CN101710026A - 一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，用于检测汽车汽油发动机可变气门正时在不同工作条件下的性能参数，包括试验工作台、液压部分和控制部分，液压部分与试验工作台管路连接，控制部分与试验工作台和液压部分线路连接，所述的试验工作台包括机架，被测试件设置在机架上，机架上还设置有驱动电机和传动轴，在驱动电机输出轴与传动轴之间设有扭矩传感器，传动轴与被测试件传动连接，驱动电机带动传动轴转动以实现被测试件的转动。本发明可按照试验要求对汽油发动机可变气门正时综合性能进行自动化测试，通过优化系统结构及合理选用元器件，保证测试及控制的精度，并能按照预定测试方案，实现测试过程的完全自动化。
Description
技术领域
本发明涉及汽油发动机技术领域，尤其是一种用于检测汽车汽油发动机可变气门正时(VVT)在不同工作条件下的性能参数的试验装置。
背景技术
目前国内汽车行业对于汽油发动机可变气门正时(VVT)方面的研究一直未取得较大的进步，主要是由于在关键零部件性能要求及测试理论与方法方面，尤其是在极限条件附近的性能及模拟极限工作环境方面一直未有较大突破，对于汽油发动机可变气门正时(VVT)组成部件可变液压叶片轮、OCV阀性能测试研究主要基于理论方面，而对于高速、高温及强扭矩力条件下的汽油发动机可变气门正时(VVT)性能参数的测试难度较大，尤其是测试控制精度及测试的重复性方面很难全面保证，另外由于检测参数较多，存在着测试过程复杂，自动化程度不高，操作人员劳动量较大，手动检测操作的准确度较低等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其可按照试验要求对汽车汽油发动机可变气门正时(VVT)的综合性能进行自动化测试，并且通过优化系统结构及合理选用元器件，保证测试及控制的精度和重复性，并能按照预定测试方案，实现测试过程的完全自动化。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，用于检测汽车汽油发动机可变气门正时在不同工作条件下的性能参数，包括试验工作台、液压部分和控制部分，液压部分与试验工作台管路连接，控制部分与试验工作台和液压部分线路连接，所述的试验工作台包括机架，被测试件设置在机架上，机架上还设置有驱动电机和传动轴，在驱动电机输出轴与传动轴之间设有扭矩传感器，传动轴与被测试件传动连接，驱动电机带动传动轴转动以实现被测试件的转动。
为减少被测试件所产生的冲击振动对试验数据产生的影响，所述的传动轴与被测试件通过链条传动连接。
为求安装牢固，连接可靠，所述的驱动电机通过电机座固定在机架上，传动轴通过轴承支座固定在电机座上，驱动电机的输出轴与扭矩传感器相连接，扭矩传感器与传动轴相连接。
进一步地，为了更好地控制被测试件的工作速度，所述的驱动电机线连接设在控制部分的变频器，驱动电机的尾端还连接有旋转编码器，传动轴与扭矩传感器的相连接端上套装有轴编码器，由此实现对被测试件工作速度的双闭环控制。
为实现对被测试件的油量、油温和油压的控制和调节，所述的液压部分与被测试件管路连接，液压部分包括主油箱、设于主油箱内的加热器、与主油箱管路连接的温度传感器、压力传感器以及用于调节压力的比例溢流阀。
为求高温条件下的实验稳定，设于主油箱内的加热器具有可检测加热器自身表面温度的传感器，用以控制加热器表面温度，与主油箱连接的温度传感器，用于测试液压油的温度，由此实现对液压油温的双闭环控制。
本发明的有益效果是：本发明采用了机电液相结合的方式，来实现对汽车用汽油发动机可变气门正时(VVT)的性能测试，可以检测汽油发动机可变气门正时(VVT)在不同温度、不同转速、不同扭矩以及不同负载压力下的诸如初始相位角、OCV动作后相位角、OCV控制PMW调制占空比与相位角动作的关系曲线等主要性能参数，测试精度高，并能按预定的测试方案，实现测试过程的完全自动化。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的液压部分原理图。
图3是本发明的控制部分原理框图。
图4是本发明测试过程的工作流程示意图。
图中1.液压部分 2.控制部分 3.机架 4.被测试件 5.驱动电机6.传动轴 7.扭矩传感器 8.链条 9.电机座 10.轴承支座 11.轴编码器12.防振地垫 13.主油箱 14.加热器 15.温度传感器 16.压力传感器17.比例溢流阀 18.主油泵 19.过滤器 20.压力表 21.上、下液位继电器22.副油箱 23.副油泵
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，用于检测汽车汽油发动机可变气门正时(VVT)在不同工作条件下的性能参数，包括试验工作台、液压部分1和控制部分2，液压部分1与试验工作台管路连接，控制部分2与试验工作台和液压部分1线路连接。
本试验装置的实体部分试验工作台包括机架3，被测试件4(即VVT)设置在机架3的上部，机架3下部通过电机座9固定有驱动电机5，该驱动电机5线路连接设在控制部分的变频器，同时驱动电机5尾端还连接有旋转编码器，驱动电机5、旋转编码器和变频器构成了电机矢量控制系统，旋转编码器检测到的驱动电机5的转速直接反馈到变频器，与测试所需的转速比较后以调整输出频率，实现对驱动电机5转速高精度、高动态响应控制，也就实现了对被测试件4工作速度的双闭环控制；在电机座9上通过轴承支座10固定有传动轴6，在驱动电机5输出轴与传动轴6之间设有扭矩传感器7，传动轴6与扭矩传感器7的相连接端上套装有高精度、高分辨率的轴编码器11，为减少被测试件4所产生的冲击振动对试验数据产生的影响，传动轴6与被测试件4通过链条8等速传动连接，驱动电机5带动传动轴6转动以实现被测试件4的转动，这样传动轴6的转速也即是被测试件4的实际工作转速，通过与传动轴6连接的扭矩传感器7，就能测试出被测试件4工作状态时的扭矩及实际工作转速，机架3与安装地面之间设置有防振地垫12，可避免刚性接触带来的振动。
为实现对被测试件的油量、油温和油压的控制和调节，被测试件4与液压部分1管路连接。
如图2所示的是本发明的液压部分1原理图，被测试件4输入的液压油由主油泵18从主油箱13中抽出，经高密度的过滤器19过滤，保证无杂质进入液压系统，损坏精密元器件，输入被测试件4的液压油的温度及压力由温度传感器15及压力传感器16检测并送入控制部分2的计算机控制系统，同时有压力表20直接数值显示，便于自动测试过程中操作人员观察。高精度的比例溢流阀17根据压力传感器16的数值动态调节被测试件4的负载压力，比例溢流阀17的控制由计算机控制系统的PLC输出电流信号通过阀体控制器实现；主油箱13的箱体外表面有液位指示标识，同时设有上、下液位继电器21，低于或者高于设定液位即输出报警信号；设于主油箱13内的加热器14具有可检测加热器14自身表面温度的传感器，用以控制加热器14表面温度，实时监测其表面温度，防止表面温度超过试验用油的燃点后油变质，与主油箱13连接的温度传感器15，用于测试液压油的温度，通过与设定温度对比，由控制部分2的PLC输出电流信号控制智能晶闸管实现对实验油温的双闭环控制；试验完后的液压回油进入副油箱22，副油箱22有上、下液位继电器21，当副油箱22内油位超过设定油位时，由PLC输出开关量信号，启动副油泵23将液压油抽入主油箱13，当副油箱22液压油液位低于设定值后副油泵23停止。
如图3所示的是本发明的控制部分2原理框图，箭头代表了信号传输的方向，同一虚线框内代表了同一类型的信号或相同控制方式的单元，计算机控制系统有人机交换接口、性能检测程序和智能通讯卡，性能检测程序包含各类子程序，负责试验过程的智能控制与试验数据的预处理及记录，通讯模块与PLC通讯模块相连接，起信号传输的作用，计算机控制系统有市电供电和不间断电源，以保证系统掉电后人际交换通畅。根据程序设定，被测试件4在不同的温度条件下有不同的负载档位，在不同负载下有不同的转速，以逻辑顺序完成相应的控制，PLC模拟量输出模块根据设定的温度以及模拟量输入模块检测到的加热器14表面温度，输出相应的电流信号，通过智能晶闸管控制加热器14工作，并当温度到达设定值后，由PLC模拟量输出模块输出电流信号通过溢流阀控制器控制比例溢流阀17，以达到设定的某一负载压力，然后PLC通过变频器控制驱动电机5，通过驱动电机5带动被测试件4运转工作，驱动电机5的转速按照从小到大依次实现，到达某一设定值后，程序综合检测所有控制参数，符合设定条件后记录所有参数，其中检测的模拟量信号有被测试件4的工作压力、进口压力、主油箱13温度、管路温度以及加热器14表面温度；高速计数模块检测的脉冲信号有被测试件4的输出流量、渗漏流量、扭矩传感器7检测的工作扭矩信号以及工作速度信号；PLC检测的开关量信号主要有主油箱13和副油箱22的上、下液位继电器21、吸油口过滤器19滤网堵塞报警信号以及安全压力阀信号等；PLC输出的开关量控制信号主要有检测到副油箱22油位过限后启动或停止副油泵23，各种信号过限后的积极保护以及声光报警信号。
图4是发明测试过程的主要工作流程示意图。在试验项目设定方面主要包括温度设定、负载压力设定及被测试件4转速的设定，每个控制量参数按照从小到大依次达到，并且依次按照温度、负载压力、电机转速的顺序控制相应的执行单元，条件满足后记录各类参数，并适时检测系统的运行状态，直到控制状态达到设定的最高温度条件下最大负载压力及被测试件4最高转速，记录下所有的参数，完成测试工作，并声光报警提示。
本发明所述的试验装置进行自动化测试的工作流程为：
1、实验人员安装好被测试件4(VVT)，检查并试运行试验装置；
2、打开程序逐次设定测试环境，如不同的温度、不同的电机转速以及不同的负载压力等。
3、完成设定，驱动电机5上电，先运行被测试件4(VVT)零位自动标定程序，标定被测试件4(VVT)的初始相位。
4、开始测试，整个测试过程项目多，自动测试遵循从低温到高温，从低速到高速，负载压力从低压到高压的逻辑顺序逐级自动进行。
5、项目测试完成，输出声光信号提示，并智能掉电保护。
6、取出数据分析，手动掉电，完成测试，卸载被测试件4。
以上述依据发明的实施方式为启示，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，包括试验工作台、液压部分(1)和控制部分(2)，液压部分(1)与试验工作台管路连接，控制部分(2)分别与试验工作台和液压部分(1)线路连接，其特征是：所述的试验工作台包括机架(3)，被测试件(4)设置在机架(3)上，机架(3)上还设置有驱动电机(5)和传动轴(6)，在驱动电机(5)输出轴与传动轴(6)之间设有扭矩传感器(7)，传动轴(6)与被测试件(4)传动连接，驱动电机(5)带动传动轴(6)转动以实现被测试件(4)的转动。
2.根据权利要求1所述的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其特征是：所述的传动轴(6)与被测试件(4)通过链条(8)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其特征是：所述的驱动电机(5)通过电机座(9)固定在机架(3)上，传动轴(6)通过轴承支座(10)固定在电机座(9)上，驱动电机(5)的输出轴与扭矩传感器(7)相连接，扭矩传感器(7)与传动轴(6)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其特征是：所述的驱动电机(5)线路连接设在控制部分(2)的变频器，驱动电机(5)的尾端还连接有旋转编码器，传动轴(6)与扭矩传感器(7)的相连接端上套装有轴编码器(11)。
5.根据权利要求1所述的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其特征是：所述的液压部分(1)与被测试件(4)管路连接，液压部分(1)包括主油箱(13)、设于主油箱(13)内的加热器(14)、与主油箱(13)管路连接的温度传感器(15)、压力传感器(16)以及用于调节压力的比例溢流阀(17)。
6.根据权利要求5所述的一种汽油发动机可变气门正时性能试验装置，其特征是：所述的加热器(14)具有可检测自身表面温度的传感器。
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| CN101710026B (zh) | 2011-05-04 |
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