一种模拟节气门抗回火能力的测试系统的制作方法

本实用新型涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种模拟节气门抗回火能力的测试系统。

背景技术：

发动机的各气缸一般均配置有至少两个气门，即进气门和排气门，气门的工作环境较为恶劣。首先，气门直接与高温燃气接触，受热严重且散热困难，因此气门温度极高；其次，气门承受气体力和气门弹簧力的作用，再加上由于配气机构运动件的惯性力，使气门落座时座圈受冲击较大；再者，气门的润滑条件很差，再加上以极高的启闭速度在气门导管内作高速往复运动，磨损速度快；最后，气门由于与高温燃气中有腐蚀性的气体接触，因此容易受到腐蚀。基于上述原因，车用天然气发动机在长时间运行后，极易出现气门与座圈磨损的现象，当磨损量较大时使进气门密封不严，此时发动机点火时，会同时引燃进气管内的混合气体，导致进气管内温度急剧上升，在气流冲击下造成节气门折弯失效，而进气管上节气门的阀板与轴在高温回火效应中，强度也大幅度下降。因此有必要设计一种能够检测节气门抗回火能力的系统，以便于择优选用节气门，以避免节气门安装使用后受抗回火能力影响，影响发动机的正常运行。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效验证电子节气门在不同温度、压力条件下的抗回火失效能力，以便于在多种电子节气门产品中择优选用，降低因电子节气门失效而造成发动机故障机率的模拟节气门抗回火能力的测试系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种模拟节气门抗回火能力的测试系统，包括控制单元ecu，还包括燃烧罐，所述燃烧罐上密封连通有测试管座，所述测试管座上可拆卸安装有电子节气门，所述电子节气门与所述燃烧罐之间的所述测试管座上安装有燃烧参数检测装置，所述燃烧罐上还安装有燃气供应装置和点火装置，所述燃烧参数检测装置、所述燃气供应装置和所述点火装置分别连接至所述控制单元ecu。

作为优选的技术方案，所述燃烧参数检测装置包括检测所述燃烧罐内气体燃烧过程中温度参数的温度传感器和检测气体燃烧过程中压力参数的压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器分别连接至所述控制单元ecu。

作为优选的技术方案，所述温度传感器和所述压力传感器在所述测试管座上相对安装设置。

作为优选的技术方案，所述燃气供应装置包括空气进气管座，所述空气进气管座的端部安装有风机，所述空气进气管座上沿空气行进方向依次安装有空气流量计和单向电磁阀；还包括天然气压缩气源，所述天然气压缩气源通过供气管路连接有喷射嘴，所述喷射嘴的喷射端设于所述燃烧罐内，所述供气管路上还安装有电子调压阀，所述风机、所述空气流量计、所述单向电磁阀、所述电子调压阀和所述喷射嘴分别连接至所述控制单元ecu。

作为优选的技术方案，所述空气进气管座和所述喷射嘴在所述燃烧罐上相对设置。

作为优选的技术方案，所述点火装置包括与所述控制单元ecu连接的点火控制块，所述点火控制块电连接有点火线圈，所述点火线圈电连接有火花塞，所述火花塞固定安装于所述燃烧罐上且点火端设于所述燃烧罐内。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：通过本实用新型的具体结构和方法可以实现不同温度、压力条件下，电子节气门的抗回火能力检测，在电子节气门未安装到燃气发动机上之前进行检测，以便于能够在多个电子节气门产品中择优而用，解决了电子节气门无法在安装使用前预先检测的问题，还有效地提高电子节气门的选用质量，从而降低电子节气门安装后因抗回火能力失效而造成的发动机故障率，进而提升了发动机市场竞争力与客户满意度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1-控制单元ecu；2-燃烧罐；3-测试管座；4-电子节气门；5-温度传感器；6-压力传感器；7-空气进气管座；8-风机；9-空气流量计；10-单向电磁阀；11-喷射嘴；12-供气管路；13-电子调压阀；14-点火控制块；15-点火线圈；16-火花塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示，一种模拟节气门抗回火能力的测试系统，包括单独设置的控制单元ecu1，所述控制单元ecu1是整个测试系统的核心控制部件。还包括燃烧罐2，所述燃烧罐2为密封罐体，且可由钢材焊接而成，在使用前需要做耐压试验，能够满足20bar的耐压能力即可。所述燃烧罐2上密封连通有测试管座3，所述测试管座3上可拆卸安装有电子节气门4，所述电子节气门4与所述燃烧罐2之间的所述测试管座3上安装有燃烧参数检测装置，所述燃烧参数检测装置连接至所述控制单元ecu1。所述电子节气门4是本测试系统的测试对象，可更换不同厂家、不同型号的电子节气门4依次进行验证，以便于择优安装使用。

所述燃烧参数检测装置包括检测所述燃烧罐2内气体燃烧过程中温度参数的温度传感器5和检测气体燃烧过程中压力参数的压力传感器6，所述温度传感器5和所述压力传感器6在所述测试管座3上相对安装设置，所述温度传感器5和所述压力传感器6分别连接至所述控制单元ecu1，其中，所述压力传感器6的测量范围为0～20bar，所述温度传感器5的测量范围0～300℃。所述温度传感器5和所述压力传感器6的作用是实时检测所述燃烧罐2内所述电子节气门4附近，由于罐内燃烧产生的温度和压力，并将信号传送至所述控制单元ecu1，所述控制单元ecu1根据具体的检测值判断是否达到所需要的限值，来控制所述电子节气门4的开关。所述控制单元ecu1中的限值是预设值，可以根据实际检测的所述电子节气门4人为灵活调整，依此实现不同温度、压力条件下，所述电子节气门4的抗回火能力检测。

本实施例在所述燃烧罐2上还安装有燃气供应装置和点火装置，所述燃气供应装置和所述点火装置分别连接至所述控制单元ecu1。具体地，所述燃气供应装置包括空气进气管座7，所述空气进气管座7的端部安装有风机8，所述空气进气管座7上沿空气行进方向依次安装有空气流量计9和单向电磁阀10，所述风机8和所述空气流量计9分别连接至所述控制单元ecu1。所述电磁单向阀在所述控制单元ecu1的控制下，实现新鲜空气输送的通断动作。所述控制单元ecu1通过所述空气流量计9反馈的信号，实现对所述风机8通断的控制。所述风机8可以设置为自带空气流量传感器的电吹风，此时所述空气流量计9可以省略设置，所述控制单元ecu1可以通过所述电吹风内空气流量传感器反馈的信号，实现对所述电吹风通断的控制。

所述燃气供应装置还包括天然气压缩气源，所述天然气压缩气源可以选择压缩天然气罐或天然气站管道。所述天然气压缩气源通过供气管路12连接有喷射嘴11，所述喷射嘴11的喷射端设于所述燃烧罐2内，所述供气管路12上还安装有电子调压阀13，所述单向电磁阀10、所述电子调压阀13和所述喷射嘴11分别连接至所述控制单元ecu1。

所述电子调压阀13通过所述控制单元ecu1的控制，可以实时调整进入所述燃烧罐2内天然气的压力，其主要作用是将所述天然气压缩气源的压缩天然气降压以及控制压缩天然气的输送通断。所述喷射嘴11是将经过所述电子调压阀13降压后的天然气可以较为分散地喷射到所述燃烧罐2内，再配合所述空气进气管座7和所述喷射嘴11在所述燃烧罐2上的相对设置，保证天然气跟新鲜空气的均匀混合，从而提高燃烧效果。

所述点火装置包括与所述控制单元ecu1连接的点火控制块14，所述点火控制块14电连接有点火线圈15，所述点火线圈15通过高压线电连接有火花塞16，所述火花塞16固定安装于所述燃烧罐2上且点火端设于所述燃烧罐2内。所述点火线圈15的作用是将所述点火控制块14从所述控制单元ecu1上得到的24v电压放大得到点火能量，产生的点火能量通过高压线传递到所述火花塞16，击穿所述火花塞16两极间的空气，点燃所述燃烧罐2内的混合燃气，其具体结构与工作原理为发动机技术领域内普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。

本实施例还公开了一种模拟节气门抗回火能力的测试系统的测试方法，包括以下步骤，

步骤一、在所述控制单元ecu1内预设所述燃烧罐2的燃烧模式，并预存与所述燃烧模式对应的空燃比以及与各所述空燃比对应的燃烧参数标定值。本步骤中所述燃烧模式包括稀薄燃烧模式和当量燃烧模式。

其中所述稀薄燃烧是一种发动机的引擎工作方式，实际空燃比最高可以达到理论空燃比的1.5倍，空燃比的提高带来的技术效果是使混合气中空气的量增加，燃烧更加充分，使燃烧时的循环热效率提高，从而降低天然气发动机的气耗，达到优化排放的目的。所述当量燃烧是指将发动机的空燃比控制在化学当量比附近，即过量空气系数等于1，当发动机工作在稳定工况时，电控系统通过进气流量传感器检测进入到气缸内的空气量，通过控制喷油或喷气脉宽来保证空燃比在理论空燃比附近，同时通过氧传感器检测排气中的氧浓度，对空燃比进行反馈控制，形成闭环控制系统的一种技术手段。本步骤中所述燃烧参数标定值包括燃烧温度标定值和燃烧压力标定值。

步骤二、通过所述控制单元ecu1控制所述电子调压阀13动作，调整并确定所述喷射嘴11进气端的所述供气管路12内天然气的输送压力，对所述天然气压缩气源的高压天然气进行降压处理，以便于实现喷射量的精确检测。

步骤三、通过所述控制单元ecu1启动测试，所述控制单元ecu1控制所述喷射嘴11开启，向所述燃烧罐2内喷射天然气，并记录喷射量，所述控制单元ecu1根据所述喷射嘴11的喷射量选择对应的空燃比，然后通过选定的空燃比确定需要的空气量。所述控制单元ecu1对所述喷射嘴11的控制以及喷射量信息的采集均是本技术领域普通技术人员所熟知的内容。

步骤四、所述控制单元ecu1控制所述风机8和所述单向电磁阀10开启，向所述燃烧罐2内输送空气，所述空气流量计9实时检测空气的送入量，当空气的送入量达到确定需要的空气量时，所述控制单元ecu1控制所述风机8和所述单向电磁阀10关闭。天然气与空气在所述燃烧罐2内均匀混合，以备点燃。

步骤五、所述控制单元ecu1控制所述点火系统启动，点燃所述燃烧罐2内的混合燃气，混合气体在所述燃烧罐2的密封空间内爆燃，模拟发动机的回火效应。

步骤六、燃烧过程开始后，所述燃烧参数检测装置实时检测所述燃烧罐2内的燃烧参数，形成燃烧参数检测值输送至所述控制单元ecu1，与所述燃烧参数标定值进行比较，当所述燃烧参数检测值达到所述燃烧参数标定值时，所述控制单元ecu1控制所述燃烧罐2排气。所述燃烧参数检测值包括通过所述温度传感器5检测的燃烧温度检测值和通过所述压力传感器6检测的燃烧压力检测值，即所述燃烧温度检测值与所述燃烧温度标定值对比，所述燃烧压力检测值与所述燃烧压力标定值对比。

步骤六中所述控制单元ecu1控制所述燃烧罐2排气的过程为，所述控制单元ecu1控制所述电子节气门4打开，同时所述控制单元ecu1控制所述风机8和所述单向电磁阀10开启，利用所述风机8向所述燃烧罐2内送入空气，将所述燃烧罐2内的废气通过所述电子节气门4排出，完成一个检测过程。

在所述燃烧罐2燃烧开始自所述燃烧参数检测值达到所述燃烧参数标定值的过程中，观察所述电子节气门4的状态，判定所述电子节气门4是否抗回火能力失效。判定所述电子节气门4是否抗回火失效的过程为，当观察到所述电子节气门4与所述测试管座3之间出现缝隙或所述电子节气门4产生形变时，则判定所述电子节气门4抗回火能力失效，否则判定所述电子节气门4抗回火能力有效。

在本实施例中，为了提高空气量的精确控制，可以在所述燃烧罐2上设置相应的抽真空设备(包括抽气泵及抽气管路等)并与所述控制单元ecu1连接，当所述燃烧罐2排气过程完成后，所述控制单元ecu1控制所述抽真空设备开启，将所述燃烧罐2内排气使用的余量空气排空，以实现空气与燃气在所述燃烧罐2内的精确配比控制。另外由于所述燃烧罐2的空气容量是固定的，也可以在所述控制单元ecu1内预设空燃比时，将所述燃烧罐2的空气容量考虑在内计算出精确的空燃比。

通过本实用新型的具体结构和方法可以实现不同温度、压力条件下，电子节气门4的抗回火能力检测，在电子节气门4未安装到燃气发动机上之前进行检测，以便于能够在多个电子节气门4产品中择优而用，解决了电子节气门4无法在安装使用前预先检测的问题，还有效地提高电子节气门4的选用质量，从而降低电子节气门4安装后因抗回火能力失效而造成的发动机故障率，进而提升了发动机市场竞争力与客户满意度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。