一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，包括气路系统、油路系统、电控系统，所述气路系统与油路系统连接，电控系统用于控制气路系统、油路系统，所述气路系统包括气源、空气组合单元一、空气组合单元二、电气比例阀、储气罐、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四，所述油路系统包括VVT驱动器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、OCV阀、压力传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、流量计一、流量计二、压力表、发动机机油过滤器、压力密闭油箱、液压单向阀、油泵、磁性过滤器、回油箱，本发明解决了OCV、VVT性能分析测试设备准确控制油温和油压的关键问题。
【专利说明】一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机监测装置，具体涉及一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备。
【背景技术】
[0002]目前，汽车发动机装车OCV、VVT性能分析测试设备在测试过程的油压和温度的控制非常关键，具有很大的难度，因为机油的流量与机油压力和粘度关联，机油的粘度与油温关联。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，解决了 0CV、VVT性能分析测试设备准确控制油温和油压的关键问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明有如下技术方案:
[0005]本发明的一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，包括气路系统、油路系统、电控系统，所述气路系统与油路系统连接，电控系统用于控制气路系统、油路系统，所述气路系统包括气源、空气组合单元一、空气组合单元二、电气比例阀、储气罐、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四，所述气源通过单向阀一与储气罐连接，储气罐与空气组合单元一连接，空气组合单元一与电气比例阀连接，电气比例阀通过单向阀二与空气组合单元二连接，空气组合单元二与单向阀三连接，单向阀三与单向阀四连接，单向阀四与电气比例阀连接，所述油路系统包括WT驱动器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、OCV阀、压力传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、流量计一、流量计二、压力表、发动机机油过滤器、压力密闭油箱、液压单向阀、油泵、磁性过滤器、回油箱，所述WT驱动器分别与电磁阀一、电磁阀二连接，电磁阀三与电磁阀一、电磁阀二连接，OCV阀分别与电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、压力传感器、温度传感器一连接，压力传感器分别与电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六连接，电磁阀四与流量计一连接，电磁阀五与流量计二连接，电磁阀六与压力表连接，压力表与发动机机油过滤器连接，发动机机油过滤器与压力密闭油箱连接，压力密闭油箱与油泵连接，油泵与磁性过滤器连接，磁性过滤器与回油箱连接，回油箱通过电磁阀七与压力密闭油箱连接。
[0006]其中，所述电控系统包括工控机、高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU，工控机分别通过RS232接口与高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU连接，PWM电源与OCV阀连接。
[0007]本发明的优点在于:
[0008]I)本发明能实现宽压力、高精度、高响应的发动机油控制。
[0009]2)本发明的OCV电源，进行模拟OCV在发动机工作状况，使输出电源电压范围达
10.5-16VDC ；电源输出占空比信号，达到0-99 %范围，其最小值在I % ；电源输出频率范围达到10-300HZ，最小值在1HZ。[0010]3)本发明能实现OCV阀动作的运动仿真；同时能实现OCV、VVT连续测试，在线供油，可达到功能试验中实时记录并绘制出相应曲线，系统性能稳定、可靠，测量结果误差小。
[0011]4)本发明OCV循环耐久试验次数为100万次，试验次数误差在< 100次。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的系统结构示意图；
[0013]图2为本发明的电控系统方框示意图。
[0014]图中:1气源、2单向阀一、3储气罐、4空气组合单元一、5电气比例阀、6单向阀二、7空气组合单元二、8单向阀三、9单向阀四；10VVT驱动器、11电磁阀一、12电磁阀二、13电磁阀三、140CV阀、15回油口、16油入口、17压力传感器、18温度传感器一、19电磁阀四、20流量计一、21流量计二、22电磁阀六、23压力表、24发动机机油过滤器、25压力密闭油箱、26液位计一、27温度传感器二、28电加热装置一、29液压单向阀、30电磁阀七、31油泵、32磁性过滤器、33回油箱、34电加热装置二、35温度传感器三、36液位计二、37电磁阀五。
【具体实施方式】
[0015]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0016]参见图1?2，本发明的一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，由气路系统、油路系统、电控系统组成，所述气路系统与油路系统连接，电控系统用于控制气路系统、油路系统，所述气路系统由气源、空气组合单元一、空气组合单元二、电气比例阀、储气罐、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四组成，所述气源通过单向阀一与储气罐连接，储气罐与空气组合单元一连接，空气组合单元一与电气比例阀连接，电气比例阀通过单向阀二与空气组合单元二连接，空气组合单元二与单向阀三连接，单向阀三与单向阀四连接，单向阀四与电气比例阀连接，所述油路系统由WT驱动器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、OCV阀、压力传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、流量计一、流量计二、压力表、发动机机油过滤器、压力密闭油箱、液压单向阀、油泵、磁性过滤器、回油箱组成，所述VVT驱动器分别与电磁阀一、电磁阀二连接，电磁阀三与电磁阀一、电磁阀二连接，OCV阀分别与电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、压力传感器、温度传感器一连接，压力传感器分别与电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六连接，电磁阀四与流量计一连接，电磁阀五与流量计二连接，电磁阀六与压力表连接，压力表与发动机机油过滤器连接，发动机机油过滤器与压力密闭油箱连接，压力密闭油箱与油泵连接，油泵与磁性过滤器连接，磁性过滤器与回油箱连接，回油箱通过电磁阀七与压力密闭油箱连接。
[0017]所述电控系统由工控机、高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU组成，工控机分别通过RS232接口与高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU连接，PWM电源与OCV阀连接。所述高速采集卡采用PC1-1712板卡，所述高速采集卡分别与汽车发动机上的角度传感器、电流传感器、力传感器、位移传感器、流量传感器、振动传感器连接，所述PCL用于控制开关量输入信号、开关量输出信号、温度信号、压力信号连接。
[0018]VVT(Variable Valve Timing)可变气门正时系统。该系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，以提高充气效率，增加发动机功率。[0019]ocv 开路电压(Open Circuit Voltage)。
[0020]ocv阀是汽车上用的一种阀，控制发动机的进气门的低压机油控制阀，采用可变气门正时系统(VVT)的发动机。
[0021]VVT电磁阀是可变气门正时电磁阀的意思，在目前很多发动机上都有。
[0022]本发明的工作原理是利用气体在低压力时，具有高精度的控制功能以及响应速度非常快的特点，通过采用油路系统回流原理、气路系统高稳定性控制油分离原理、电控系统拥有高速采集卡中断处理响应迅速等原理，来实现了对汽车发动机的的ocv、VVT机油控制阀的油温和油压的性能测试分析，具有高精度、零能耗、高仿真分析、高可靠性等优点。
[0023]I)气路系统控制油分离原理
[0024]利用气体在低压力易高精度的控制，同时响应非常快的特点，实现了控制气体的压力来实现控制油的压力。测试工件的入口端安装压力传感器，压力传感检测油的压力与电气比例阀来形成闭环控制来控制气体的压力来实现油压的稳定，当供油系统在向压力密闭油箱加油和由于电加热器加热时造成压力密闭油箱内压力上升，电气比例阀会自动实现恒定的压力控制。气路系统加有单向阀是防止压力密闭油箱的有油雾的气体通过空气组合单元进行油气的分离作用。
[0025]2)油路系统回流原理
[0026]由于机油是测试设备的测试主要介质，采用油路回流原理，将机油通过油泵从回油箱送入到压力密闭油箱，当供油到达高位后自动停止供油，油泵与压力密闭油箱之间连接有单向阀，防止压力密闭油箱的油通过泵压压回压力密闭油箱。为解决有不干净机油卡死OCV阀体的问题，我们采用在压力密闭油箱出口安装有磁性过滤器。
[0027]3)电控系统
[0028]高速采集卡选用PC1-1712L板卡，采集速度快、并具有中断触发处理功能，通过高速采集卡配合软件能测试电磁阀的响应时间(采集数据的时间能达到微秒级)；工控机机主要进行参数的设置和数据的处理保存，最终控制的执行通过PLC来实现，PLC通过PLC采集模块采集的数据进行处理运送判断执行响应的动作。PLC与计算机的数据状态交换是通过RS232来实现；传感器的信号根据不同的用途分别接在工控机上和PLC采集模块上进行数据的处理；油的加热是通过PLC用占空比方式控制固体继电器来实现加热；
[0029]本发明OCV、VVT性能分析测试设备恒压油实现过程:
[0030]由于OCV、VVT的供油压力比较低，一般供油压力50KPa—600KPa可调(油压控制精度±lKPa)。传统方式为用油泵提升油的压力通过液压比例阀来实现，控制精度非常差、压力波动大、能源浪费大；其传统方式根本无法满足OCV、VVT性能测试要求，而气体在低压力作用下具有高精度控制和响应非常快的特点。
[0031]本发明系统恒压力实现过程:采用压力密闭油箱是一个低压力油罐，气压是通过电气比例阀来实现，OCV的入口处安装高精度压力传感器，压力传感器与电气比例阀形成全闭环控制，电气比例阀的压力输出的是通过采集到的OCV的入口油压进入PLC进行运算处理后来控制，OCV的入口油压控制精度高，响应快，当压力密闭油箱内的油到低液位后，系统自动启动油泵向压力密闭油箱送油，随着液位的上升此时压力密闭油箱的气压会上升，当压力密闭油箱内压力升高后会造成OCV的入口油压升高，由于系统为全闭环控制，PLC进行运算处理后来控制比例阀的输出信号会变小，电气比例阀会自动把压力密闭油箱内增加的气压释放掉，压力会自动稳定到设定温度。当液位上升到设定液位后供油泵自动停泵，压力密闭油箱油液位随测试时间推移会下降，气压力也会下降，当气压下降后，电气比例阀会自动补充气压，使OCV的入口油压保持在设定范围。
[0032]本发明OCV、VVT性能分析测试设备恒温油实现过程:
[0033]由于供油系统为循环系统，整个管路系统做了保温处理，油的温度控制非常好控制，控制方式采用串级闭环控制方式，将机油做完测试后用油路回流原理使油流到回油箱，在回油箱进行预加热，使温度保持在设定温度，机油通过油泵送到压力密闭油箱后，机油的温度在压力密闭油箱和管路上的电加热方式，采用串级闭环控制方式精准控制入OCV阀的油温在设定温度，这种方式控制油温效果好，控制精度高(油温控制精度±0.3。
[0034]本发明OCV、VVT性能分析测试设备OCV阀测试过程
[0035]I)、OCV阀响应时间测试过程
[0036]A、测试条件:
【权利要求】
1.一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，包括气路系统、油路系统、电控系统，所述气路系统与油路系统连接，电控系统用于控制气路系统、油路系统，其特征在于:所述气路系统包括气源、空气组合单元一、空气组合单元二、电气比例阀、储气罐、单向阀一、单向阀二、单向阀三、单向阀四，所述气源通过单向阀一与储气罐连接，储气罐与空气组合单元一连接，空气组合单元一与电气比例阀连接，电气比例阀通过单向阀二与空气组合单元二连接，空气组合单元二与单向阀三连接，单向阀三与单向阀四连接，单向阀四与电气比例阀连接，所述油路系统包括VVT驱动器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六、电磁阀七、OCV阀、压力传感器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三、流量计一、流量计二、压力表、发动机机油过滤器、压力密闭油箱、液压单向阀、油泵、磁性过滤器、回油箱，所述WT驱动器分别与电磁阀一、电磁阀二连接，电磁阀三与电磁阀一、电磁阀二连接，OCV阀分别与电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、压力传感器、温度传感器一连接，压力传感器分别与电磁阀四、电磁阀五、电磁阀六连接，电磁阀四与流量计一连接，电磁阀五与流量计二连接，电磁阀六与压力表连接，压力表与发动机机油过滤器连接，发动机机油过滤器与压力密闭油箱连接，压力密闭油箱与油泵连接，油泵与磁性过滤器连接，磁性过滤器与回油箱连接，回油箱通过电磁阀七与压力密闭油箱连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车发动机装车性能监测分析设备，其特征在于:所述电控系统包括工控机、高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU，工控机分别通过RS232接口与高速采集卡、PLC、PWM电源、打印机、CPU连接，PWM电源与OCV阀连接。
【文档编号】G01M15/00GK103808514SQ201410070063
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】涂兆伟 申请人:重庆爱特佳自动化控制有限公司