专利名称：发动机共轨燃油系统耐久试验装置及其试验方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机共轨燃油喷射系统耐久试验装置及其试验方法。
背景技术：
共轨燃油系统是当前本领域中公认的最先进的燃油喷射系统。现有共轨燃油系统耐久试验通常有两种方法其一，通过发动机的耐久试验间接进行共轨系统的耐久性考核；其二，在常规喷油泵试验台上进行，仅监测共轨压力平均值。其中第一种方法需要整台发动机参与试验，成本高，风险大，与本发明所提出的方法不具有可比性。
第二种方法的试验装置1如图1所示包括试验台底盘11、布置在试验台底盘上的试验台驱动系统12、燃油供应系统13、试验系统14以及测控系统15。试验系统14设在安全防护罩16内，该试验系统包括带油量控制电磁阀141的高压油泵142、燃油共轨143与带喷射控制电磁阀144的喷油器145构成一套完整的共轨系统，通过试验台驱动系统12带动进行耐久试验，测控系统15可进行工况(转速、轨压、喷射)设定，设置试验过程中的参数，并监测燃油共轨上的压力传感器146所测得的轨压值。
现有技术存在的主要问题如下1、通过发动机试验进行共轨系统耐久试验成本高、风险大，不能直接发现共轨系统故障；2、仅监测共轨压力平均值进行系统耐久试验，对系统工作状态监测不全面，故障判断不准确。
发明内容
本发明是为了克服现有技术存在的上述缺点而提供的一种共轨燃油系统耐久试验装置及其试验方法，具有成本低、使用安全、监测全面、操作简便的特点，能消除现有试验方法存在的缺点。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采取的技术方案是一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，包括试验台底盘、布置在试验台底盘上的试验台驱动系统、燃油供应系统、试验系统以及测控系统；所述试验系统设在安全防护罩内，该试验系统包括燃油喷射部件和工况监测部件；燃油喷射部件包括高压油泵、燃油共轨、高压油管、多个喷油器；所述的高压油泵由所述的试验台驱动系统带动运行；所述的工况监测部件包括压力传感器、转速传感器、流量计；其特点是，所述的设在燃油共轨上的压力传感器为两个；所述的连接集油箱和燃油供应系统的管段上设有流量计；所述的高压油泵与所述的试验台驱动系统之间通过传动轴连接运行，所述的传动轴上设有转速传感器；所述的集油箱朝向操作者一面设有透明观察窗。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其中，还包括一用于支承燃油共轨的支架，该支架固定设置在试验台底盘上。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其中，所述的试验系统设在全封闭安全防护罩内，安全防护罩朝向操作者一面全透明。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其中，所述的测控系统包括数据采集单元、数据分析处理中心、数据显示单元及控制单元；所述的数据采集单元采集压力传感器、流量计和转速传感器的信号，并传输到数据分析处理中心进行处理，将处理的结果通过数据显示单元显示；当发生异常时可通过控制单元自动报警，或自动停止试验并保存试验数据。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其中，所述的数据分析处理中心包括参数设定单元、数据循环采集单元、数据计算单元、压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元、数据存储单元、曲线生成单元；所述的参数设定单元、数据循环采集单元、数据计算单元顺序连接；所述的数据计算单元的输出端分别与压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输入端连接；所述的压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输出端与数据存储单元连接；数据存储单元的输出端与曲线生成单元连接；所述的曲线生成单元的输出端与数据显示单元连接；所述的控制单元与数据存储单元双向连接。
一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其特点是，主要包括以下步骤a、开启试验台驱动系统电源，将燃油供应系统中的试验用油压力与温度调节到试验要求的状态；b、对测控系统进行参数设置，将试验台调节到试验所需转速，将油量控制电磁阀和喷射控制电磁阀调节到试验工况所需状态；c、利用测控系统采集、记录并显示转速传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和流量计所采集到的数据，并连续监测每个工作循环内各部件的工作状态；d、通过对测控系统的设置，可以在试验过程中监控各参数的范围，当发生异常时可自动报警，必要时可自动停止试验并保存试验数据，避免造成危险；e、试验结束，测控系统自动记录工作循环数和试验运转时间，达到耐久考核的目的。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其中，测控系统连续监测每个工作循环内的各部件的工作状态包括c-1、通过监测第一压力传感器实测值所反映的共轨压力值波动，波形是否稳定，波动是否在设定允许范围内，从而判断高压油泵的工作状态c-2、通过监测第二压力传感器实测值所反映的共轨压力平均值，与目标压力的偏差是否在允许范围内，判断共轨、高压油管及连接件的工作状态。
c-3、通过流量计连续监测所有喷油器喷油总量，判断喷油器的工作状态。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其中，在测控系统判断喷油器的工作状态的同时，可利用透明观察窗观察每个喷油器的工作状态。
上述一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其中，所述的参数设定单元设定的是控制目标值和允许变化的范围。
本发明由于采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的1、通过连续监测每个工作循环内共轨压力值波动，可判断高压油泵和多个喷油器的工作状态。
2、通过监测共轨压力平均值，判断共轨、高压油管及连接件的工作状态。通过对每个喷油器喷油状态和所有喷油器喷油总量的监测，判断喷油器的工作状态。
3、通过单独的测控系统实现系统试验工况预设、控制及状态监测。
4、监测全面、工作可靠，便于判断系统故障。
本发明的具体特征、性能可通过以下的实施例及其附图进一步描述。
图1是现有技术发动机共轨燃油系统耐久试验装置的结果示意图。
图2是本发明发动机共轨燃油系统耐久试验装置的结果示意图。
图3是本发明发动机共轨燃油系统耐久试验装置的测控系统的电方框图。
具体实施例方式
请参阅图2。本发明一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置2，包括试验台底盘21、设在试验台底盘上的试验台驱动系统22、燃油供应系统23、试验系统24以及测控系统25。试验系统24设在安全防护罩3内，该试验系统24包括燃油喷射部件和工况监测部件。
所述的燃油喷射部件包括高压油泵2411、燃油共轨2412、高压油管2413-1、高压油管2413-2、多个喷油器2414。其中高压油泵2411与燃油共轨2412之间通过高压油管2413-1连接；燃油共轨2412与多个喷油器2414之间通过高压油管2413-2连接；各喷油器上设有喷射控制电磁阀2416。各喷油器的另一端连通集油箱271，集油箱底部的喷射回油管272，该喷射回油管与燃油供应系统连通。安全防护罩上位于喷射回油管的部位设有透明观察窗31。在高压油泵上设有油量控制电磁阀2417、在高压油泵内设有与燃油供应系统连通的油泵进油管273和油泵回油管274。高压油泵2411由所述的试验台驱动系统22带动运行。具体结构是所述的高压油泵2411与所述的试验台驱动系统22之间通过传动轴连接运行。
所述的工况监测部件包括两个压力传感器2421、2422，还包括转速传感器2423和流量计2424。其中两个压力传感器2421和2422设在燃油共轨上。转速传感器2423设在所述的试验台驱动系统的传动轴上。流量计2424设在所述的喷射回油管的管段上。
本发明一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置还包括一用于支承燃油共轨的支架4，该支架固定设置在试验台底盘上。
本发明提出的试验方法的试验装置中，由于比现有技术加装了一个压力传感器，可连续监测每个工作循环内共轨压力值波动，从而判断高压油泵的工作状态；加装了一个透明观察窗，可以直接观察每个喷油器的喷射性状；加装了一个流量计，监测所有喷油器的总喷油流量，和透明观察窗一起来判断喷油器的工作状态。本发明提出的装置对现有方法试验装置的改动非常少，很容易实现，但在耐久试验过程中对被测对象的工作状态的监测更加全面，故障判断也更加准确。
请参阅图3。本发明一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置中，所述的测控系统25包括数据采集单元251、数据分析处理中心252、数据显示单元253及控制单元254。数据采集单元253采集压力传感器2423和2424、流量计2429和转速传感器2415的信号，并传输到数据分析处理中心252进行处理，将处理的结果通过数据显示单元253显示；当发生异常时可通过控制单元254自动报警，或自动停止试验并保存试验数据。
本发明一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置中，所述的数据分析处理中心252包括参数设定单元2521、数据循环采集单元2522、数据计算单元2523、压力波动规律判断单元2524、平均压力偏差判断单元2525、喷油总量判断单元2526、数据存储单元2527、曲线生成单元2528；所述的参数设定单元、数据循环采集单元、数据计算单元顺序连接；所述的数据计算单元的输出端分别与压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输入端连接；所述的压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输出端与数据存储单元连接；数据存储单元的输出端与曲线生成单元连接；所述的曲线生成单元的输出端与数据显示单元连接；所述的控制单元与数据存储单元双向连接。
本发明发动机共轨燃油系统耐久试验方法，主要包括以下步骤
a、检查整个试验台的安装及油路，确保状态良好，开启试验台驱动系统电源，将燃油供应系统中的试验用油进口压力与温度调节到试验要求的状态；b、对测控系统进行参数设置，将试验台调节到试验所需转速，将油量控制电磁阀和喷射控制电磁阀调节到试验工况所需状态；该参数设定的是控制目标值和允许变化的范围。
c、进行耐久试验在运行过程中，利用测控系统采集、记录并显示转速传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和流量计所采集到的试验数据；其中包括c-1、连续监测每个工作循环内第一压力传感器实测值所反映的共轨压力值波动，波形是否稳定，波动是否在设定允许范围内，从而判断高压油泵的工作状态；c-2、通过监测第二压力传感器实测值所反映的共轨压力平均值，与目标压力的偏差是否在允许范围内，判断共轨、高压油管及连接件的工作状态；c-3、通过流量计连续监测所有喷油器喷油总量，判断喷油器的工作状态。
还可以随时利用透明观察窗观察每个喷油器的工作状态。
d、在试验过程中监控各参数的范围，当发生异常时可自动报警，必要时可自动停止试验(并保存试验数据)，避免造成危险；e、试验结束，将试验台转速调为0、断油、断电；测控系统自动记录工作循环数和试验运转时间，达到耐久考核的目的。
本发明通过安装在燃油共轨上的第一压力传感器连续监测系统每个工作循环内共轨压力值变化，从而判断高压油泵的供油状态是否正常。通过第二压力传感器实测共轨压力平均值，比较其与目标值的差异，以及监测该实测值的稳定性，判断共轨及其连接件是否有泄漏等异常。通过透明观察窗观察每个喷油器是否正常喷油。通过串联在喷射回油管路下游的流量计连续测量所有喷油器的喷油总量，通过比较实测流量与预测流量的差异，以及实测流量的稳定性判断该组喷油器的工作状态是否正常、稳定。通过单独的测控系统实现对整个共轨燃油系统试验转速、压力、喷油量、工作循环数等试验参数的预设和控制，同时自动测量、记录相关试验数据，其中a、b、c、d分别显示转速、共轨内瞬时压力、共轨平均压力、总的喷射流量；A、B、C分别为控制转速、共轨压力和喷射状态。重要参数超限时发出报警信息，在必要时自动停止试验。
本发明共轨燃油系统耐久试验方法具有成本低、使用安全、监测全面、操作简便、易于实现的特点。
权利要求
1.一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，包括试验台底盘、设在试验台底盘上的试验台驱动系统、燃油供应系统、试验系统以及测控系统；所述试验系统包括燃油喷射部件和工况监测部件；所述的燃油喷射部件包括高压油泵、燃油共轨、高压油管、多个喷油器；所述的高压油泵由所述的试验台驱动系统带动运行；所述的工况监测部件包括设在燃油共轨上的压力传感器、转速传感器、流量计；其特征在于，所述的压力传感器为两个，设在燃油共轨上；所述的多个喷油器安装在集油箱上；所述的流量计设置在集油箱与燃油供应系统相连接的管段上；所述的高压油泵与所述的试验台驱动系统之间通过传动轴连接运行，所述的转速传感器设在传动轴上。
2.根据权利要求1所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其特征在于，还包括一用于支承燃油共轨的支架，该支架固定设置在试验台底盘上。
3.根据权利要求1所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其特征在于，还包括一全封闭安全防护罩，所述试验系统设在该全封闭安全防护罩内，该安全防护罩朝向操作者一面全透明。
4.根据权利要求1所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其特征在于，所述的测控系统包括数据采集单元、数据分析处理中心、数据显示单元及控制单元；所述的数据采集单元采集压力传感器、流量计和转速传感器的信号，并传输到数据分析处理中心进行处理，将处理的结果通过数据显示单元显示；当发生异常时可通过控制单元自动报警，或自动停止试验并保存试验数据。
5.根据权利要求1所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置，其特征在于，所述的数据分析处理中心包括参数设定单元、数据循环采集单元、数据计算单元、压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元、数据存储单元、曲线生成单元；所述的参数设定单元、数据循环采集单元、数据计算单元顺序连接；所述的数据计算单元的输出端分别与压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输入端连接；所述的压力波动规律判断单元、平均压力偏差判断单元、喷油总量判断单元的输出端与数据存储单元连接；数据存储单元的输出端与曲线生成单元连接；所述的曲线生成单元的输出端与数据显示单元连接；所述的控制单元与数据存储单元双向连接。
6.一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其特征在于，主要包括以下步骤a、开启试验台驱动系统电源，将燃油供应系统中的试验用油压力与温度调节到试验要求的状态；b、对测控系统进行参数设置，将试验台调节到试验所需转速，将油量控制电磁阀和喷射控制电磁阀调节到试验工况所需状态；c、利用测控系统采集、记录并显示转速传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和流量计所采集到的数据，并连续监测每个工作循环内各部件的工作状态；d、通过对测控系统的设置，可以在试验过程中监控各参数的范围，当发生异常时可自动报警，必要时可自动停止试验并保存试验数据，避免造成危险；e、试验结束，测控系统自动记录工作循环数和试验运转时间，达到耐久考核的目的。
7.根据权利要求6所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其特征在于，测控系统连续监测每个工作循环内的各部件的工作状态包括c-1、通过监测第一压力传感器实测值所反映的共轨压力值波动，波形是否符合预期规律，波形是否稳定，波动是否在设定允许范围内，从而判断高压油泵及多个喷油器的工作状态c-2、通过监测第二压力传感器实测值所反映的共轨压力平均值，与目标压力的偏差是否在允许范围内，判断共轨、高压油管及连接件的工作状态。c-3、通过流量计连续监测所有喷油器喷油总量，判断喷油器的工作状态。
8.根据权利要求7所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其特征在于，在测控系统判断喷油器的工作状态的同时，可利用透明观察窗观察每个喷油器的工作状态。
9.根据权利要求6所述的一种发动机共轨燃油系统耐久试验方法，其特征在于，所述的参数设定单元设定的是控制目标值和允许变化的范围。
全文摘要
本发明公开了一种发动机共轨燃油系统耐久试验装置和试验方法。包括试验台底盘、试验台驱动系统、燃油供应系统、试验系统以及测控系统；试验系统设在有透明窗的全封闭安全防护罩内，该试验系统包括由高压油泵、燃油共轨、高压油管、多个喷油器构成的燃油喷射部件和由压力传感器、转速传感器、流量计构成的工况监测部件；其特点是，压力传感器为两个，设在燃油共轨上；多个喷油器设在集油箱上，连接集油箱和燃油供应系统的管段上设有流量计；试验台驱动系统的传动轴上设有转速传感器。通过测控系统采集、记录并显示转速传感器、两压力传感器和流量计所采集到的数据，可连续监测每个工作循环内共轨燃油系统各部件的工作状态，便于判断系统故障。
文档编号F02M65/00GK1975148SQ20061014730
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14日
发明者平涛, 徐建新, 方文超, 周志勇 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所