CN103018107A

CN103018107A - 一种高压油管疲劳试验方法及设备

Info

Publication number: CN103018107A
Application number: CN2012105262406A
Authority: CN
Inventors: 李云强; 马兴伟; 常会楷; 孙业晓
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN103018107B

Abstract

本发明公开了一种高压油管疲劳试验方法，包括以下步骤：1）将高压油管通过工装固定，其进油口连接高频脉冲动力源的出油口，出油口连接泄压装置的进油口；2）根据高压油管的实际承受油压、脉冲频率及强化考核系数，调节高频脉冲动力源的输入参数，使输出压力和脉冲频率满足考核要求；3）根据高压油管的设计要求、发动机整机的工况条件及整机耐久考核指标制定高压油管的疲劳寿命标准；4）如果高压油管考核寿命超过高压油管的疲劳寿命标准，则高压油管通过疲劳考核，否则视为不合格。该方法可以使被测高压油管在高压、高频、高幅的工况下完成疲劳寿命的考核。本发明还公开了一种高压油管疲劳试验设备。

Description

一种高压油管疲劳试验方法及设备

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是发动机高压油管疲劳试验方法。本发明还涉及高压油管疲劳试验设备。

背景技术

高压油管是发动机燃油系统的关键部件之一，为形状复杂的管型零件，负责将燃油泵输送来的高压、高频、高幅波动的燃油实时输送到喷油器，与燃油泵、喷油器等构成燃油系统，完成对发动机的燃油供给。

燃油喷入发动机气缸前需要很高的压力，才能实现较好的雾化、燃烧效果，燃油的压力通常是通过燃油泵实现的，目前机械燃油泵式柴油机的最大燃油压力通常在800～1500bar。

机械泵燃油系统的燃油压力会随着燃油泵转角的变化而变化，通常高压油管中的压力在一个压力脉冲内会从0bar升高到燃油最大压力之后再降至0bar，一秒钟内燃油压力波动的次数即为脉冲频率，其随着发动机转速的变化而变化，目前国内柴油机高压油管内燃油的脉冲频率通常为10～20Hz。

高压油管在工作过程中承受较为苛刻的工作条件，尤其是机械泵用高压油管，其要承受燃油的高频高压脉冲冲击，因此高压油管经常会出现疲劳裂纹问题，疲劳裂纹不但会直接引起发动机故障，由裂纹导致的燃油泄漏还会极易引起火灾甚至爆炸等严重后果。

目前，针对发动机高压油管的试验设备是高压油管静压力打压设备，即只能使高压油管维持在一定的高压（通常2500bar）下一段时间（通常60s）进行耐压考核，但静载荷试验不能代替疲劳试验，因此不能实现对高压油管的疲劳寿命考核。

因此，如何实现对高压油管疲劳寿命的考核，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种高压油管疲劳试验方法。该方法可以使被测高压油管在高压、高频、高幅的工况下完成疲劳寿命的考核。

本发明的第二目的是提供一种实施上述方法的高压油管疲劳试验设备。

为实现上述第一目的，本发明提供一种高压油管疲劳试验方法，包括以下步骤：

步骤1：将高压油管通过工装固定，其进油口连接高频脉冲动力源的出油口，出油口连接泄压装置的进油口；

步骤2：根据高压油管的实际承受油压、脉冲频率及强化考核系数，调节高频脉冲动力源的输入参数，使输出压力和脉冲频率满足考核要求；

步骤3：根据高压油管的设计要求、发动机整机的工况条件及整机耐久考核指标制定高压油管的疲劳寿命标准；

步骤4：如果高压油管考核寿命超过高压油管的疲劳寿命标准，则高压油管通过疲劳考核，否则视为不合格。

优选地，所述高频脉冲动力源的最大压力为1000~3000bar、压力波动范围为0~2000bar、脉冲频率为20~30Hz，所述泄压装置的开启压力为100~300bar。

为实现上述第二目的，本发明还提供一种高压油管疲劳试验设备，包括燃油箱、高频脉冲动力源、第一连接件、第二连接件和泄压装置；所述第一连接件的进油口连接所述高频脉冲动力源的出油口，所述第一连接件的出油口用于连接被测高压油管的进油口；所述第二连接件的进油口用于连接被测高压油管的出油口，所述第二连接件的出油口连接所述泄压装置的进油口；所述泄压装置的出油口返回至燃油箱。

优选地，所述泄压装置的出油口通过第三连接件与燃油箱连接。

优选地，所述燃油箱与高频脉冲动力源之间设有燃油滤清器。

优选地，所述高频脉冲动力源、泄压装置均设有进行降温的冷却装置。

优选地，所述高频脉冲动力源为单体泵及其控制系统。

优选地，所述高频脉冲动力源为气液增压泵及其控制系统。

优选地，所述高频脉冲动力源为共轨泵及其控制系统。

优选地，所述泄压装置为喷油器。

优选地，所述第一连接件、第二连接件和第三连接件为带有接头的连接管路。

高压油管管内燃油的高频、高压脉冲冲击所引起的油管疲劳裂纹是导致高压油管漏油的主要原因之一，本发明提供的高压油管疲劳试验方法采用高频脉冲动力源和泄压装置实现对发动机燃油系统的模拟，通过高频脉冲动力源提供足够高的燃油压力，通过控制动力源参数及泄压装置的开闭实现油压的高频、高幅波动，从而使被测高压油管在高压、高频、高幅的工况下完成疲劳寿命的考核，而且可以在高于发动机的实际燃油压力、脉冲频率及脉冲波幅的条件下实现对高压油管的强化、快速疲劳寿命考核。

本发明提供的高压油管疲劳试验设备用于实施上述试验方法。由于上述试验方法具有上述技术效果，该试验设备也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供高压油管疲劳试验方法的流程图；

图2为本发明所提供高压油管疲劳试验设备的一种具体实施方式的结构示意图。

图中：

1.单体泵 2.三相电机 3.变频器 4.控制器 5.喷油器 6.燃油箱7.燃油滤清器 8.第一连接件 9.第二连接件 10.第三连接件 11.被测高压油管

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供高压油管疲劳试验方法的流程图。

如图所示，本发明提供的高压油管疲劳试验方法，包括以下步骤：

步骤S1：将高压油管通过工装固定，其进油口连接高频脉冲动力源的出油口，出油口连接泄压装置的进油口；

步骤S2：根据高压油管的实际承受油压、脉冲频率及强化考核系数，调节高频脉冲动力源的输入参数，使输出压力和脉冲频率满足考核要求；

步骤S3：根据高压油管的设计要求、发动机整机的工况条件及整机耐久考核指标制定高压油管的疲劳寿命标准，通常取5×107；

步骤S4：如果高压油管考核寿命超过高压油管的疲劳寿命标准，则高压油管通过疲劳考核，否则视为不合格。

请参考图2，图2为本发明所提供高压油管疲劳试验设备的一种具体实施方式的结构示意图。

除了上述高压油管疲劳试验方法，本发明还提供一种高压油管疲劳试验设备，根据高压油管疲劳试验方法的要求，选择单体泵1作为压力源，采用三相电机2带动，三相电机2由变频器3及控制器4控制，泄压及循环系统由机械式喷油器5、燃油箱6、燃油滤清器7等组成，压力源和喷油器均设有进行降温的冷却装置（图中未示出），以最大限度的接近高压油管的实际工作状况。

为了能够实现对高压油管的强化考核，单体泵1能提供的最大压力为2000bar；脉冲频率由三相电机2的转速确定，通常取20~30Hz；燃油的脉冲压力幅由机械式喷油器5及单体泵1控制，单体泵1的压力波动范围为0~2000bar，喷油器5的开启压力通常在200bar左右。

第一连接件8和第二连接件9分别为连接单体泵1与被测高压油管11、被测高压油管11与喷油器5的管路（带接头），第三连接件10为连接喷油器5与燃油箱6的管路（带接头）。

其中，第一连接件8的进油口连接单体泵1的出油口，第一连接件8的出油口连接被测高压油管11的进油口；第二连接件9的进油口连接被测高压油管11的出油口，第二连接件9的出油口连接喷油器5的进油口；喷油器5的出油口连接第三连接件10的进油口，第三连接件10的出油口连接燃油箱6，燃油滤清器7设于燃油箱6与单体泵1之间。

当然，上述单体泵动力源可以采用气夜增压泵与共轨泵等其他可实现高频脉动供油的装置替代。

上述试验设备的工作过程如下：

将待测高压油管11固定安装在第一连接件8和第二连接件9之间，两端分别与连接单体泵1和喷油器5连通，单体泵1输出的高压、高频、高幅波动的燃油经过待测高压油管11后由喷油器5喷射到第三连接件10，之后流回燃油箱6中并进行冷却，燃油箱6中的燃油经燃油滤清器7过滤后被单体泵1吸入加压，之后再输入到待测高压油管11中，往复循环，直至高压油管考核完成。

本发明提供的高压油管疲劳试验方法及设备，采用单体泵等能够实现高频脉冲压力的设备作为压力源，利用电控系统及电机实现对压力源的控制，并采用机械喷油器等泄压设备实现对高压油管中燃油的循环流动，与发动机上高压油管所承受的燃油的脉冲冲击作用基本一致，即承受燃油的极高压力、高频冲击及高幅压力波动，能够模拟发动机的工作状态实现对高压油管的疲劳寿命考核，并且可以以更大的压力和频率（相对于发动机的真实压力和频率）实现对高压油管的强化疲劳寿命考核。

当然，上述高压油管疲劳试验设备仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，喷油器也可以采用其它泄压装置替代，或者将被测高压油管安装在高频振荡试验装置上，以实现对高压油管工作环境的更真实模拟等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

以上对本发明所提供的高压油管疲劳试验方法及设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种高压油管疲劳试验方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高压油管疲劳试验方法，其特征在于，所述高频脉冲动力源的最大压力为1000~3000bar、压力波动范围为0~2000bar、脉冲频率为20~30Hz，所述泄压装置的开启压力为100~300bar。

3.一种高压油管疲劳试验设备，其特征在于，包括燃油箱、高频脉冲动力源、第一连接件、第二连接件和泄压装置；所述第一连接件的进油口连接所述高频脉冲动力源的出油口，所述第一连接件的出油口用于连接被测高压油管的进油口；所述第二连接件的进油口用于连接被测高压油管的出油口，所述第二连接件的出油口连接所述泄压装置的进油口；所述泄压装置的出油口返回至燃油箱。

4.根据权利要求3所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述泄压装置的出油口通过第三连接件与燃油箱连接。

5.根据权利要求4所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述燃油箱与高频脉冲动力源之间设有燃油滤清器。

6.根据权利要求5所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述高频脉冲动力源、泄压装置均设有进行降温的冷却装置。

7.根据权利要求3至6任一项所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述高频脉冲动力源为单体泵及其控制系统。

8.根据权利要求3至6任一项所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述高频脉冲动力源为气液增压泵及其控制系统。

9.根据权利要求3至6任一项所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述高频脉冲动力源为共轨泵及其控制系统。

10.根据权利要求3至6任一项所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述泄压装置为喷油器。

11.根据权利要求4至6任一项所述的高压油管疲劳试验设备，其特征在于，所述第一连接件、第二连接件和第三连接件为带有接头的连接管路。