CN102588180A - 单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法，包括以下步骤：步骤一、获取凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差Δp′；步骤二、令单体泵上的电磁阀不上电，试验台驱动电机以设定的转速旋转，获取凸轮转角与油压的对应关系的油压曲线；步骤三、根据所述油压曲线获取最大油压点对应的凸轮转角θ₁；步骤四、根据所述相位差Δp′，在油压曲线上确定压缩上止点的相位θ₀，即θ₀＝Δp′+θ₁；步骤五、以油压曲线上的压缩上止点相位θ₀为基准，在单体泵试验台上进行电控单体泵燃油系统喷油特性标定。本发明无需利用相位传感器即可对发动机压缩上止点进行标定，该方法节约系统成本，简化电控单体泵燃油系统喷油特性标定过程。

Description

单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法

技术领域

本发明属于电控单体泵燃油系统的喷油特性标定技术领域，尤其涉及一种单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法。

背景技术

电控单体泵燃油系统对发动机改造较小，具有喷油量和喷油正时灵活可控的工作特性，能够实现超过200MPa的喷射压力，加上高压油管短且连接接头少，燃油系统管路发生泄漏的问题较高压共轨系统而言优势明显。另外，其系统性能可靠和寿命高。因此，电控单体泵燃油喷射系统在中、重型柴油机上得到较广泛的应用。

在装配到发动机上前，会首先利用单体泵试验台对电控单体泵燃油系统的喷油特性进行标定。而进行标定时，则首先应该在测得的油压曲线上找准凸轮轴所对应的发动机压缩上止点相位，以使得单体泵试验台凸轮轴与发动机凸轮轴同步，使凸轮轴运行在工作段。

准确地确定油压曲线上的发动机压缩上止点相位，对研究电控单体泵燃油系统工作过程、测量其喷油特性具有重要影响。燃油系统结构固定，一般通过改变喷油持续期、喷油提前角来调整喷油特性。喷油提前角、压缩上止点共同决定了喷油始点。喷油始点在凸轮升程的不同位置，喷油规律差异较大。

一台实际发动机装配好后，单体泵凸轮轴与发动机曲轴的安装位置就唯一确定，凸轮轴随曲轴以固定的速比和相位运动，发动机曲轴的上止点唯一对应凸轮上一确定位置。单体泵挺柱由基圆到凸轮上这一确定位置被顶起的升程就称之为预行程。实际，凸轮的预行程一定，即决定了发动机的压缩上止点。凸轮升程随凸轮转角的变化等于柱塞速度。凸轮旁边，凸轮轴的圆周表面加工有一个信号单齿。此信号单齿与凸轮轴上对应发动机压缩上止点的相位关系一定。其配合相位传感器，即可确定发动机压缩上止点在凸轮轴上的相位，进而实现喷油定时。

现有技术中一般采用相位传感器确定单体泵试验台上的发动机压缩上止点相位，本发明从节约系统成本，简化电控单体泵燃油系统喷油特性标定过程的角度出发，提出一种无需相位传感器实现单体泵试验台凸轮轴与发动机凸轮轴同步的方法，从而可进行喷油特性的标定。

发明内容

本发明的目的在于提出一种单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法。该方法能够在无需相位传感器的条件下仅根据油压来识别单体泵试验台上的发动机压缩上止点相位，从而完成发动机凸轮轴与单体泵试验台凸轮轴的同步，进而进行电控单体泵燃油系统喷油特性标定。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法，在该试验台上，驱动电机与单体泵上的凸轮相连，用于驱动凸轮的转动；该标定方法包括以下步骤：

步骤一、根据设计定型的凸轮型线，获取柱塞速度最大点相位θ′₁，根据凸轮预行程，确定发动机压缩上止点在凸轮轴上的相位θ′₀，进而获取凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差Δp′＝θ′₀-θ′₁；

步骤二、令单体泵上的电磁阀不上电，试验台驱动电机以设定的转速旋转，测量高压油管的油压，获取凸轮转角与油压的对应关系的曲线，记为油压曲线；

步骤三、根据所述油压曲线获取最大油压点对应的凸轮转角θ₁；

步骤四、根据所述相位差Δp′，在油压曲线上确定压缩上止点的相位θ₀，即θ₀＝Δp′+θ₁；

步骤五、以步骤四中获取的油压曲线上的压缩上止点相位θ₀为基准，通过设置喷油提前角、喷油持续期，在单体泵试验台上进行电控单体泵燃油系统喷油特性标定。

有益效果

本发明无需利用相位传感器即可对发动机压缩上止点进行标定，该方法节约系统成本，简化电控单体泵燃油系统喷油特性标定过程，获得经济与技术的双重效应。

附图说明

图1是单体泵试验台的组成示意图；

图2是本发明标定方法的流程图；

图3是凸轮升程曲线及柱塞速度曲线示意图；

图4是某一转速下，单体泵电磁阀没上电时，高压油管油压曲线示意图；

图5是某一转速下，单体泵电磁阀上电时，喷油提前角θ₂，喷油持续期Δp，高压油管油压曲线示意图。

1-单体泵试验平台；2-凸轮轴；3-单体泵座箱；4-数据采集与控制系统；5-高压油管；6-喷油器；7-油压传感器；8-单体泵；9-适配体；10-减振器；11-连轴器；12驱动电机飞轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明所用的一种单体泵试验台组成示意图。单体泵试验平台1上的驱动电机飞轮12通过连轴器11与单体泵8的凸轮轴2连接。为了减小整个轴系的振动，在连轴器11和凸轮轴2的连接处，连轴器11上加装了一个减振器10。凸轮轴2通过两个轴承装在单体泵座箱3里面，其中凸轮轴2的型线和预行程已经确定。单体泵8、挺柱装配在适配体9中，适配体9整体装配到单体泵座箱3上。喷油器6通过高压油管5连接到单体泵8出油口，其中高压油管5靠近单体泵8处安装有油压传感器7。单体泵控制信号、油压传感器信号等信号接入数据采集与控制系统4。通过采集的油压信号来进行发动机压缩上止点标定，进而进行单体泵喷油特性的标定。

利用图1所示的单体泵试验台进行单燃油系统喷油特性的标定，如图2所示，具体步骤为：

步骤一、图3是凸轮轴升程及柱塞速度示意图，凸轮型线设计定型后，柱塞速度曲线就确定，则可以根据柱塞速度曲线获取柱塞速度最大点相位，记为θ′₁。凸轮预行程确定后，发动机压缩上止点在凸轮轴上的相位即已确定，记为θ′₀。因此本步骤根据设定的凸轮型线，确定凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差Δp′＝θ′₀-θ′₁。

步骤二、令单体泵电磁阀不上电，即令单体泵处于不喷油状态，令试验台驱动电机以设定的转速v₁旋转，根据油压传感器测得高压油管的油压，获取凸轮转角与油压的对应关系的曲线，并记为油压曲线，如图4所示。

步骤三、根据步骤二试验条件下得到的油压曲线获取最大油压点对应的凸轮转角θ₁，且此相位随转速v₁的变化不变，此条件下的油压最高点对应的凸轮转角θ₁与凸轮型线上的柱塞速度最大点相位θ′₁相对应；以下对具体的对应关系进行说明：

1)步骤二油压曲线采用一个坐标系，而柱塞速度曲线采用另一个坐标系，则θ₁和θ′₁的值并不相等；但在物理相位上它们是同一个地方，即处于凸轮转角的同一个角度下。

2)通过多次试验验证，实质上应该是凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差θ′₀-θ′₁、和在油压曲线上压缩上止点相对最大油压点所对应凸轮转角的相位差θ₀-θ₁相等，即Δp′＝θ′₀-θ′₁＝θ₀-θ₁。

步骤四、根据凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差Δp′＝θ′₀-θ′₁，在油压曲线上确定压缩上止点的相位θ₀，即θ₀＝Δp′+θ₁。

步骤五、以步骤四中获取的油压曲线上的压缩上止点相位θ₀为基准，通过设置喷油提前角、喷油持续期，在单体泵试验台上进行电控单体泵燃油系统喷油特性标定。

例如，将驱动电机设为某一转速，单体泵电磁阀上电，喷油提前角设为θ₂，喷油持续期设为Δp。压缩上止点相位θ₀在油压曲线上找到后，即可确定喷油定时，使喷油相位在凸轮工作段内。根据压缩上止点相位θ₀、喷油提前角设θ₂，即可定位喷油始点。由喷油持续期为Δp，喷油终点即可确定为θ₂+Δp。图5为该条件下测得的油压曲线，发动机压缩上止点θ₀、喷油提前角θ₂如图所示。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种单体泵试验台上燃油系统喷油特性的标定方法，在该试验台上，驱动电机与单体泵上的凸轮相连，用于驱动凸轮的转动；其特征在于，该标定方法包括以下步骤：

步骤一、根据设计定型的凸轮型线，获取柱塞速度最大点相位θ′₁，根据凸轮预行程，确定发动机压缩上止点在凸轮轴上的相位θ′₀，进而获取凸轮轴上发动机压缩上止点相对柱塞速度最大点的相位差Δp′＝θ′₀-θ′₁；

步骤二、令单体泵上的电磁阀不上电，试验台驱动电机以设定的转速旋转，测量高压油管的油压，获取凸轮转角与油压的对应关系的曲线，记为油压曲线；

步骤三、根据所述油压曲线获取最大油压点对应的凸轮转角θ₁；

步骤四、根据所述相位差Δp′，在油压曲线上确定压缩上止点的相位θ₀，即θ₀＝Δp′+θ₁；

步骤五、以步骤四中获取的油压曲线上的压缩上止点相位θ₀为基准，通过设置喷油提前角、喷油持续期，在单体泵试验台上进行电控单体泵燃油系统喷油特性标定。

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