CN1030212C - 柴油机燃油喷射压力波测试仪 - Google Patents

Abstract

一种柴油机燃油喷射压力波测试仪，它包括便携式计算机、传感器、放大器、接口电路、充电电源，其特征在于压力传感器采用石英晶体作敏感元件，利用卡具将两只输出极性相同的传感器，对称地夹在被测油管壁上；转速传感器采用单头反射式，用定向反射，通过光电传感器接收、传感器输出的信号通过接口电路进入计算机输出压力波形与故障标准波谱进行比较从中分析出喷油系统的故障和缺陷。该仪器体积小、重量轻、携带方便、操作简单、自备电源、磁带记录、波形打印、液晶显示。

Description

本发明涉及一种柴油机参数测量仪，特别适用于内燃机车燃油喷射压力波的测试。

目前国内外在内燃机车燃油系统的检测中只局限于在高压油管上安装传感器来测量，这种方法在测量时必须停机将高压油管拆下，换上带有传感器的高压油管来进行，这样即麻烦又费工时。而且因为不可避免改装了原管路，势必引起管内动态参数的改变，影响测试的真实性，得不到推广使用。

本发明的目的在于克服现有上述测试技术的缺点，提供一种外卡便携式柴油机燃油喷射压力波测试仪，不拆卸柴油机任何部件，将传感器卡在高压油管上就能测出管内的压力波的变化。

本发明的技术方案是这样实现的：一种外卡便携式柴油机燃油喷射压力波测试仪包括便携式计算机、传感器、放大器、接口电路、充电电源，其特殊之处在于压力传感器采用石英晶体作敏感元件，利用卡具将两只输出极性相同的传感器，对称地夹在被测管壁上;转速传感器采用单头反射式，用定向反射纸贴在柴油机输出轴上，反光通过光电传感器接收;两传感器的输出信号通过接口电路及计算机的快速采样，迅速地显示或打印出柴油机各缸的压力与曲轴转角相对应的波谱。方案中的卡具预紧力可调，是通过棘轮与调节弹簧的刚度来实现的。

本发明与现有技术相比在于具有固定可调的预紧力和克服振动干扰，保证测量精度，不拆卸任何部件的情况下，使用方便、操作简单，很少维修、测试速度快的优点。

现结合附图详细描述本发明最佳实施例。

图1为柴油机燃油喷射压力波测试仪的组成结构框图;

图2为压力传感器的卡具结构示意图;

图3为压力传感器的卡具A-A剖面图;

图4为转速测量方框图;

图5为典型故障标准图谱;

a、正常喷射，

b、喷油提前，

c、喷油滞后，

d、喷油咀雾化不良，

e、针阀升程过小，

f、喷油泵柱塞偶件密封不好，

g、喷油泵柱塞偶件密封差，出油阀密封不好，

h、雾花不稳多次喷射，

i、二次喷射，

j、滴油、二次喷射，

k、多次喷射，

l、喷油咀堵塞。

柴油机燃油喷射压力波测试仪，如图1所示，它由卡具和压力传感器1、电荷放大器2、定向反射纸3、光电传感器4、由加法器和放大器组成的信号变换器5、A/D转换器6、计算机7所组成。

计算机采用HX-20便携式计算机，它是一种功能较强的计算机，它采用两个6301八位CPU作中央处理器，可扩充至64K 内存，该机采用标准键盘，把主机、液晶显示屏、打印机和外部贮存装置等构成一个整体，具有系统扩展灵活、价格便宜、体积小、便于携带等优点。

电荷放大器是一种输出电压与输入电荷量成正比的低功耗运算放大器，该放大器具有低通滤波功能，可以滤除高频干扰信号，保留有用信号。

接口电路部分包括转速信号的整形、两压力信号叠加的加法器、低功耗运算放大器、A/D转换部分、自校电路及电源变换电路。

高压油管压力的传感器如图2、3所示，图中：8为卡具帽，9为传感器，10为卡具体，11为高压油管，12为棘轮，13为棘轮体，14为调整螺钉，15为弹簧，16为棘爪。传感器采用石英晶体作敏感元件，利用特制的卡具10将两只输出极性相同的传感器9，可靠地、对称地夹持在被测高压油管11的管壁上。管壁在动态油压力作用下，使管壁产生径向变形（位移），由管壁11传给传感器9的膜片，此力作用于石英晶体片，使之产生压电效应，晶片表面使集聚与压力成比的电荷，经电荷放大器，再将两个输出的电压信号叠加，就换成计算机能接收的信号，在卡具10的棘轮体13内装有可调预紧力的调节机构，它由棘轮12，调整螺钉14、弹簧15、棘爪16所组成，用调整螺钉14改变了弹簧的刚度，通过棘轮12、棘爪16调整卡具的夹紧力。

转速传感器用于对柴油机曲轴转角的测量它采用光电转速传感器如图4所示该传感器采用了单头反射式，使用时无须与被测物接触，用定向反射纸A贴在柴油机的输出轴上，反光通过光电传感器接收，当被测点由反光面到无反光面时，光敏管则随时受到反射光强弱的影响 而产生相应变化的电讯号，通过电压放大、整形、输出矩形脉冲信号。

计算机根据测速指令，将光电传感器输出的相邻矩形脉冲用计算机的采样周期进行计数，将计数的结果进行下列计算就得出柴油机的转速N：

N＝ (1×60)/(n×t)

式中N：为柴油机转速，转/分。

n：为计算机所记脉冲数。

t：为计算机的采样周期，常数。

曲轴转角分度的目的是为了将柴油机转一转分成360等分，也就是360度。计算机根据转速N计算出分度的采样周期，并在每一个采样周期内测试一个压力数据，以此测出柴油机在每一度曲轴转角中压力的变化值。我们是将光标贴在柴油机第1缸的上止点处，通过计算机的软件编程，就可以计算出各缸的上止点位置。并以此测出柴油机的转速以及该转速下的连续760个采样周期所测的压力数值，通过计算机处理，就可以得到我们所需要的压力波曲线，并把计算机打印出的高压油管中压力波随曲轴转角变化图谱与故障标准波谱如图5所示进行比较，从中分析出喷油系统的故障和缺陷。

该测试仪的工作过程是：通过光电传感器4将柴油机输出轴上定向反射纸3传递的转速信号，通过A/D板6和计算机7的程序进行测量、分度。同时卡具和压力传感器1将高压油管中的压力引起管壁的变形通过电荷放大器2，信号变换部分5、进入A/D板6同时测量。 经计算机7及软件处理给出压力变化波形与轴转角相对应的波谱。与标准故障图谱比较、判断，就可以准确地识别出燃油喷射系统的各种故障和缺陷。本仪器具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单、自备电源、磁带记录、波形打印、液晶显示等特点，是较理想的外卡式内燃机车燃油故障诊断仪器，系统中主机还可单独用于教学等其它方面。

主要技术参数

1、测试高压油管内最高压力：125MPa

2、高压油管外径尺寸：φ10mm

3、最大输出电压：5V

4、测试机车型号：东风4型、东风2型

5、测量转速范围：500转/分-1100转/分

6、增益：0db、20db、40db

7、低通滤波器：30HZ、100HZ、300HZ、1KHZ

8、噪声：仪器最大输出噪声＜2.5mV

9、外型尺寸：300×250×130

10、重量：12.5Kg（包括电池重量）

11、电源：直流，仪器8节1.2V、4Ah充电电池，计算机6V充电电池。

Claims (2)

1、一种柴油机燃油喷射压力波测试仪，包括便携式计算机，外卡式压力传感器，光电传感器，放大接口电路，充电电源，其特征在于外卡式压力传感器采用石英晶体作敏感元件，利用特制的卡具将两只输出极性相同的传感器，通过转动卡具的棘轮体，保证传感器对称地夹在被测油管壁之间得到固定的夹紧力，用来测量管内压力的变化；光电传感器一只，采用单头反射式，接收由柴油机的输出轴上贴有定向反射纸的反射光，用来测量柴油机的转速和进行转角分度；高压油管内喷射过程中压力的变化引起管外壁的径向变形，经外卡式压力传感器，放大接口电路，转换成计算机能接收的电压信号，计算机通过接收光电传感器的信号发出控制指令，进行快速采样，并处理、显示、打印出高压油管中柴油机燃油喷射压力变化与曲轴转角相对应的波谱；便携式计算机、传感器、放大接口电路由充电电源供电。

2、根据权利要求1所述的柴油机燃油喷射压力波测试仪，其特征在于特制的卡具，该卡具通过转动棘轮体使传感器与被测管壁之间得到固定的夹紧力;它由棘轮、调整螺钉、弹簧、棘爪所组成，棘轮的圆周方向由四个棘爪卡住棘轮齿，每个棘爪由弹簧和调整螺钉来压紧，用调整螺钉改变弹簧的刚度得到固定夹紧力，超过固定的夹紧力后，不管怎样转动棘轮体，棘爪总在棘轮上打滑，而保持固定的夹紧力。

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