅在台架8侧面上设置激光接收器只能监测竖直平面上的振动，对于水平方向上的水平振动会测不准，如果要在台架8底部或者顶部增加一套振幅检测装置13将会更加准确的监测水平面上的振动，当水平方向振动幅度过大时在配重块升降板19上对配重块18进行水平移动，这样会更加提高台架8的平稳性。

图3为小型发动机测试方法流程图，该流程图以发动机上安装油锯为例来对小型发动机测试方法进行说明。在暖机测试阶段，设定发电机转速为8000rpm，此时发动机20会以相同转速进行转动，并保持150s。在控制模块2可以自由设置暖机时间、暖机CO、暖机CO2、暖机油耗、暖机转速、怠速时间、怠速转速、全速时间、全速CO、全速CO2、全速油耗、全速转速、全速功率、突加速时间，扫描机器序列号自动识别被检测机型并弹出相应的调试程序及调试参数，按启动按钮自动进入相应的程序步骤，***可选自动判定和满足设定条件时手动判定，测试过程所有调试数据可记录，所有记录数据可导出。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电回馈式小型发动机测试台，包括台架，其特征在于，还包括处理器模块、电回馈模块和测试模块，

所述台架包括工作台板、台板升降板和底盘架，待测发动机固定在所述工作台板上，所述台板升降板位于工作台板的正下方和底盘架的正上方，用于抬升和降低工作台板高度，所述底盘架位于台架的下方，与台板升降板配合；

所述电回馈模块包括发电机和电回馈单元，用于将发动机测试过程中产生的机械能转化为电能并将电能回馈到电网或者储能装置上，所述发电机的转子与发动机的转子转动连接，通过控制发电机转子的转动来控制发动机的转速，所述发电机与处理器模块电连接并受其控制，所述电回馈单元一端连接在发电机输出端，另一端连接在电网或者储能装置上；

所述测试模块包括功率计、尾气排放仪、油耗计和转速表，均安装在发动机上并与处理器模块电连接，所述功率计用于测量发动机的功率，所述尾气排放仪用于测量发动机工作时CO和CO₂的排放值，所述油耗计用于测量发动机的油耗，所述转速表用于测量安装在发动机转子上的装置的转速。

2.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，还包括减震模块，所述减震模块包括配重装置和振幅检测装置，

所述配重装置包括配重块和配重块升降板，用于改变整个发动机测试台的质心，所述配重块升降板位于台板升降板的正下方和底盘架的正上方并与底盘架配合，与处理器模块电连接并受其控制，所述配重块放置在配重块升降板上；

所述振幅检测装置包括激光发生器和激光接收器，所述激光发生器为半导体激光二极管，位于台架外的稳定静止装置上；所述激光接收器为圆形CCD，固定在台架侧面，激光发生器所发射出的激光束垂直照射在激光接收器的中心，当台架振幅过大时，激光束将会偏出圆形CCD的范围，激光接收器接收不到光信号后，处理器模块控制配重装置上下移动改变质心，以改变台架固有频率的方法减少台架振幅。

3.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，还包括发动机气动启动模块，所述发动机气动启动模块包括气缸，位于工作台板的正上方，用于拉动发动机启动。

4.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，还包括控制模块、冷却模块和显示器，

所述控制模块位于工作台板上，用于发动机测试台的控制，与处理器模块电连接；所述冷却模块放置在配重块升降板的下方和底盘架的正上方，包括排气口和排气扇，用于冷却发动机，与处理器模块电连接；

所述显示器位于工作台板上，用于测试模块所获取的测试参数，与微处理器模块电连接。

5.根据权利要求4所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，所述底盘架为四脚支架，所述四脚支架的底部安装有万向轮，台板升降板和配重块升降板通过升降电机沿着所述四脚支架的四个支架上下运动。

6.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，还包括扫码枪，所述扫码枪外接于处理器，用于通过扫描发动机上的条码或者二维码来获取发动机型号。

7.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，所述电回馈单元包括两个逆变器、直流母线和滤波器，第一逆变器的输入端连接在发电机输出端，第一逆变器的输出端通过直流母线连接在第二逆变器的输入端，第二逆变器的输出端通过滤波器连接到用电设备及负载管理装置的输入端，电设备及负载管理装置的输出端通过变压器将电能回馈到电网上。

8.根据权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，所述安装在发动机转子上的装置包括汽油链锯、园林修剪装置和舷外机。

9.一种电回馈式小型发动机测试方法，适用于如权利要求1所述的一种电回馈式小型发动机测试台，其特征在于，包括以下步骤：

S1：安装发动机，并将权利要求8中的装置安装在发动机转子上；

S2：通过发动机气动启动模块启动发动机，拉动发动机1-6次后，如果发动机仍然未被启动则将发动机进行维修，如果发动机启动成功则进入S3；

S3：在节气门全开的状态下进行三次抽气后进入S4；

S4：在控制模块上点击开始测试按钮；

S5：进行暖机测试，使用发电机把安装的装置控制在设定转速，保持设定时间，测量CO/CO₂比值是否在设定范围，如果在设定范围之内则进入S6，如果在设定范围之外则将发动机进行维修；

S6：进行怠速测试，将发电机停止，安装的装置在无负载情况下测量转速和油耗是否在设定范围以及CO/CO₂比值是否在设定范围，如果都在设定范围之内则进入S7，如果不都在设定范围之内则将发动机进行维修；

S7：进行高速测试，发电机启动，同时发动机油门全开，在设定时间内，发动机转速、油耗以及CO/CO₂比值是否在设定范围，如果都在设定范围之内则进入

S8，如果不都在设定范围之内则将发动机进行维修；

S8：进行加速测试，发电机减速，待发动机离合器离开后等待油锯转速和油耗在怠速范围内时，突然油门全开，检测油锯转速是否在设定范围，如果在设定范围则判定发动机合格，如果在设定范围外则将发动机进行维修。