专利名称：一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电液比例阀测试设备，具体是指一种高精度可变喷嘴 环截面涡轮增压器用电液比例闽的测试系统。
背景技术：
电液比例阀测试设备主要是对阀的静态性能和动态性能进行测试，对 于可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀，静态性能包括转角电流控制特性测试、流量压力特性测试；动态性能包括阶跃响应测试，频率响应测 试。比例阀测试设备测试的精确度直接影响对电液比例闽精度的判断。现 有电液比例阀测试系统中被测试阀控制的负载都是模拟负载，而喷嘴环截 面可变的涡轮增压器用电液比例闽是为控制涡轮增压器喷嘴环叶片开度从 而使增压器与发动机工况达到匹配而设计的一种新型的电液比例阀，属于 通过机械反馈实现行程位置闭环控制类的比例阀，工作原理决定该类比例 闽难以设计出模拟负载。对可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例闽的测试而言，目前没有与其匹配合理的测试系统，例如可变喷嘴环截面涡轮增压器用阀是用来控制涡轮增压器叶片转角变化的，但现有的测试系统都 不能测出。此外，现有的测试系统不能进行实时监控，测试不了可变喷嘴 环截面涡轮增压器用电液比例阀的动态响应曲线，无法精确地判断可变喷 嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀是否满足实际发动机工况要求。发明内容本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题和缺点，为可变喷嘴 环截面涡轮增压器用电液比例阀提供了一种结构简单、使用方便、故障率 低、工作效率高，能高精度模拟实际工况的可变喷嘴环截面涡轮增压器用 电液比例阀测试系统。为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现。 本发明的可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统是由通过 比例节流阀调节被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀进油口压力 的液压系统、带有涡轮增压器用电液比例阀的被测试装置和包括数据釆集卡与工业一体化电脑的电控系统所构成；所述液压系统由齿轮泵，油箱，安全阀，过滤器，单向闽，比例节流 阀，三位四通电磁换向阀，单向阀，节流阀，电磁换向阀，单向阀，电磁 换向阀，流量计，电磁换向阀，比例油缸组成，它们的连接关系是齿轮 泵出口的主油路接过滤器后与单向阀进口相连，辅油路则接安全阀后与油箱相连；单向阀出口的主油路与三位四通电磁换向阀的进油口相连，辅油 路则接比例节流阀后与油箱相连；三位四通电磁换向阀工作出口 一端接比 例油缸的进口端同时并联电磁换向阀再接主油路，工作出口另一端与单向 阀和节流阀依次串接后与比例油缸的出口端相连，比例油缸的出口端接主 油路，接着主油路上依次串接单向闽和电磁换向阀；电磁换向阀出口主油 路与控制涡轮增压器的被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀的进 油口相连，被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀的出油口接流量 计后与油箱相连，辅油路接电磁换向阀后与油箱相连；所述传感器与液压系统的连接关系是油箱上装有温度传感器和电加 热器，按主油路运行方向，三位四通电磁换向阀前装有压力传感器，单向 阀之前装有压力传感器，在被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀 入口处装有压力传感器，出口处装有温度传感器，在被测可变喷嘴环截面 涡轮增压器用电液比例阀控制的涡轮增压器之后装有流量传感器，涡轮增 压器上装有反馈至电控系统的角度传感器。所述测试系统的被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀安装在 涡轮增压器控制装置中，涡轮增压器控制装置包括被测试阀控油缸。所述油液温度控制方式是串油循环加热。与现有技术相比，本发明的优点是1、 本发明是根据可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀工作特点 而专门设计的测试系统，把实际涡轮增压器作为测试装置的一部分，匹配 合理、结构简单、使用方便、故障率低、工作效率高，能有效地模拟可变 喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例闽的实际工况，能对可变喷嘴环截面涡 轮增压器用电液比例阀控制增压器叶片转角变化和动态响应曲线进行精确 测试。2、 本发明釆用机电一体化方式，智能化程度较高，只需操作电脑就可 以进行所有测试，并且有过载、超压、短路等保护，测试系统很可靠。3、 本发明釆用了 VB编程的人机交互软件，使性能曲线更直观，数据 处理和保存更便捷。
图1为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统整体 结构正面图；图2为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统整体 结构背面图；图3为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统的液 压系统示意图；4图4为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例闽测试系统的系统控制框图；图5为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统的VB 编程软件主操作界面；图6为本发明可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例闽测试系统的VB 编程软件操作界面中的调试界面图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明，本发明实施方式不仅限于此。如图1和图2，本发明由液压系统26，涡轮增压器27,被测试阀安装 平台28,工业一体化电脑29，电路安装板30，支架31等组成。可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例闽测试系统的液压系统如图3 所示，液压系统26由齿轮泵1，油箱25,安全阀3，过滤器4，单向阀5， 比例节流阀6，三位四通电磁换向阀8，单向阀9，节流阀10，电磁换向阀 11,单向阀13,电磁换向阀14，流量计19，电磁换向阀20，比例油缸21 组成，它们的连接关系是齿轮泵l出口的主油路接过滤器4后与单向阀5 进口相连，辅油路则接安全阀3后与油箱25相连；单向阀5出口的主油路 与三位四通电磁换向阀8的进油口相连，辅油路则接比例节流闽6后与油 箱25相连；三位四通电磁换向阀8工作出口一端接比例油缸21的进口端 同时并联电磁换向阀ll再接主油路，工作出口另一端与单向闽9和节流阀 10依次串接后与比例油缸21的出口端相连，比例油缸21的出口端接主油 路，接着主油路上依次串接单向闽13和电磁换向阀14;电磁换向闽14出 口主油路与控制涡轮增压器27的被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比 例阀16的进油口相连，被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀电液 比例阀16的出油口接流量计19后与油箱25相连,辅油路接电磁换向阀20 后与油箱25相连。齿轮泵l出口的主油路油液通过过滤器4后入单向阀5进口，辅油路 则通过安全阀3后回油箱25;单向阀5出口的主油路入三位四通电磁换向 阀8的进油口，辅油路则通过比例节流阀6后回油箱25;三位四通电磁换 向阀8工作出口一路依次经单向阀9和节流阀10后入比例油缸21出口端 充油，换向时另一路经比例油缸21比例减压以及电磁换向阀11补油，之 后流经单向阀13、电磁换向阀14;电磁换向阀14出口主油路入控制涡轮 增压器27的可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16进油口，经流量 计19后回油箱25，辅油路入电磁换向阀20后回油箱25。液压系统26中油箱25上装有温度传感器2和电加热器24。按主油路运行方向，三位四通电磁换向阀8前装有压力传感器7，单向阀13之前装 有压力传感器12，在被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16入口 处装有压力传感器23,出口处装有温度传感器22，在可变喷嘴环截面涡轮 增压器用电液比例阀控制的涡轮增压器27之后装有流量传感器15，涡轮增 压器27上装有反馈至电控系统的角度传感器18。
涡轮增压器27和被测试阀安装平台28构成本发明的被测试装置，涡 轮增压器27用的是实际发动机中的涡轮增压器，被测可变喷嘴环截面涡轮 增压器用电液比例阀16安装在涡轮增压器27控制装置中，被测试阀控油 缸17是涡轮增压器27控制装置中的一部分。
工业一体化电脑29和电路安装板30构成本发明的电控系统，工业一 体化电脑29上装有数据釆集卡，数据采集卡再通过电路板与液压系统26 中传感器、阀、齿轮泵电机变频器及电加热器24相连接，工业一体化电脑 29上用由VB编程的控制软件。所述传感器是指温度传感器2、 22;压力传 感器7、 12、 23;流量传感器15;角度传感器18。所述阀包括三位四通电 磁换向阀8，比例节流阀6，电磁换向阀ll，电磁换向阀14，被测可变喷 嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16和电磁换向阀20。
图4为可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统的系统控制 框图，该测试系统是通过工业一体化电脑29和数据釆集卡获取来自液压系 统26中传感器的信号，工业一体化电脑29中的人机交互方式是操作VB编
程的软件 界面，可用鼠标或手触摸实现操作，通过发出相关指令实现自动 调节，可以方便地控制电加热器24进行温度调节和控制齿轮泵1的电机变
频器进行齿轮泵1运行速度的调节，也可以控制比例节流阀6的开口度实 现所需控制压力的调定，温度和压力达到设定值时即自动发出指令驱动相 关电路给被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16加电流信号，从 而执行涡轮增压器27的动作，这时通过流量传感器15、角度传感器18和
数据釆集卡釆集到的数据以曲线的方式直观地显示在操作界面上，数据以 Excel的形式进行保存。
该系统是这样工作的测试前，先将被测可变喷嘴环截面涡轮增压器 用电液比例阀16安装到涡轮增压器27上，用螺钉紧固确保无泄漏，接着 将被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16的信号线连接到测试信 号线接线柱上；打开电源开关，工业一体化电脑29启动后出现如图5所示 可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统的VB编程软件主操作界 面，测试系统所有的调试、测试都在该界面上进行，界面上监测着所有元 件的信号并显示油路的状态；首先根据测试参数要求设定界面右上角的"时 间间隔"(给可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16输入某个电流信号阶跃的时间间隔)、"控制压力"(被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电 液比例阀16入口处的压力即压力传感器23对应的压力，在实际工况中，
该压力值范围为0. 15MPa 0.42MPa)和"输入递增"(加给被测可变喷嘴环 截面涡轮增压器用电液比例阀16电流信号的增幅)；接着是试验准备，界 面左上角有"常温试验准备"和"高温试验准备"两个按钮，按下"常温 试验准备"则不启动电加热器24，测试工作温度超过常温时，按下"高温 试验准备"则根据图5中油箱左边设定的高温值启动电加热器24,齿轮泵 l也开始运行，其运行速度等级则根据"控制压力"自动调定到"全速"、
"高速"、"中速"或"低速"，准备过程中是对整个系统进行一次串油使油 路畅通，这时的比例节流闽(比例节流阀6是常闭的)闭合度为固定值20%; 按下"系统调试"可进入系统调试界面，图6为可变喷嘴环截面涡轮增压 器用电液比例阀测试系统的VB编程软件搡作界面中的调试界面图，如图6 所示，左边为模拟量信号，显示的是各传感器的信号以及"比例阀控制输 出"即比例节流阀6的闭合度和"测试阀控制输出"即被测可变喷嘴环截 面涡轮增压器用电液比例阀16的输入电流信号，界面右边为数字量信号， 显示的是液压系统26中各元件的运行状态，"系统调试"通常不用，因为 系统会根据设定的温度和主操作界面右上角设定的"控制压力"自动调整 好各元件运行状态；当油液温度达到设定温度值时，电加热器24自动关闭， 油液加热控制方式是循环加热，利用电加热器24，通过控制加热时间对油箱 25加热，利用液压系统串油实现。电加热器24自动关闭后按下主界面右边 坐标区上标"空载特性"、"平均流量压力"或"动态阶跃"，接着系统自动 调节比例节流阀6的闭合度以达到"控制压力"， 一旦达到，系统自动开始 给被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀16加载电流信号进行测 试，并且在坐标区域显示相关的特性曲线，加载完之后，系统自动停止测 试。系统自动停止测试后，齿轮泵l还在运行，比例节流阀6回到20%的闭 合度，按下"保存至Excel"则数据被保存，测试完一次后，按下停止，则 整个液压系统26停止运行，接着可进行下一次的测试。
权利要求
1、一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统，是由液压系统、被测试装置、电控系统组成，其特征在于可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统是由通过比例节流阀调节被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀进油口压力的液压系统、带有涡轮增压器用电液比例阀的被测试装置和包括数据采集卡与工业一体化电脑组成的电控系统所构成；所述液压系统(26)由齿轮泵(1)，油箱(25)，安全阀(3)，过滤器(4)，单向阀(5)，比例节流阀(6)，三位四通电磁换向阀(8)，单向阀(9)，节流阀(10)，电磁换向阀(11)，单向阀(13)，电磁换向阀(14)，流量计(19)，电磁换向阀(20)，比例油缸(21)组成，它们的连接关系是齿轮泵(1)出口的主油路接过滤器(4)后与单向阀(5)进口相连，辅油路则接安全阀(3)后与油箱(25)相连；单向阀(5)出口的主油路与三位四通电磁换向阀(8)的进油口相连，辅油路则接比例节流阀(6)后与油箱(25)相连；三位四通电磁换向阀(8)工作出口一端接比例油缸(21)的进口端同时并联电磁换向阀(11)再接主油路，工作出口另一端与单向阀(9)和节流阀(10)依次串接后与比例油缸(21)的出口端相连，比例油缸(21)的出口端接主油路，接着主油路上依次串接单向阀(13)和电磁换向阀(14)；电磁换向阀(14)出口主油路与控制涡轮增压器(27)的被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀(16)的进油口相连，被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀(16)的出油口接流量计(19)后与油箱(25)相连，辅油路接电磁换向阀(20)后与油箱(25)相连；所述传感器与液压系统的连接关系是油箱(25)上装有温度传感器(2)和电加热器(24)，按主油路运行方向，在三位四通电磁换向阀(8)前装有压力传感器(7)，单向阀(13)之前装有压力传感器(12)，在被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀(16)入口处装有压力传感器(23)，出口处装有温度传感器(22)，在被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀(16)控制的涡轮增压器(27)之后装有流量传感器(15)，涡轮增压器(27)上装有反馈至电控系统的角度传感器(18)。
2、 根据权利要求1所述的一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比 例阀测试系统，其特征在于该测试系统的被测可变喷嘴环截面涡轮增压 器用电液比例阀(16)安装在涡轮增压器(27)控制装置中，涡轮增压器(27)控制装置包括被测试闽控油缸(17)。
3、 根据权利要求1所述的一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比 例闽测试系统，其特征在于油液温度控制方式是串油循环加热。
全文摘要
本发明涉及一种可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀测试系统，是根据可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀工作特点而专门设计的测试系统，它是由通过比例节流阀调节被测可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀进油口压力的液压系统、带有涡轮增压器用电液比例阀的被测试装置和包括数据采集卡与工业一体化电脑的电控系统所构成。本发明采用机电一体化，智能化程度高；采用VB编程的人机交互软件，使性能曲线更直观，数据处理和保存更便捷；把实际涡轮增压器作为测试装置的一部分，匹配合理、结构简单，本发明使用方便、故障率低、工作效率高，能有效地模拟可变喷嘴环截面涡轮增压器用电液比例阀的实际工况。
文档编号G01M99/00GK101566530SQ20091003934
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者伟 夏, 屈盛官, 张宜华, 李元元, 李小强, 明 邵 申请人:华南理工大学