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用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，包括有加載部分和數(shù)據(jù)處理部分，加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，數(shù)據(jù)處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)。本發(fā)明結構簡單，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣動力發(fā)動機扭矩和功率的準確測量，且相對于常用的發(fā)動機測功機，制造成本大幅降低，本發(fā)明中的摩擦片和薄膜壓力傳感器的結構設計巧妙，安排布置合理，可有效實現(xiàn)加載功能，便于扭矩及功率的檢測。
【專利說明】用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測【技術領域】，具體是一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機帶來的污染越來越嚴重，隨著石化能源不斷枯竭，越來越多的人開始探尋新能源，空氣動力發(fā)動機就是在這一現(xiàn)狀下產(chǎn)生的?？諝鈩恿Πl(fā)動機以高壓壓縮空氣為動力源，在氣缸內(nèi)膨脹推動活塞做功對外輸出動力，不消耗燃料，尾氣無任何污染物質(zhì)排放。同時，壓縮空氣可以利用水力、風力和太陽能等可再生綠色能源進行制備，具有廣闊的發(fā)展前景。目前，在空氣動力發(fā)動機的研制過程中，需要一種輕便、簡單、有效的扭矩及功率的快速檢測裝置，而現(xiàn)有空氣動力發(fā)動機檢測裝置過于依賴大型測功機，并不適合空氣動力發(fā)動機的結構特點，操作不便，成本也較高，造成不必要的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:包括有加載部分和數(shù)據(jù)處理部分，所述的加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，所述的數(shù)據(jù)處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)輸出顯不系統(tǒng)；
所述杠桿的一端與所述前液壓泵內(nèi)的活塞固定連接，所述的砝碼與所述杠桿的另一端相連接，所述的液壓軟管連接在所述前、后液壓泵之間；所述的摩擦機構包括有襯板和摩擦片，所述的襯板固定安裝在空氣動力發(fā)動機外殼上，襯板上分別安裝有由后液壓泵驅(qū)動的二個夾緊塊，所述的摩擦片卡裝在二個夾緊塊之間，且摩擦片的內(nèi)側具有突出部；所述的圓盤套裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸上，所述的摩擦片位于所述圓盤外沿的一側；
所述的薄膜壓力傳感器固定在位于所述二個夾緊塊之間的襯板上，所述摩擦片內(nèi)側的突出部與所述的薄膜壓力傳感器相接觸，所述的曲軸位置傳感器安裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸上，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器分別與信號處理系統(tǒng)電連接，所述的信號處理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)電連接。
[0005]所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的砝碼通過細繩懸掛在所述杠桿的另一端。
[0006]所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的襯板固定安裝在固定在空氣動力發(fā)動機外殼上的固定座上。
[0007]所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的信號處理系統(tǒng)包括有微控制器和A/D轉換模塊，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器通過A/D轉換模塊與微控制器進行通訊。
[0008]所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)包括有計算機，所述的計算機通過串行接口與所述微控制器電連接，所述微控制器接收到壓力和轉速信號后，經(jīng)過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到所述的計算機，顯示空氣動力發(fā)動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
[0009]內(nèi)側突出的摩擦片在加載時可以保證與圓盤產(chǎn)生摩擦，薄膜壓力傳感器被緊貼在襯板上與摩擦片內(nèi)側的突出部相接觸，且被完全壓住。加載時，摩擦片一方面與圓盤接觸，另一方面與薄膜壓力傳感器接觸，這樣的獨特結構不僅可以把加載產(chǎn)生的壓力完全傳遞給薄膜壓力傳感器，而且起到保護薄膜壓力傳感器的作用，避免了對薄膜壓力傳感器造成的磨損。
[0010]其原理是:當給杠桿增加(減少)砝碼時，在杠桿的作用下，推動前液壓泵中的活塞運動，前液壓泵中的液壓油被壓出，液壓油流過液壓軟管到達后液壓泵，推動后液壓泵中的活塞運動。在后液壓泵中的活塞的作用下，摩擦片被二個夾緊塊夾緊，與隨空氣動力發(fā)動機輸出軸一起轉動的圓盤相接觸，從而產(chǎn)生壓力，這樣就起到加載效果。同時，由于摩擦片擠壓薄膜壓力傳感器，薄膜壓力傳感器產(chǎn)生并輸出壓力信號，安裝在空氣動力發(fā)動機輸出軸上的曲軸位置傳感器感應并輸出發(fā)動機轉速信號，薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器將采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉換模塊轉換成數(shù)字信號，再將得到的數(shù)字信號送至微控制器，微控制器運用信號識別、打開、運算、輸出指令來進行流程控制。其步驟為:將欲執(zhí)行的程序流程控制及各種物理量的算法存入微控制器中的ROM中；將薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器采集的兩種信號經(jīng)過A/D轉換模塊后的輸入信號進行確認識別，微控制器接收到信號后從程序存儲器ROM中調(diào)出運算模式，對兩組信號進行計算，微控制器將結果經(jīng)串口送至計算機，通過計算機終端顯示出空氣動力發(fā)動機的扭矩和功率數(shù)值。其中，功率=扭矩*轉速/9550 (扭矩=摩擦系數(shù)*壓力*加載圓盤的加載半徑)
本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明結構簡單，操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣動力發(fā)動機扭矩和功率的準確測量，且相對于常用的發(fā)動機測功機，制造成本大幅降低。
[0011]2、本發(fā)明中的摩擦片和薄膜壓力傳感器的結構設計巧妙，安排布置合理，可有效實現(xiàn)加載功能，便于扭矩及功率的檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明結構示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明中加載部分的結構示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明中摩擦機構、圓盤和空氣動力發(fā)動機輸出軸的結構示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明中帶有薄膜壓力傳感器的摩擦機構結構示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明中的摩擦機構的結構示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明中摩擦片的結構圖。
[0018]圖7為本發(fā)明中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結構原理框圖。
[0019]圖8為本發(fā)明中微控制器的程序流程圖?！揪唧w實施方式】
[0020]參見附圖，一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，包括有加載部分和數(shù)據(jù)處理部分，加載部分包括有杠桿1、砝碼13、前、后液壓泵2、4、液壓軟管3、摩擦機構以及圓盤9，數(shù)據(jù)處理部分包括有薄膜壓力傳感器8、曲軸位置傳感器14、信號處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)；
杠桿I的一端與前液壓泵2內(nèi)的活塞固定連接，砝碼13與杠桿I的另一端相連接，液壓軟管3連接在前、后液壓泵2、4之間；摩擦機構包括有襯板5和摩擦片7，襯板5固定安裝在空氣動力發(fā)動機外殼16上，襯板5上分別安裝有由后液壓泵4驅(qū)動的二個夾緊塊6，摩擦片7卡裝在二個夾緊塊6之間，且摩擦片7的內(nèi)側具有突出部；圓盤9套裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸10上，摩擦片7位于圓盤9外沿的一側；
薄膜壓力傳感器8固定在位于二個夾緊塊6之間的襯板5上，摩擦片7內(nèi)側的突出部與薄膜壓力傳感器8相接觸，曲軸位置傳感器14安裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸10上，薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14分別與信號處理系統(tǒng)電連接，信號處理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)電連接。
[0021]本發(fā)明中，砝碼13通過細繩12懸掛在杠桿I的另一端；襯板5固定安裝在固定在空氣動力發(fā)動機外殼16上的固定座11上；信號處理系統(tǒng)包括有微控制器15和A/D轉換模塊18，薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14通過A/D轉換模塊與微控制器15進行通訊；數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)包括有計算機17，計算機17通過串行接口與微控制器15電連接，微控制器15接收到壓力和轉速信號后，經(jīng)過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到計算機17，顯示空氣動力發(fā)動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
[0022]摩擦片7可以與圓盤9接觸，將壓力準確的傳遞到薄膜壓力傳感器8上，摩擦片7內(nèi)側的突出部要高于其周邊的摩擦片7的其他部分，且摩擦片7內(nèi)側的突出部的厚度是根據(jù)圓盤9與摩擦片7的距離來設計的。
[0023]微控制器15的存儲器存有欲執(zhí)行的程序流程控制及各種物理量的算法，微控制器17調(diào)用編寫的算法模塊，對薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14采集到的信號進行
計算處理。
[0024]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
參見圖4、5、6，薄膜壓力傳感器8被緊貼在襯板5上，摩擦片7內(nèi)側的突出部將薄膜壓力傳感器8完全壓住，摩擦片7內(nèi)側的突出部要高于其周邊的摩擦片7的其他部分，這種獨特的臺階式突起結構，摩擦片7內(nèi)側的突出部能夠把后液壓泵4中傳出的加載壓力完全傳遞給薄膜壓力傳感器8。
[0025]參見圖1和7，數(shù)據(jù)處理部分包括薄膜壓力傳感器8、曲軸位置傳感器14、A/D轉換模塊18、微控制器15、串行接口、計算機17。薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14分別與A/D轉換模塊電連接，微控制器15 —方面與A/D轉換模塊電連接，另一方面通過串行接口與計算機17電連接。
[0026]參見圖1，工作時，增加(減少)砝碼13的重量以調(diào)節(jié)杠桿I壓力，在杠桿I的作用下，推動前液壓泵2中的活塞運動，液壓油從前液壓泵2中被壓出，沿著液壓軟管3到后液壓泵4，在后液壓泵4中的活塞作用下，摩擦片7被二個夾緊塊6夾緊，與隨空氣動力發(fā)動機輸出軸10 —起轉動的圓盤9相接觸并產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生壓力，起到加載效果。摩擦片7將受到的正壓力完全傳遞給與其接觸的薄膜壓力傳感器8，薄膜壓力傳感器8采集到的壓力信號和曲軸位置傳感器14采集到的轉速信號兩組模擬信號，經(jīng)過A/D轉換模塊18轉化成微控制器15能夠識別的數(shù)字信號，微控制器15中存儲器根據(jù)已編程的算法對壓力和轉速兩組信號進行運算，得出空氣動力發(fā)動機輸出的扭矩及功率值，并通過串口送至電腦17，通過電腦終端顯示空氣動力發(fā)動機輸出的扭矩及功率值。
【權利要求】
1.一種用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:包括有加載部分和數(shù)據(jù)處理部分，所述的加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，所述的數(shù)據(jù)處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)； 所述杠桿的一端與所述前液壓泵內(nèi)的活塞固定連接，所述的砝碼與所述杠桿的另一端相連接，所述的液壓軟管連接在所述前、后液壓泵之間；所述的摩擦機構包括有襯板和摩擦片，所述的襯板固定安裝在空氣動力發(fā)動機外殼上，襯板上分別安裝有由后液壓泵驅(qū)動的二個夾緊塊，所述的摩擦片卡裝在二個夾緊塊之間，且摩擦片的內(nèi)側具有突出部；所述的圓盤套裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸上，所述的摩擦片位于所述圓盤外沿的一側； 所述的薄膜壓力傳感器固定在位于所述二個夾緊塊之間的襯板上，所述摩擦片內(nèi)側的突出部與所述的薄膜壓力傳感器相接觸，所述的曲軸位置傳感器安裝在空氣動力發(fā)動機的輸出軸上，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器分別與信號處理系統(tǒng)電連接，所述的信號處理系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的砝碼通過細繩懸掛在所述杠桿的另一端。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的襯板固定安裝在固定在空氣動力發(fā)動機外殼上的固定座上。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的信號處理系統(tǒng)包括有微控制器和A/D轉換模塊，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器通過A/D轉換模塊與微控制器進行通訊。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的用于空氣動力發(fā)動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)輸出顯示系統(tǒng)包括有計算機，所述的計算機通過串行接口與所述微控制器電連接，所述微控制器接收到壓力和轉速信號后，經(jīng)過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到所述的計算機，顯示空氣動力發(fā)動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
【文檔編號】G01L3/00GK103994891SQ201410200654
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】宋宇, 朱燁, 朱德泉, 蔣峰, 焦俊, 李玉龍, 方健, 劉永博 申請人:安徽農(nóng)業(yè)大學