专利名称：耐久性测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于评价机械装置耐久性的耐久性测试装置，具体地说，涉及用于进行接触/分离部分的耐久性测试的耐久性测试装置，其中在所述接触/分离部分中，机械装置的第一构件和第二构件在测试介质流体中彼此反复接触和分离。
背景技术：
简要示于图15中的高频往复试验装置(HFRR)是公知作为一种传统的耐久性测试装置。在试样球J1和试样板J2暴露于测试介质流体例如油、燃料等的状态下，高频往复试验装置以很高频率使试样球J1往复运动，同时以恒定负载将试样球J1推在试样板J2上。试样的耐久性通过利用试样板J2上的磨损量来进行评价。
高频往复试验装置可以以简单的方式进行耐久性测试。但是，高频往复试验装置具有使两个构件J1、J2彼此相互滑动并且将它们推动在一起的结构。因此，高频往复试验装置不适合于诸如燃料喷射阀的试样的耐久性测试，其中第一构件和第二构件，如燃料喷射阀的喷嘴本体和针阀彼此反复接触和分离。
高频往复试验装置还具有下面的问题。首先，测试介质流体J3容纳在敞开容器J4中，因此磨损粉末趋向于聚集在两个构件J1、J2的滑动部分上。磨损粉末可以改变磨损量。其次，测试介质流体J3容纳在敞开容器J4中，因此在测试介质流体J3为挥发性流体，如低临界燃料、气体燃料等的情况下不可以进行耐久性测试。此外，测试介质流体J3容纳在敞开容器J4中，因此很难准确控制测试介质流体J3的温度。测试介质流体J3的温度影响磨损量，因此耐久性测试的准确度变差。此外，接触部分上的表面压力随着两个构件J1、J2的磨损发展而逐渐减小，因此耐久性测试的结果趋向于变化。此外，两个构件J1、J2的滑动部分的润滑性能通过磨损量进行评价，但是，除了磨损量非常小或非常大的情况之外，磨损量变化太多而不能评价润滑性能。
如上所述，高频往复试验装置不适于诸如燃料喷射阀的试样的耐久性测试，其中第一构件和第二构件彼此反复接触和分离。考虑到高频往复试验装置的问题，例如，日本专利公开文献JP-H11-281531-A和JP-H07-063748-A公开了用于评价内燃机的各个部分的磨损量的耐久性测试装置，所述装置通过使用电机驱动内燃机而进行耐久性测试。但是，日本专利公开文献JP-H11-281531-A和JP-H07-063748-A中公开的耐久性测试装置具有下面问题。
首先，耐久性测试装置采用有真正的内燃机。这增加了耐久性测试装置的尺寸和成本，并且很难通过该耐久性测试装置进行大量耐久性测试。其次，内燃机的转速，即每单位时间的转数受到限制。这延长了耐久性测试所需的时间，并且不可能在短时间内完成耐久性测试。此外，内燃机由电机驱动，并且没有燃料供应给燃料喷射系统。因此，不可能通过该耐久性测试装置评价燃料喷射系统的可靠性。燃料喷射系统的磨损量评价通常通过将燃料喷出燃料喷射系统而进行，但是，如上所述，驱动装置很大并且转速有限。
如上所述，(1)高频往复试验装置可以以简单的方式进行耐久性测试，但是不适合于诸如燃料喷射阀的试样，其中第一构件和第二构件彼此反复接触和分离。(2)日本专利公开文献JP-H11-281531-A和JP-H07-063748-A中公开的耐久性测试装置采用真正的内燃机。这增加了进行耐久性测试的成本。内燃机的转速有限，因此不可能在短时间内进行耐久性测试。
发明内容
本发明考虑到上述问题而完成，并且具有下面目的，即提供一种耐久性测试装置并且减小进行耐久性测试的时间和成本，其中所述耐久性测试装置适于对其中第一构件和第二构件彼此反复接触和分离的试样进行耐久性测试。
用于对其中第一构件和第二构件彼此反复接触和分离的接触/分离部分进行耐久性测试的耐久性测试装置具有接触负载发生器和测试介质流体供应装置。接触负载发生器相对于第一构件使第二构件往复运动以产生反复作用于第一构件与第二构件之间的接触负载。测试介质流体供应装置将测试介质流体供应至接触/分离部分以将第一构件和第二构件暴露于测试介质流体。
阅读下面构成本申请一部分的详细说明、权利要求书和附图可以理解各实施例的特征和优势以及相关部件的操作方法和功能。图中图1是显示根据本发明第一个实施例的耐久性测试装置的主要部分的示意性剖视图；图2是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的接触负载发生器的俯视图；
图3是简要显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的结构的框图；图4是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的主控制功能的示例程序的流程图；图5是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的反复接触操作停止功能的示例程序的流程图；图6是显示相对于根据第一个实施例的耐久性测试装置的接触负载发生器的旋转轴的旋转角度的试样作用的时间图；图7是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的接触负载控制功能的示例程序的流程图；图8是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的操作温度控制功能的示例程序的流程图；图9是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的操作压力控制功能的示例程序的流程图；图10是显示根据第一个实施例的耐久性测试装置的循环通道切换功能的示例程序的流程图；图11是显示根据本发明第二个实施例的耐久性测试装置的主要部分的示意性剖视图；图12是显示根据本发明第三个实施例的耐久性测试装置的主要部分的示意性剖视图；图13是显示根据本发明第四个实施例的耐久性测试装置的主要部分的示意性剖视图；图14是显示根据本发明第五个实施例的耐久性测试装置的主要部分的示意性剖视图；和图15是示意性显示传统高频往复试验装置的视图。
具体实施例方式
(第一个实施例)在下面将参看图1至图10说明根据第一个实施例的耐久性测试装置。
第一个至第四个实施例中的耐久性测试装置用于进行燃料喷射阀中的喷嘴组件的耐久性测试。燃料喷射阀是其中第一构件和第二构件彼此反复接触和分离的试样的一个示例。在第一个至第三个实施例中，耐久性测试装置借助于使用在常温常压下容易蒸发的低临界燃料，如酒精燃料进行耐久性测试。
首先，在下面将说明其耐久性通过耐久性测试装置进行测试的喷嘴组件。
喷嘴组件用于在燃料喷射阀中开始和停止燃料喷射，其中所述燃料喷射阀将燃料喷入内燃机中，并且所述喷嘴组件包括喷嘴本体1和针阀2。喷嘴本体1是阀体的一个示例，并且对应于根据本发明的第一构件。针阀2是阀件的一个示例，并且对应于根据本发明的第二构件。
在燃料喷射阀安装于内燃机上的情况下，针阀2在喷嘴组件中相对于喷嘴本体1往复运动，因此喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离。具体地说，例如，针阀2的座靠部分反复座靠和脱离喷嘴本体1的阀座。
在下面，彼此反复接触和分离的喷嘴本体1的阀座的一部分和针阀2的座靠部分的一部分被称为接触/分离部分A。
在下面将说明喷嘴组件的一个示例。
在图1中，喷嘴本体1在其右侧前端部分具有一个或多个喷射孔。在喷嘴本体1中具有滑动孔3，其可滑动地支承杆状针阀2。滑动孔3的内侧圆周在其纵向中间部分处径向向外延伸，以提供集油器4。在喷嘴本体1中具有燃料供应通道5以将燃料从外部供应至集油器4。
针阀2为杆状构件，其可滑动地支承在喷嘴本体1的滑动孔3中。设置在针阀2前端部的座靠部分座靠和脱离阀座，以关闭和打开喷射孔，其中所述阀座形成在喷嘴本体1的前端侧上。针阀2设置有小直径部分6，其从集油器4附近延伸至座靠部分并且具有比滑动孔3更小的直径。形成于小直径部分6与滑动孔3之间的燃料通道将燃料从集油器4供应至喷嘴本体1的前端侧。也就是说，经由燃料供应通道5从外部引入集油器4的燃料经由小直径部分6与滑动孔3之间的燃料通道进一步供应至接触/分离部分A。
喷嘴组件具有如上所述的结构，因此当针阀2的座靠部分脱离喷嘴本体1的阀座时，喷嘴本体1的内部空间与喷射孔连通，以开始将从燃料供应通道5供应至喷嘴本体1的燃料喷出喷射孔。当针阀2的座靠部分座靠在喷嘴本体1的阀座上时，喷嘴本体1的内部空间与喷射孔之间的连通被中断，以停止燃料喷射。
耐久性测试装置在接触/分离部分A暴露于燃料的状态下重复喷嘴本体1与针阀2之间的接触和分离操作。耐久性测试装置包括测试装置本体7、燃料循环系统8和控制单元9。测试装置本体7具有在喷嘴本体1与针阀2之间产生接触负载的功能。也就是说，测试装置本体7相对于喷嘴本体1往复运动针阀2，以至于喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离。燃料循环系统8是根据本发明的测试介质流体供应装置的一个示例，并且将燃料供应至测试的喷嘴本体1和针阀2的接触/分离部分A。控制单元9负责耐久性测试装置的操作控制。
测试装置本体7包括本体台座11，喷嘴组件安装于其中；接触负载调节器12，其调节喷嘴本体1与针阀2之间接触负载；以及接触负载发生器13，其往复移动针阀2以至于喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离。
在下面将结合图1说明本体台座11。
本体台座11包括第一台座14和第二台座15。喷嘴组件安装在第一台座14中，然后第一台座14与第二台座15相连以操作耐久性测试装置。第一台座14和第二台座15将第一密封件16夹在它们之间，以防止在其中安装喷嘴组件并且在下面被称为喷嘴安装空间B的空间内充满的燃料向外泄漏。
第一台座14和第二台座15分别设置有将要彼此共轴线的通孔17a、17b。
负载轴18插入第一台座14的通孔17a中。负载轴18接收喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载。第二密封件19夹置于第一台座14的通孔17a的内侧圆周与负载轴18的外侧圆周之间，以将负载轴18支承为可以沿其轴向滑动并且防止在喷嘴安装空间B中充满的燃料向外泄漏。
驱动轴20插入第二台座15的通孔17b中。驱动轴20沿其轴向往复移动安装在喷嘴本体1中的针阀2。第三密封件21夹置于第二台座15的通孔17b的内侧圆周与驱动轴20的外侧圆周之间，以将驱动轴支承为可以沿其轴向滑动并且防止在喷嘴压力释放腔C中充满的燃料向外泄漏。
喷嘴组件安置于喷嘴安装空间B中，所述喷嘴组件在第一台座14的通孔17a中沿负载轴18与驱动轴20的轴向设置于负载轴18与驱动轴20之间。针阀2与驱动轴20的前端部相连，以将喷嘴组件支承为将喷嘴本体1的中心轴线与负载轴18和驱动轴20的中心轴线对正。以这种方式，喷嘴本体1沿径向支承在本体台座11中，同时保持喷嘴本体1的外侧圆周面不接触本体台座11的状态。
在下面将说明沿轴向支承喷嘴本体1的结构。负载轴18朝向第二台座15推压喷嘴本体1。下面将说明负载轴18朝向第二台座15推压喷嘴本体1的推压负载，所述推压负载与接触负载相关。如图1中所示，喷嘴本体1的、与第二台座15相反的面与第一台座14中的喷嘴安装空间B的内侧表面在它们之间提供一轴向间隙。因此，喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载完全传递到负载轴18。
在下面将说明形成于本体台座11中的燃料通道。
第二台座15具有燃料供应通道22，以将从外部也就是从燃料循环系统8的第二主通道51供应的燃料，引至喷嘴本体1的燃料供应通道5。
第一台座14具有燃料排出通道23，以将从喷射孔喷出的燃料排出到外部，即燃料循环系统8的第三主通道52。
在每个第一和第二台座14、15中形成有连通通道24，以将第一台座14中的喷嘴安装空间B与第二台座15中的喷嘴压力释放腔C连通。连通通道24将通过滑动孔3与针阀2之间的间隙泄漏到喷嘴压力释放腔C中的燃料引至喷嘴安装空间B。
在喷嘴安装空间B中，第一温度传感器25安装在喷射孔附近，以检测流经接触/分离部分A的燃料的燃料温度。第一温度传感器25将燃料温度值输出给控制单元9。
测试装置本体7具有调节喷嘴本体1与针阀2之间接触负载的接触负载调节器12。
接触负载调节器12调节负载轴18支承喷嘴本体1的端部的位置。接触负载调节器12包括负载传感器26；传感器支承台座27，其经由负载传感器26将负载轴18支承在特定轴向位置；以及调节装置28，其沿轴向移动传感器支承台座27。
夹置于负载轴18与传感器支承台座27之间的负载传感器26检测喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载，该负载经由负载轴18传递。负载传感器26将接触负载输出给控制单元9。
控制单元9控制调节装置28以基于负载传感器26检测到的接触负载移动传感器支承台座27。下面将进一步详细说明调节装置28的运动的控制，即喷嘴本体1与针阀2之间接触负载的控制。
在下面将结合图1和图2说明接触负载发生器13。
接触负载发生器13将旋转运动转换为往复运动。该接触负载发生器包括产生旋转力的电机31和将电机31产生的旋转运动转换为往复运动的旋转-往复运动转换器32。通过旋转-往复运动转换器32从旋转运动转换的往复运动被传递给驱动轴20，以使与驱动轴20相连的针阀往复运动。
电机31为通电时产生旋转力的传统电机。控制单元9控制电机31的转速和转数，即接触/分离速度和重复接触次数。
旋转-往复运动转换器32将电机31产生的旋转运动转换为往复运动。旋转-往复运动转换器32包括与电机31的输出轴一体旋转的旋转轴33；固定在旋转轴33上并且相对于旋转轴33偏心旋转的偏心轮34；驱动环35，其装配在偏心轮34的外侧圆周面上以相对于偏心轮34旋转滑动；连接驱动环35与驱动轴20的驱动臂36；以及接头37，其允许驱动臂36振动并且只将驱动臂36的轴向移动传递给驱动轴20。
旋转轴33由轴支承构件38可旋转地支承。偏心轮34具有为完全圆形的外侧圆周。偏心轮34的外侧圆周的中心偏离旋转轴33的旋转中心。在图1中，附图标记“e”表示偏心轮34的外侧圆周的中心与旋转轴33的旋转中心的偏移量。
接触负载发生器13设置有对喷嘴本体1与针阀2之间的重复接触次数进行计数的旋转传感器41。旋转传感器41检测旋转轴33的旋转状态，即转速和旋转频率。具体地说，在第一个实施例中，旋转传感器41为检测偏心轮34的旋转的拾取传感器。旋转传感器41通过第一脉冲发生器42接近和远离旋转传感器41而检测旋转轴33的旋转状态，所述脉冲发生器为设置在偏心轮34中的磁体。旋转传感器41将旋转轴33的旋转状态输出给控制单元9。
在下面将结合图3说明燃料循环系统8。
燃料循环系统8形成一个闭环回路，其将高压燃料箱43中的燃料供应至测试装置本体7，将流经测试装置本体7的燃料收集在高压燃料箱43中并且将收集的燃料再次供应至测试装置本体7。
也就是说，燃料循环系统8形成闭环回路，其将要流经喷嘴本体1与针阀2之间的接触/分离部分A的燃料供应至测试装置本体7，收集流经喷嘴本体1与针阀2之间的接触/分离部分A的燃料，并且将收集的燃料再次供应至喷嘴本体1与针阀2之间的接触/分离部分A。
在第一个实施例中，燃料循环系统8包括主循环管路44、本体迂回管路45和压力返回管路46。循环管路44将高压燃料箱43中的燃料供应至测试装置本体7，并且将喷嘴组件喷射的燃料再次返回到高压燃料箱43中。本体迂回管路45将燃料返回到高压燃料箱43中以绕过测试装置本体7。压力返回管路46将燃料加压，然后将燃料返回到高压燃料箱43中。
主循环管路44由燃料循环通道形成，所述通道经由高压泵47、第一主通道48、集油器49、第二主通道51、测试装置本体7和第三主通道52将高压燃料箱43中的燃料返回到高压燃料箱43中。
高压泵47为燃料泵，其在高压下将高压燃料箱43中的燃料加压并且将燃料压力供应至第一主通道48。控制单元9控制高压泵47的操作。
第一主通道48为将高压泵47压力供应的燃料引至集油器49的燃料管道。温度调节装置53和截止阀54安装在第一主通道48的管路上。温度调节装置53调节流经第一主通道48的燃料的温度。截止阀54打开和关闭第一主通道48。
具体地说，温度调节装置53加热或冷却流经第一主通道48的燃料。控制单元9控制温度调节装置53的操作，以控制流经第一主通道48的燃料的燃料温度。
控制单元9还控制截止阀54的打开和关闭操作。控制阀9在耐久性测试操作中打开截止阀54，而在耐久性测试停止时关闭截止阀54。
集油器49为燃料蓄积容器，其蓄积经由第一主通道48压力供应的燃料。
第一压力传感器55设置在集油器49中以检测集油器49中的燃料压力。第一压力传感器55检测将要供应至测试装置本体7的燃料的燃料压力，即喷嘴组件的喷射压力。第一压力传感器55将集油器49中的燃料压力值输出给控制单元9。
第二温度传感器56也设置在集油器49中以检测集油器49中的燃料温度。第二温度传感器56检测将要供应至测试装置本体7的燃料的燃料温度，即喷嘴组件的喷射温度。第二温度传感器56将集油器49中的燃料温度值输出给控制单元9。
第二主通道51是将蓄积在集油器49中的燃料引至测试装置本体7的燃料管道。第二主通道51的下游端部与形成于第二台座15中的燃料供应通道22相连。因此，燃料被供应至设置在本体台座11中的喷嘴本体1的燃料供应通道5。
第三主通道52为将从测试装置本体7排出的燃料返回到高压燃料箱43中的燃料管道。第三主通道52的上游端部与形成于第一台座14中的燃料排出通道23相连。因此，从测试装置本体7排出的燃料通过第三主通道52返回到高压燃料箱43中。
排出压力调节阀57设置在第三主通道52的路线上。排出压力调节阀57在从测试装置本体7排出的燃料的排出压力大于预定压力时，打开以将从测试装置本体7排出的燃料的排出压力保持在预定压力。
第二压力传感器58在排出压力调节阀57的下游设置在第三主通道52中。第二压力传感器58检测将要返回到高压燃料箱43的第三主通道52中的燃料的燃料压力，并且将该燃料压力值输出给控制单元9。
燃料冷却器59也就在高压燃料箱43的上游设置在第三主通道52中。燃料冷却器59冷却和液化将要返回到高压燃料箱43中的燃料。燃料冷却器59依据耐久性测试中所使用燃料的种类进行操作。
在第一个实施例中，燃料循环系统8设置有用于绕过测试装置本体7的本体迂回管路45。
本体迂回管路45包括放泄阀61和第一旁路通道62。放泄阀61与集油器49相连。当放泄阀61打开时，第一旁路通道62将蓄积在集油器49中的燃料引至位于排出压力调节阀57下游位置的第三主通道52，以绕过测试装置本体7。控制单元9控制放泄阀61的打开和关闭操作。
在第一个实施例中，燃料循环系统8还设置有将燃料加压并且将加压燃料返回到高压燃料箱43中的压力返回管路46。压力返回管路46设置在第二旁路通道63中，其用于绕过第三主通道52的下游部分的一部分。压力返回管路46包括三通切换阀64、放泄箱65、压缩机66和止回阀67。
三通切换阀64位于第三主通道52和第二旁路通道63的分支之处，用于将通向高压燃料箱43的燃料通道切换到第三主通道52和第二旁路通道63之一上。控制单元9控制三通切换阀64的操作。放泄箱65是用于在其中蓄积气化燃料的高压容器。压缩机66将气化燃料加压并液化。控制单元9控制压缩机66的操作。当三通切换阀64切换到第三主通道52上时，止回阀67防止流经第三主通道52的燃料朝向压缩机66向后流动。
高压燃料箱43为蓄积通过压缩机66蓄积的燃料的气密容器。第一安全阀68设置在高压燃料箱43的上侧部分。当高压燃料箱43中的压力变得异常高时第一安全阀68打开。
此外，第二安全阀69设置在第一主通道48上并位于高压燃料箱43中。当第一主通道48中的燃料压力变得异常高时第二安全阀69打开。
此外，第三压力传感器71设置在高压燃料箱43中用于检测高压燃料箱43中的燃料压力。通过第三压力传感器71检测的燃料压力值被输出给控制单元9。
控制单元9为具有传统结构的微型计算机，其包括以下功能部件进行相应计算处理的CPU；存储相应程序和数据的存储装置，例如RAM、ROM、SRAM、EEPROM；输入电路；输出电路；电源电路等。控制单元9依据在操作面板上输入的操作和由相应传感器检测的传感器信号进行相应计算处理，并且基于计算处理的结果控制相应的电功能部件。
驱动电路72将驱动电力供应至接触负载调节器12的调节装置28和接触负载发生器13的电机31。控制单元9基于计算处理的结果控制驱动电路72，以控制调节装置28和电机31的操作。
当驱动开关打开时，控制单元9基于存储在ROM中的程序和传送给RAM的传感器信号进行相应的计算处理。
在下面将说明设置在控制单元9中的控制程序，即控制功能。
控制单元9设置有相应的控制程序，以实现主控制功能、反复接触操作停止功能、接触负载控制功能、操作温度控制功能、操作压力控制功能、循环通道切换功能等，在下面将详细说明这些功能。
主控制功能是耐久性测试装置的基本控制功能。主控制功能由控制程序实现，该控制程序基于输入控制单元9的接触负载、重复接触次数、燃料压力值和燃料温度值，它们的目标值、正常范围和极限范围，以及相应的传感器信号进行相应的计算处理，并且基于计算处理的结果将控制输出传送给相应的电功能部件。
在下面将结合图4说明主控制功能的示例程序。
当耐久性测试装置的驱动开关打开以在图4中“主程序”所示开始步骤中进入主控制功能的主程序时，控制单元9在步骤S1中读取通过操作面板等设定的耐久性测试装置的各个操作值。具体地说，控制单元9读取重复接触次数、接触负载、燃料压力值和燃料温度值，它们的目标值和正常范围、极限范围的设定值，等。
接下来，在步骤S2中，控制单元9读取相应的传感器信号。
此外，在步骤S3中，控制单元9完成相应的计算处理。具体地说，控制单元9完成计算处理以实现反复接触操作停止功能、接触负载控制功能、操作温度控制功能、操作压力控制功能、循环通道切换功能等。
此外，在步骤S4中，控制单元9基于计算处理的结果将控制输出传送给相应的电功能部件。
然后，控制单元9在图4中“结束”所示的步骤中完成该主程序。实际上，控制单元9重复上述主程序直到耐久性测试装置的操作停止。
反复接触操作停止功能包括对喷嘴本体1与针阀2之间的重复接触次数Ni进行计数的接触计数功能，和当接触计数功能计数的重复接触次数Ni达到预定目标重复接触次数Nt，例如为107次时，自动停止耐久性测试装置的自动停止功能。
具体地说，反复接触操作停止功能通过使用设置在接触负载发生器13中的旋转传感器41检测旋转轴33的旋转频率，即喷嘴本体1与针阀2之间的重复接触次数，然后当计数的重复接触次数Ni达到目标重复接触次数Nt时自动停止耐久性测试装置的耐久性测试操作，即至少停止接触负载发生器13中的电机31的操作。
在下面将结合图5说明反复接触操作停止功能的示例程序。
当进程在图5中“开始”所示步骤中进入重复接触次数控制程序时，在步骤S11中，控制单元9读取在操作面板等上输入的目标重复接触次数Nt。
接下来，在步骤S12中，控制单元9读取由旋转传感器41计数的重复接触次数Ni。
此外，在步骤S13中，控制单元9判断重复接触次数Ni是否已经达到目标重复接触次数Nt，即是否Ni≥Nt。如果在步骤S13中结果为“否”(Ni＜Nt)，则控制单元9就在步骤S14中继续耐久性测试装置的操作，并且完成重复接触次数控制程序。
如果在步骤S13中结果为“是”(Ni≥Nt)，则控制单元9自动停止耐久性测试装置的耐久性测试操作。具体地说，控制单元9在步骤S15中至少停止接触负载发生器13中的电机31的操作，在步骤S16中将操作状态存储在存储装置中，在步骤S17中在显示面板等上显示操作停止，并且完成重复接触次数控制程序。
然后，作为耐久性测试对象的喷嘴组件被从本体台座11取出以检查喷嘴本体1的阀座、阀座的座靠部分和喷嘴本体1与针阀2之间滑动部分的磨损状态，从而评价燃料的润滑性能和喷嘴组件的可靠性。
在下面将结合图6说明接触负载控制功能。图6是显示耐久性测试操作状态的时间图，即(1)因为偏心轮34的偏心旋转引起的驱动环35的轴向行程，(2)针阀2的轴向行程，(3)喷嘴本体1与针阀2之间接触部分的行程，和(4)由负载传感器26检测到的接触负载Fi相对于旋转轴33的旋转角度的变化。
在第一个实施例中，接触负载控制功能包括接触负载调节功能和基于负载的测试停止功能。在负载传感器26检测到的接触负载Fi不位于预定适当负载范围(在本实施例中大于Ft-ΔF/2并且小于Ft+ΔF/2)内，即在本实施例中|Ft-Fi|≥ΔF/2时，接触负载调节功能控制接触负载调节器12以将接触负载Fi调节至目标负载Ft。基于负载的测试停止功能在负载传感器26检测到的接触负载Fi不位于预定极限负载范围(在本实施例中大于Ft-Fl/2并且小于Ft+Fl/2)内，即在本实施例中|Ft-Fi|≥Fl/2时自动停止耐久性测试操作。
在第一个实施例中，接触负载调节功能由控制程序实现，该程序在负载传感器26检测到的接触负载Fi不位于预定适当负载范围内时计算传感器支承台座27的运动方向和运动量以将接触负载Fi调节至目标负载Ft，并且基于计算结果驱动调节装置28。
在第一个实施例中，当负载传感器26检测到的接触负载Fi超出预定适当负载范围时，进行调节装置28的反馈控制以将接触负载Fi调节至目标负载Ft。作为选择，可以总是进行调节装置28的反馈控制以将负载传感器26检测到的接触负载Fi调节至目标负载Ft。
在第一个实施例中，基于负载的测试停止功能不仅包括在负载传感器26检测到的接触负载Fi超出预定极限负载范围时自动停止耐久性测试操作的功能，而且还包括在调节次数n达到预定上限次数k时自动停止耐久性测试操作的功能，n即上述接触负载调节功能驱动调节装置28的次数，即接触负载Fi超出适当负载范围并且控制单元9进行调节装置28的反馈控制的次数。
在下面将结合图7说明接触负载控制功能的示例程序。
当进程在图7中“开始”所示步骤中进入接触负载控制程序时，在步骤S21中，控制单元9读取在操作面板等上输入的目标负载Ft、适当负载范围(许用公差)ΔF、极限负载范围Fl。
接下来，在步骤S22中，控制单元9读取负载传感器26所检测到的接触负载Fi。
此外，在步骤S23中，控制单元9判断接触负载Fi是否超出适当负载范围，即是否|Ft-Fi|≥ΔF/2。
如果在步骤S23中结果为“否”，那么接触负载Fi就位于适当负载范围内，并且在步骤S24中控制单元9继续耐久性测试装置的操作，并且完成接触负载控制程序。
如果在步骤S23中结果为“是”，即接触负载Fi超出适当负载范围，那么在步骤S25中控制单元9就判断接触负载Fi是否超出极限负载范围，即是否|Ft-Fi|≥Fl/2。
如果在步骤S25中结果为“否”，那么接触负载Fi就超出适当负载范围但是位于极限负载范围内。于是，控制单元9控制接触负载调节器12以将接触负载Fi调节至目标负载Ft，并且在调节次数n中计数一次。
也就是说，控制单元9在步骤S26中计算传感器支承台座27的运动方向和运动量以将接触负载Fi调节至目标负载Ft，在步骤S27中基于计算结果驱动调节装置28以调节接触负载Fi，并且在步骤S28中在调节次数n中计数一次。
接下来，在步骤S29中，控制单元9判断调节次数n是否已经达到预定上限次数k，即是否n≥k。
如果在步骤S29中结果为“否”，那么调节次数n还没有达到上限次数k。于是，进程返回到步骤S22以继续耐久性测试装置的操作。
如果在步骤S25中结果为“是”，即如果接触负载Fi超出极限负载范围，或者如果在步骤S29中结果为“是”，即如果调节次数n已经达到上限次数k，那么控制单元9就自动停止耐久性测试装置的耐久性测试操作。具体地说，控制单元9在步骤S30中至少停止接触负载发生器13中电机31的操作，在步骤S31中将驱动状态存储在存储装置中，在步骤S32中在显示面板等上显示操作停止，并且完成接触负载控制程序。
操作温度控制功能包括温度调节功能和基于温度的测试停止功能。温度调节功能在第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti超出预定正常温度范围时控制温度调节装置53以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt。在第一个实施例中，当传感器温度Ti增加至Tt+ΔT/2或者更大，或降低至Tt-ΔT/2或者更小时，即当|Tt-Ti|≥ΔT/2时，温度调节功能起作用。基于温度的测试停止功能在第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti超出预定极限温度范围时自动停止耐久性测试操作。在第一个实施例中，当传感器温度Ti增加至Tt+Tl/2或者更大，或降低至Tt-Tl/2或者更小时，即当|Tt-Ti|≥Tl/2时，基于温度的测试停止功能起作用。
在第一个实施例中，温度调节功能由控制程序实现，该程序在第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti不位于预定正常温度范围内时计算得到或失去的热量以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt，并且基于计算结果控制温度调节装置53。
在第一个实施例中，当第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti超出预定正常温度范围时，进行温度调节装置53的反馈控制以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt。作为选择，可以一直进行温度调节装置53的反馈控制以将第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti调节至目标温度Tt。
在第一个实施例中，基于温度的测试停止功能不仅包括在第一温度传感器25检测到的传感器温度Ti超出预定极限温度范围时自动停止耐久性测试操作的功能，而且还包括在调节次数n达到预定上限次数k时自动停止耐久性测试操作的功能，n即上述温度调节功能控制温度调节装置53的次数，即传感器温度Ti超出正常温度范围并且控制单元9进行温度调节装置53的反馈控制的次数。
在下面将结合图8说明操作温度控制功能的示例程序。
当进程在图8中“开始”所示步骤中进入操作温度控制程序时，在步骤S41中，控制单元9读取通过使用操作面板等设定的目标温度Tt、温度容差ΔT、极限温度范围Tl。
接下来，在步骤S42中，控制单元9读取第一温度传感器25所检测到的传感器温度Ti。
此外，在步骤S43中，控制单元9判断传感器温度Ti是否超出正常温度范围，即是否|Tt-Ti|≥ΔT/2。
如果在步骤S43中结果为“否”，那么传感器温度Ti就位于正常温度范围内。于是，控制单元9在步骤S44中继续耐久性测试装置的操作，并且进程返回到步骤S42。
如果在步骤S43中结果为“是”，即如果传感器温度Ti超出正常温度范围，那么在步骤S45中控制单元9就判断传感器温度Ti是否超出极限温度范围，即是否|Tt-Ti|≥Tl/2。
如果在步骤S45中结果为“否”，那么传感器温度Ti就超出正常温度范围但是位于极限温度范围内。于是，控制单元9控制温度调节装置53以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt，并且在调节次数n中计数一次。
也就是说，控制单元9在步骤S46中计算热量以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt，并且在步骤S47中基于步骤S46中的计算结果控制温度调节装置53以调节传感器温度Ti，并且在步骤S48中在调节次数n中计数一次。
接下来，在步骤S49中，控制单元9判断调节次数n是否已经达到预定上限次数k，即是否n≥k。
如果在步骤S49中结果为“否”，那么调节次数n还没有达到上限次数k。于是，进程返回到步骤S42以继续耐久性测试装置的操作。
如果在步骤S45中结果为“是”，即如果传感器温度Ti超出极限温度范围，或者如果在步骤S49中结果为“是”，即如果调节次数n已经达到上限次数k，那么控制单元9就自动停止耐久性测试装置的耐久性测试操作。具体地说，控制单元9在步骤S50中至少停止接触负载发生器13中电机31的操作，在步骤S51中将操作状态存储在存储装置中，在步骤S52中在显示面板等上显示操作停止，并且完成操作温度控制程序。
操作压力控制功能包括压力调节功能和基于压力的测试停止功能。压力调节功能在第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi超出预定正常压力范围时控制高压泵47每单位时间的排出量以将传感器压力Pi调节至目标压力Pt。在第一个实施例中，当传感器压力Pi增加至Pt+ΔP/2或更大，或者降低至Pt-ΔP/2或更小，即当|Pt-Pi|≥ΔP/2时，压力调节功能起作用。基于压力的测试停止功能在第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi超出预定极限压力范围时自动停止耐久性测试操作。在第一个实施例中，当传感器压力Pi增加至Pt+Pl/2或者更大，或者降低至Pt-Pl/2或者更小，即当|Pt-Pi|≥Pl/2时，基于压力的测试停止功能起作用。
在第一个实施例中，压力调节功能由控制程序实现，该程序在第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi不位于预定正常压力范围内时计算燃料排出量以将传感器压力Pi调节至目标压力Pt，并且基于计算结果控制高压泵47。
在第一个实施例中，当第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi超出预定正常压力范围时，进行高压泵47的反馈控制以将传感器压力Pi调节至目标压力Pt。作为选择，可以一直进行高压泵47的反馈控制以将第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi调节至目标压力Pt。
在第一个实施例中，基于压力的测试停止功能不仅包括在第一压力传感器55检测到的传感器压力Pi超出预定极限压力范围时自动停止耐久性测试操作的功能，而且还包括在调节次数n达到预定上限次数k时自动停止耐久性测试操作的功能，n即上述压力调节功能控制高压泵47的次数，即传感器压力Pi超出正常压力范围并且控制单元9进行高压泵47的反馈控制的次数。
在下面将结合图9说明操作压力控制功能的示例程序。
当进程在图9中“开始”所示步骤中进入操作压力控制程序时，在步骤S61中，控制单元9读取通过使用操作面板等设定的目标压力Pt、压力容差ΔP、极限压力范围Pl。
接下来，在步骤S62中，控制单元9判断操作停止信号是否输入。
如果在步骤S62中结果为“否”，即如果驱动开关在步骤S62中打开，则在步骤S63中控制单元9就读取第一压力传感器55所检测到的传感器压力Pi。
此外，在步骤S64中，控制单元9判断传感器压力Pi是否超出正常压力范围，即是否|Pt-Pi|≥ΔP/2。
如果在步骤S64中结果为“否”，那么传感器压力Pi就位于正常压力范围内。于是，控制单元9在步骤S65中继续耐久性测试装置的操作，并且进程返回到步骤S63。
如果在步骤S64中结果为“是”，即如果传感器压力Pi超出正常压力范围，那么在步骤S66中控制单元9就判断传感器压力Pi是否超出极限压力范围，即是否|Pt-Pi|≥Pl/2。
如果在步骤S66中结果为“否”，那么传感器压力Pi就超出正常压力范围但是位于极限压力范围内。于是，控制单元9控制高压泵47以将传感器压力Pi调节至目标压力Pt，并且在调节次数n中计数一次。
也就是说，控制单元9在步骤S67中计算燃料排出量以将传感器压力Pi调节至目标压力Pt，并且在步骤S68中基于步骤S67中的计算结果控制高压泵47以调节传感器压力Pi，并且在步骤S69中在调节次数n中计数一次。
接下来，在步骤S70中，控制单元9判断调节次数n是否已经达到预定上限次数k，即是否n≥k。
如果在步骤S70中结果为“否”，那么调节次数n还没有达到上限次数k。于是，进程返回到步骤S63以继续耐久性测试装置的操作。
如果在步骤S62中结果为“是”，即如果控制单元9已经收到操作停止命令，如果在步骤S66中结果为“是”，即如果传感器压力Pi超出极限压力范围，或者如果在步骤S70中结果为“是”，即如果调节次数n已经达到上限次数k，那么控制单元9就自动停止耐久性测试装置的耐久性测试操作。具体地说，控制单元9在步骤S71中至少停止接触负载发生器13中电机31的操作，在步骤S72中打开放泄阀61，在步骤S73中将操作状态存储在存储装置中，在步骤S74中在显示面板等上显示操作停止，并且完成操作压力控制程序。
循环通道切换功能通过对燃料循环系统8的主循环管路44、本体迂回管路45和压力返回管路46进行切换控制和操作的程序实现。具体地说，(1)当由第二压力传感器58检测到的第三主通道52中的返回燃料压力Prt大于由第三压力传感器71检测到的高压燃料箱43中的燃料箱压力Ptank时，即当Ptank＜Prt时，程序使燃料在主循环管路44中循环；(2)当由第二压力传感器58检测到的第三主通道52中的返回燃料压力Prt不大于由第三压力传感器71检测到的高压燃料箱43中的燃料箱压力Ptank时，即当Ptank≥Prt时，程序经由压力返回管路46使燃料循环，加压压力返回管路46中的燃料并且将燃料返回到高压燃料箱43中；和(3)当控制单元9在耐久性测试操作中收到操作停止命令时，程序经由本体迂回管路45将蓄积在集油器49中的燃料返回到高压燃料箱43中。
在下面将结合图10说明循环通道切换功能的示例程序。
当进程在图10中“开始”所示步骤中进入循环通道切换控制程序时，在步骤S81中，控制单元9读取由第二压力传感器58检测到的返回燃料压力Prt。
接下来，在步骤S82中，控制单元9判断是否输入操作停止信号。
如果在步骤S82中结果为“否”，即如果驱动开关在步骤S82中打开，那么在步骤S83中控制单元9就读取由第三压力传感器71检测到的燃料箱压力Ptank。
此外，在步骤S84中，控制单元9判断返回燃料压力Prt是否大于燃料箱压力Ptank，即是否Ptank＜Prt。
如果在步骤S84中结果为“是”，即如果在步骤S84中Ptank＜Prt，那么控制单元9就使燃料在主循环管路44中循环。也就是说，在步骤S85中，控制单元9将三通切换阀64切换为将通向高压燃料箱43的燃料通道与第三主通道52连通，并且关闭第二旁路通道63。接下来，如果压缩机66正在操作，控制单元9就在步骤S86中停止压缩机66，在步骤S87中将操作状态存储在存储装置中，并且完成循环通道切换控制程序。
如果在步骤S84中结果为“否”，即如果在步骤S84中Ptank≥Prt，那么控制单元9就使燃料在压力返回管路46中循环。也就是说，在步骤S88中，控制单元9将三通切换阀64切换为将通向高压燃料箱43的燃料通道与第二旁路通道63连通。接下来，控制单元9在步骤S89中操作压缩机66对气化燃料加压，然后在步骤S87中将操作状态存储在存储装置中，并且完成循环通道切换控制程序。
如果在步骤S82中结果为“是”，即如果控制单元9已经收到操作停止命令，则控制单元9就使燃料在本体迂回管路45中循环。也就是说，控制单元9在步骤S90中停止耐久性测试装置的耐久性测试操作，在步骤S91中打开放泄阀61，在步骤S92中如果压缩机66在操作就停止压缩机66，在步骤S93中在显示面板等上显示操作停止，在步骤S87中将操作状态存储在存储装置中，并且完成循环通道切换控制程序。
根据第一个实施例的耐久性测试装置的上述结构用于达到下面结果。
(1)喷嘴组件设置于测试装置本体7的本体台座11中，并且在喷嘴本体1和针阀2的接触/分离部分A暴露于燃料的状态下，喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离。因此，可以完成通过使用高频往复试验装置(HFRR)很难完成的喷嘴组件的耐久性测试。
(2)包括电机31和旋转-往复运动转换器32的接触负载发生器13使针阀2往复运动。因此，可以重复喷嘴本体1和针阀2的接触和分离操作，而不像传统测试装置那样使用真实的内燃机等。也就是说，可以仅仅通过增加电机31的转速而很容易地增加喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离的速度。结果，可以减少耐久性测试的时间。
(3)包括电机31和旋转-往复运动转换器32的接触负载发生器13使针阀2往复运动。因此，可以重复喷嘴本体1与针阀2之间的接触和分离操作，而不像传统测试装置那样使用真实的内燃机等。因此，可以降低耐久性测试装置的成本并且减小耐久性测试装置的尺寸和重量。
(4)燃料循环系统8使燃料流经喷嘴本体1与针阀2之间的接触/分离部分A，因此磨损粉末不会聚集在接触/分离部分A处。因此，可以防止聚集在接触/分离部分A处的磨损粉末改变磨损量以至于引起耐久性评价的低准确度问题。
(5)燃料循环系统8包括闭环回路，其将流经喷嘴本体1与针阀2之间的接触/分离部分A的燃料再次供应至接触/分离部分A，因此耐久性测试装置不会浪费燃料。此外，可以防止燃料泄漏到大气中，以确保高安全性。
(6)燃料循环系统8将燃料供应至喷嘴本体1和针阀2之间的接触/分离部分A，因此可以通过采用容易蒸发的低临界燃料作为流经喷嘴本体1和针阀2之间的接触/分离部分A的燃料进行耐久性测试。
(7)当喷嘴本体1与针阀2之间的重复接触次数Ni已经达到预定目标重复接触次数Nt时，由控制单元9实现的反复接触操作停止功能自动停止耐久性测试操作。因此，重复接触次数Ni不会在各次测试之间变化，并且可以通过该耐久性测试装置提高耐久性评价的准确度。
(8)当负载传感器26检测的接触负载Fi超出预定适当负载范围时，由控制单元9实现的接触负载控制功能驱动接触负载调节器12的调节装置28以将接触负载Fi调节至目标负载Ft。因此，可以防止影响磨损发展的因素等引起接触负载Fi产生巨大变化的问题。因此，可以提高耐久性测试装置的准确度。
(9)当负载传感器26检测的接触负载Fi超出预定极限负载范围时，由控制单元9实现的基于负载的测试停止功能自动停止耐久性测试操作。因此，当在耐久性测试操作中出现故障时，例如作为试样的喷嘴组件断裂，喷嘴组件卡死等，耐久性测试装置立刻停止。因此，可以详细检查断裂状态、断裂时的磨损状态，和喷嘴组件的卡死状态。
(10)当第一温度传感器25检测的传感器温度Ti超出预定正常温度范围时，由控制单元9实现的操作温度控制功能控制温度调节装置53以将传感器温度Ti调节至目标温度Tt。因此，可以防止耐久性评价因为接触/分离部分A的温度变化而变化，以提高耐久性评价的准确度。
(第二个实施例)在下面将结合图11说明根据第二个实施例的耐久性测试装置。在下面实施例中，与第一个实施例相同的附图标记基本上表示与第一个实施例中的对应部件具有基本上相同功能的部件。在下面实施例中，将说明与第一个实施例的不同之处。
在上述第一个实施例中，喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载Fi由置于与喷嘴本体1的前端部接触的负载轴18与传感器支承台座27之间的负载传感器26检测。调节装置28沿轴向移动传感器支承台座27以调节喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载Fi。
在第二个实施例中，负载传感器26位于用于使针阀2往复运动的驱动轴20的路线上，以通过利用作用于驱动轴20上的负载检测喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载Fi。调节装置28沿轴向移动本体台座11以调节喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载Fi。
具体地说，驱动轴20沿轴向被分成第一和第二驱动轴20a、20b。第一和第二驱动轴20a、20b在它们之间夹住安装在传感器支承台座27中的负载传感器26。
此外，喷嘴本体1与第一台座14之间的轴向间隙α被设定为零，即α＝0，因此本体台座11接收在喷嘴本体1中产生的负载。因此，可以通过由调节装置28沿轴向移动本体台座11来调节喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载Fi，即负载传感器26所检测的接触负载Fi。
根据第二个实施例的耐久性测试装置的上述结构达到下面结果。
(1)负载传感26可以直接检测作用于针阀2上的负载。因此，可以提高耐久性评价的准确度。
(2)在第一个实施例中提到的负载轴18不再需要。因此，可以减小测试装置本体7的轴向长度。
(3)通过取消在第一个实施例中提到的负载轴18，负载轴18与第一台座14之间的密封不再需要。因此，可以可靠防止燃料泄漏。
(第三个实施例)在下面将结合图12说明根据第三个实施例的耐久性测试装置。
在上述第一个实施例中，测试装置本体7的接触负载发生器13沿轴向使针阀2往复运动。
在第三个实施例中，除了接触负载发生器13之外，测试装置本体7设置有使针阀2相对于喷嘴本体1旋转的旋转装置73。
也就是说，在第三个实施例中，测试装置本体7可以在通过接触负载发生器13使针阀2沿轴向往复运动期间通过旋转装置73旋转针阀2。
在第三个实施例中，旋转装置73与接触负载发生器13一起旋转驱动轴20。在第三个实施例中，驱动轴20可旋转地安装。具体地说，在第三个实施例中，第二接头74设置在驱动轴20与接头37之间以允许驱动轴20旋转并且只将接头37的轴向位移传递给驱动轴20。在下面将说明第二接头74的一个示例。第二接头74设置有形成于驱动轴20的整个外侧圆周上的环形凹槽74a和位于与接头37相连的构件中与环形凹槽74a接合的销74b。驱动轴20可以相对于接头37旋转。
在旋转装置73中，第二电机76旋转驱动安装在驱动轴20的圆周上的齿轮75。控制单元9经由驱动电路72控制第二电机76的转速。
齿轮75与第二电机76之间的接合范围沿轴向延伸很长，因此即使在齿轮75与驱动轴20一起往复运动时第二电机76也可以旋转驱动齿轮75。驱动轴20和齿轮75可以在压入配合部分彼此相连，其中沿轴向允许驱动轴20与齿轮75之间的相对滑动并且限制驱动轴20与齿轮75之间的相对转动。
齿轮75是旋转装置的一个示例。作为选择，可以将其它旋转传动装置例如带，用作旋转装置。此外，用于接触负载发生器13中的电机31的旋转也可以用于旋转驱动驱动轴20。在这种情况下，一种选择是提供独立可变的旋转传动装置，其相对于电机31的转速改变驱动轴20的转速，或者提供旋转传动中断装置，其中断电机31至驱动轴20的旋转传动。
接触负载发生器13设置有检测驱动轴20的旋转的第二旋转传感器77，以检测针阀2相对于喷嘴本体1的转速。具体地说，第三个实施例中的第二旋转传感器77由拾取传感器实现，该传感器通过第二脉冲发生器78接近和远离第二旋转传感器77而检测驱动轴20的旋转状态，其中第二脉冲发生器是固定在驱动轴20上的磁体等。
由第二旋转传感器77检测的驱动轴20的旋转状态，即针阀2的旋转状态被输出给控制单元9。
控制单元9控制第二电机76的转速以将由第二旋转传感器77检测的驱动轴20的转速调节至通过使用控制面板等预先设定的目标转速。
在根据第三个实施例的耐久性测试装置中，针阀2安装成相对于喷嘴本体1可旋转，而喷嘴本体1被固定支承，因此耐久性测试装置可以模拟燃料喷射阀的操作，其中针阀2相对于喷嘴本体1旋转同时喷嘴本体1和针阀2彼此反复接触和分离。以这种方式，耐久性测试装置可以在接近真实状态的操作状态中进行耐久性测试，因此，可以提高耐久性评价的准确度。
(第四个实施例)在下面将结合图13说明根据第四个实施例的耐久性测试装置。
在上述第一个至第三个实施例中，耐久性测试装置使用低临界燃料作为测试介质流体。
在第四个实施例中，耐久性测试装置通过使用在常温常压下容易挥发的气体燃料，如氢燃料作为测试介质流体而进行耐久性测试。
第四个实施例中的燃料循环系统8的一部分结构不同于第一个实施例，在下面将对其进行说明。
在第四个实施例中，在加压状态下蓄积气体燃料的高压罐81用作燃料供应源，而不是第一个实施例中的高压燃料箱43。压力调节/截止阀82设置在高压罐81的出口部分，以调节高压罐81的打开/关闭程度和高压罐81的燃料排出压力。
在第四个实施例中，在第一个实施例中也得到说明的第三压力传感器71构造成在第一主通道48的上游侧位置检测燃料供应压力。
控制单元9设置有压力调节功能，该功能在耐久性测试操作中自动控制压力调节/截止阀82的打开程度，以将由第三压力传感器71检测的燃料供应压力调节至预定目标压力。
在第四个实施例中，流经测试装置本体7或本体迂回管路45之后返回到第一主通道48中的返回燃料为气体，并且其压力小于高压罐81中的压力。因此，已经流经测试装置本体7或本体迂回管路45的燃料一直由压缩机66加压，然后返回到第一主通道48中。
具体地说，已经通过测试装置本体7或本体迂回管路45的气体燃料经由第一放泄箱83、压缩机66、止回阀67、第二放泄箱84、燃料冷却器59、三通切换阀64和第二止回阀85从高压罐81与温度调节装置53之间的位置处流到第一主通道48中。
在第四个实施例中，三通切换阀64位于第二放泄箱84与第一主通道48的上游侧位置之间，以将已经流动通过第二放泄箱84的气体燃料切换至第一主通道48的上游侧和排放通道86这两者之一。排放通道86设置有安全阀87，该阀在返回压力增加至预定压力时打开以将气体燃料排放到大气中。
在第四个实施例中，在第一个实施例中也得到说明的第二压力传感器58构造成检测第二放泄箱84中的内部压力，即返回压力。如上所述，第三压力传感器71在第一主通道48的上游侧位置检测燃料供应压力。
控制单元9设置有切换控制功能，在第二压力传感器58检测到的返回压力变得大于第三压力传感器71检测到的燃料供应压力时，该功能打开三通切换阀64以将第三主通道52与第一主通道48连通，从而将蓄积在第二放泄箱84中的气体燃料返回到第一主通道48的上游侧位置。
控制单元9还设置有自动关阀功能，该功能在耐久性测试操作停止时关闭截止阀54、压力调节/截止阀82和三通切换阀64这些所有的阀。
因此，当耐久性测试操作停止时，压力大于安全阀87的预定开阀压力的气体燃料，如在安全性方面无害的氢，从排放通道86释放到大气中。除了抵消快速压力释放的功能之外，安全阀87还用于保持燃料循环系统8中的预定剩余压力的功能。
在第四个实施例中，说明了将气体燃料的无害部分释放到大气中的示例。作为选择，排出排放通道86的气体燃料可以收集在另一个箱中。通过将气体燃料收集在另一个箱中的这种结构，可以以安全方式采用有害气体燃料进行耐久性测试。
(第五个实施例)在下面将结合图14说明根据第五个实施例的耐久性测试装置。根据第五个实施例的耐久性测试装置具有一种结构，该结构与根据第一个实施例的装置的主要不同之处在于(1)调节装置28和(2)负载轴18与喷嘴本体1的接触位置。
在第一个实施例中，如图1中所示，调节装置28通过安装在调节装置28中的驱动装置(未示出)沿着负载轴18的轴向直接移动传感器支承台座27，以调节喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载。在第五个实施例中，如图14中所示，调节装置28沿着倾斜面91a移动锥形台92以调节喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载，其中所述倾斜面91a相对于一想象平面稍微倾斜，而该想象平面垂直于负载轴18的轴向。
具体地说，第五个实施例中的调节装置28包括倾斜基座91、锥形台92、滑块93和驱动装置。倾斜基座91具有上述倾斜面91a，所述倾斜面相对于一想象平面稍微倾斜，而所述想象平面垂直于负载轴18的轴向。锥形台92安装为在倾斜面91a上滑动。滑块93置于锥形台92与负载传感器26之间以减少它们之间的摩擦。驱动装置沿着倾斜面91a移动锥形台92。
驱动装置包括通电时旋转的电机94和将电机94的旋转运动转换为直线运动的旋转/直线运动转换器。旋转/直线运动转换器包括由电机94旋转驱动的外螺纹螺杆95和形成于锥形台92中的内螺纹(未示出)，其螺合紧固至所述外螺纹螺杆95上。电机94的旋转使外螺纹螺杆95旋转以沿着倾斜面91a向上或向下移动锥形台92。
锥形台92具有竖直面92a和锥形斜面92b。竖直面92a与负载轴18垂直并且与滑块93滑动接触。锥形斜面92b相对于竖直面92a稍微倾斜并且与倾斜基座91的倾斜面91a平行。负载轴18的轴向负载，即喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载通过锥形台92沿着倾斜面91a的移动高度而调节。
通过使用上述调节装置28，可以相对于锥形台92沿着倾斜基座91的倾斜面91a的移动高度非常细微地移动负载轴18。因此，可以以很高的准确度调节负载轴18的轴向负载，即喷嘴本体1与针阀2之间的接触负载。也可以减小调节装置28中的电机94的驱动转矩。
在第一个实施例中，负载轴18与喷嘴本体1的前端部接触。在第五个实施例中，负载轴18的左端部(图中)与喷嘴本体1的台肩部分1a接触，以经由台肩部分1a将接触负载施加到喷嘴本体1上。
第五个实施例中的负载轴18在其左侧部分(图中)设置有中空部分18a，以在其中安装喷嘴本体1的前端侧部分，即主干部分1b，同时在喷嘴本体1的圆周面与中空部分18a的内侧圆周面之间形成间隙。负载轴18还设置有连通孔18b，以将从喷嘴本体1的喷射孔喷入中空部分18a的燃料引至第三主通道52。
通过如第五个实施例中所示将接触负载施加到喷嘴本体1的台肩部分1a上，应用于喷嘴组件上的负载状态，即喷嘴组件的负载位置与实际使用状态下的喷嘴组件，即实际车辆中所使用的喷嘴组件的负载状态基本上相同。因此，可以在接近真实使用状态的状态下进行下面部分的磨损的耐久性测试，即喷嘴本体1的阀座、针阀2的座靠部分以及喷嘴本体1与针阀2的滑动部分。也就是说，可以在接近真实状态的状态下评价燃料的润滑性能和喷嘴组件的可靠性。
(改型实施例)在上述每个实施例中为恒定的目标负载Ft可以依照重复接触次数Ni、耐久性测试的耗用时间等以逐步方式或者以连续方式变化。在上述每个实施例中为恒定的目标温度Tt可以依照重复接触次数Ni、耐久性测试的耗用时间等以逐步方式或者以连续方式变化。同样，在上述每个实施例中为恒定的目标压力Pt可以依照重复接触次数Ni、耐久性测试的耗用时间等以逐步方式或者以连续方式变化。
在上述每个实施例中，接触负载发生器13的往复运动的轴向与针阀2的轴向对正。作为选择，接触负载发生器13的往复运动的轴向可以通过使用将接触负载发生器13的往复运动传递给针阀2的连接器而与针阀2的轴向不同。
在上述每个实施例中，接触负载发生器13包括电机31和旋转-往复运动转换器32。作为选择，其它类型的驱动装置，如直线螺线管、压电致动器等可以代替接触负载发生器13沿针阀2的轴向使针阀2往复运动。
在上述每个实施例中，作为试样的示例说明了喷嘴组件，其包括喷嘴本体1和针阀2。根据本发明的耐久性测试装置还适用于各种不同阀装置的耐久性测试，如燃料喷射系统中的阀装置，包括燃料喷射阀的电磁阀、燃料泵的调节阀、减压阀等；用于车辆的其它阀装置，包括EGR阀、进气阀等；和用于家庭用途或者商业用途的阀装置。也就是说，根据本发明的耐久性测试装置通常可以进行除了其中两个构件彼此反复接触和分离的阀装置以外的阀装置或其它类型装置的耐久性测试。
本发明的说明书实际上仅仅作为示例，因此不脱离本发明要点的改型被认为位于本发明的范围内。这些改型并不被认为脱离了本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于对接触/分离部分(A)进行耐久性测试操作的耐久性测试装置，在所述接触/分离部分(A)中，第一构件(1)和第二构件(2)彼此反复接触和分离，所述耐久性测试装置包括接触负载发生器(13)，其相对于所述第一构件(1)使所述第二构件(2)往复运动以产生反复作用于所述第一构件(1)与所述第二构件(2)之间的接触负载(Fi)；和测试介质流体供应装置(8)，其将测试介质流体供应至所述接触/分离部分(A)，以将所述第一构件(1)和所述第二构件(2)暴露于所述测试介质流体。
2.根据权利要求1所述的耐久性测试装置，其特征在于，所述测试介质流体供应装置(8)使所述测试介质流体流经所述接触/分离部分(A)。
3.根据权利要求2所述的耐久性测试装置，其特征在于，所述测试介质流体供应装置(8)具有闭环回路，其将流经所述接触/分离部分(A)后的测试介质流体再次供应至所述接触/分离部分(A)。
4.根据权利要求3所述的耐久性测试装置，其特征在于，所述闭环回路供应在常温常压下为挥发性液体或气体的测试介质流体。
5.根据权利要求1至4中任一所述的耐久性测试装置，其特征在于，还包括接触计数器(41)，其对所述第一构件(1)与所述第二构件(2)的接触次数(Ni)进行计数；和控制单元(9)，其在由所述接触计数器(41)计数的接触次数(Ni)达到预定目标接触次数(Nt)时自动停止所述耐久性测试操作。
6.根据权利要求1至4中任一所述的耐久性测试装置，其特征在于，还包括接触负载调节器(12)，其调节所述接触负载(Fi)；负载传感器(26)，其检测作用于所述第一构件(1)与所述第二构件(2)之间的接触负载(Fi)；和控制单元(9)，其控制接触负载调节器(12)，以将负载传感器(26)检测的接触负载(Fi)调节至预定目标负载(Ft)或者位于预定适当负载范围(|Ft-Fi|＜ΔF/2)内。
7.根据权利要求1至4中任一所述的耐久性测试装置，其特征在于，还包括负载传感器(26)，其检测作用于所述第一构件(1)与所述第二构件(2)之间的接触负载(Fi)；和控制单元(9)，其在所述负载传感器(26)检测的接触负载(Fi)超出预定极限负载范围(|Ft-Fi|＜F1/2)时自动停止所述耐久性测试操作。
8.根据权利要求2或3所述的耐久性测试装置，其特征在于，还包括温度调节器(53)，其调节将要供应给所述接触/分离部分(A)的测试介质流体的温度(Ti)；第一温度传感器(25)，其在所述接触/分离部分(A)处检测所述测试介质流体的温度(Ti)；和控制单元(9)，其控制所述温度调节器(53)以将所述第一温度传感器(25)检测的温度(Ti)调节至预定目标温度(Tt)或者位于预定适当温度范围内(|Tt-Ti|＜ΔT/2)。
9.根据权利要求1至4中任一所述的耐久性测试装置，其特征在于，还包括旋转装置(73)，其使所述第二构件(2)相对于所述第一构件(1)绕其中心轴线旋转。
10.根据权利要求1至4中任一所述的耐久性测试装置，其特征在于所述第一构件(1)是阀装置的阀体；并且所述第二构件(2)是阀装置的阀件，其反复座靠和脱离所述阀体的阀座。
全文摘要
公开了一种用于对接触/分离部分进行耐久性测试操作的耐久性测试装置，在所述接触/分离部分中，第一构件和第二构件彼此反复接触和分离，所述耐久性测试装置包括接触负载发生器和测试介质流体供应装置。接触负载发生器相对于第一构件使第二构件往复运动以产生反复作用于第一构件与第二构件之间的接触负载。测试介质流体供应装置将测试介质流体供应至接触/分离部分以将第一构件和第二构件暴露于测试介质流体。
文档编号G01M99/00GK1841041SQ20061007106
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者加藤正明, 二村麻衣子, 宫川洋 申请人:株式会社电装, 丰田通商株式会社