CN105067255A - 燃油计量阀专用耐久试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了燃油计量阀专用耐久试验台，包括液压单元、驱动控制器、台架以及安装于台架上的油路分配工装，液压单元包括油箱、输油泵、电机；油路分配工装内部开有左右方向设置的蓄压腔以及回油腔，蓄压腔与输油泵连接，回油腔与油箱连接，回油腔的前侧和/或后侧设有安装槽，安装槽内嵌合有与燃油计量阀样件匹配的安装盘，安装盘上设有与蓄压腔连通的进油孔道，与回油腔连通的回油孔道；驱动控制器通过发送驱动信号控制燃油计量阀样件在全开和关断间往复运动。本发明的试验台能够模拟燃油计量阀的实际工作状态，独立检验燃油计量阀的可靠性、耐久性，且具有试验周期短、效率高、安全性高、费用低的优点。

Description

燃油计量阀专用耐久试验台

技术领域

本发明涉及高压共轨系统零部件测试技术，特别是燃油计量阀专用耐久试验台。

背景技术

众所周知，在汽车领域产品的耐久性是一项重要技术指标，尤其是高压共轨燃油喷射系统的可靠性和耐久性对发动机总成性能乃至整车性能显得尤为重要，因此在燃油喷射系统的开发过程中，进行可靠性和耐久性的验证是必要的步骤。高压共轨泵燃油计量阀是共轨系统中影响性能和安全的关键零部件，它是电磁部件和机械部件的结合体，具有较为复杂的结构和精密的加工要求，这使得它具有更多潜在的故障点，因此对燃油计量阀耐久性的考核显得尤为重要。

传统的燃油系统可靠性和耐久性常通过下面几种试验进行验证：冷托试验台的可靠性试验、发动机耐久性试验和整车耐久性试验。燃油计量阀的耐久性验证通常被搭载在上述这些试验中进行，而采用上述传统验证方法存在如下无法避免的问题：(1)试验周期长。在台架上进行试验至少需要3000小时，整车上时间更长，一般需要1～2年的时间；(2)风险大。燃油计量阀的失效将直接导致轨压过高或系统压力无法控制，会造成生产事故或人身伤亡等危险。因此，在燃油计量阀的开发阶段，在对产品性能没有确定把握的情况下，冒然搭载共轨系统甚至整车试验中，将会存在很大风险；(3)验证费用高。发动机试验消耗燃油，需要专门的人工看护，每小时的费用要上千元。(4)传统试验方法效率低。一个台架或一个发动机一次只能验证一个燃油计量阀，且存在安排试验档期的协调问题。

由于上述问题的存在，使得燃油计量阀的开发过程受到了很大的制约。因此，如何能创设新的能够有效检验高压共轨泵燃油计量阀的可靠性、耐久性，且试验周期短、效率高、安全性高、费用低的试验装置，实属当前业界重要的研发目标之一。

发明内容

本发明的目的是提供燃油计量阀专用耐久试验台，使其能够模拟燃油计量阀的实际工作状态，独立检验燃油计量阀的可靠性、耐久性，且试验周期短、效率高、安全性高、费用低，从而克服现有燃油计量阀耐久性试验的周期长、风险大、效率低、费用高的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

燃油计量阀专用耐久试验台，包括液压单元、驱动控制器、台架以及安装于台架上的油路分配工装，所述液压单元包括油箱、输油泵、连接并驱动输油泵的电机；所述油路分配工装内部开有左右方向设置的蓄压腔以及回油腔，所述蓄压腔通过进油管道与输油泵连接，所述回油腔位于蓄压腔的下方，并通过回油管道与油箱连接，所述回油腔的前侧和/或后侧设有安装槽，所述安装槽内嵌合有与燃油计量阀样件匹配的安装盘，所述安装盘上设有用于连接燃油计量阀样件进油口的进油孔道，用于连接燃油计量阀样件出油口的回油孔道，所述进油孔道与蓄压腔连通，所述回油孔道与回油腔连通；所述驱动控制器，用于连接所述燃油计量阀样件的电连接口，并通过发送驱动信号控制所述燃油计量阀样件在全开和关断间往复运动。

进一步地，所述安装盘为高颈法兰盘，所述高颈法兰盘的连接面密封所述安装槽的槽口，所述高颈法兰盘的颈部嵌入所述安装槽内，且所述颈部的前端内腔用于嵌套燃油计量阀样件的油口端，所述颈部的后端内腔作为所述回油孔道，所述颈部的侧壁上设置所述进油孔道。

进一步地，所述回油腔的前后两侧设有位置相对的安装槽，相对的两个安装槽前后贯通连接成一个整体通槽。

进一步地，所述油路分配工装上从左至右设置有多个所述通槽。

进一步地，所述进油孔道通过燃油分配工装上开设的注油孔与蓄压腔连通。

进一步地，所述安装盘的侧壁上开有位于所述注油孔与进油孔道之间的腔室。

进一步地，所述进油管道上连接有调压阀和油压表。

进一步地，所述台架包括箱式台体、箱式台体顶部的水平台面，所述液压单元置于所述箱式台体内部，所述调压阀的调压旋钮和所述油压表安装于箱式台体的外部侧壁上，所述油路分配工装、驱动控制器安装于所述水平台面上。

进一步地，所述驱动控制器包括PWM驱动信号输出电路，所述输出电路上设有用于与所述燃油计量阀样件的电连接口连接的接线端子。

进一步地，所述驱动控制器还包括显示屏和/或操作按键。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本试验台为燃油计量阀专用，使燃油计量阀的验证试验更为灵活便利，不受系统试验安排的制约。

(2)与发动机耐久试验相比，本试验台运行无燃烧燃油造成的高额费用消耗，无需人工全程看护，试验成本大大降低。

(3)本试验台不需要在高压力环境下运行，试验具有很好的安全性。

(4)本试验台可同时对多个燃油计量阀进行验证，并可控制工况循环时间，缩短试验周期，试验效率大大提高。

(5)本试验台通过安装盘与安装槽的配合，能够很方便的更换不同型号类别的燃油计量阀进行试验，并且用于不同型号发动机的燃油计量阀可在一次试验中同时进行，提高了不同型号燃油计量阀的开发进度。

(6)与传统验证方式相比，本试验台还具有结构简单、制造成本低、占用空间小和噪声小等优点。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的燃油计量阀专用耐久试验台工作原理图。

图2是本发明的燃油计量阀专用耐久试验台工作状态的主视图。

图3是本发明的燃油计量阀专用耐久试验台工作状态的俯视图。

图4是油路分配工装剖面图。

图5是驱动控制器结构框图。

具体实施方式

本发明提供了燃油计量阀耐久试验台，包括液压单元、驱动控制器、台架以及安装于台架上的油路分配工装。其中，所述油路分配工装上安装待测样件，即燃油计量阀；所述液压单元为待测样件提供模拟实际工作时的油路环境，所述驱动控制器通过发送驱动信号控制所述燃油计量阀在全开和关断间往复运动，从而模拟燃油计量阀的实际工作状态，实现耐久性检测。

请参阅图1所示，图中连接各部件间的实线表示油路、虚线表示电路。所述液压单元包括油箱、输油泵、连接并驱动输油泵的电机，在所述油箱与输油泵之间可进一步设置带油水分离器的滤清器。所述油路分配工装2内部开有左右方向设置的蓄压腔16以及回油腔17，所述蓄压腔16通过进油管道6与输油泵连接，所述回油腔17位于蓄压腔16的下方，并通过回油管道5与油箱连接。其中，进油管道6上可进一步连接调压阀和油压表14。回油腔17的前侧和/或后侧设有安装槽，安装槽内嵌合有与燃油计量阀4匹配的安装盘，所述燃油计量阀4可通过安装盘3横向安装在油路分配工装2上，并通过驱动控制器驱动模拟燃油计量阀实际工作时的状态。

安装盘上设有用于连接燃油计量阀4进油口的进油孔道，连接燃油计量阀4出油口的回油孔道，所述进油孔道与蓄压腔16连通，所述回油孔道与回油腔17连通。优选地，请配合参阅图4所示，所述安装盘3优选为高颈法兰盘，所述高颈法兰盘的连接面密封安装槽的槽口，高颈法兰盘的颈部嵌入安装槽内，且所述颈部的前端内腔用于嵌套燃油计量阀样件4的油口端，所述颈部的后端内腔作为所述回油孔道与蓄压腔16连通，所述颈部的侧壁上设置所述进油孔道19。进一步地，高颈法兰盘的颈部侧壁上开有位于所述注油孔18与进油孔道19之间的腔室20。

请配合参阅图3、4所示，当回油腔17的前后两侧均设有安装槽时，一种优选的设置方式为：回油腔17前后两侧的安装槽位置相对，并前后贯通连接成一个整体通槽。前后两个高颈法兰盘的颈部相对嵌入所述通槽内，并通过所述颈部内腔相对出油至所述回油腔17，所述颈部侧壁上的进油孔道19通过燃油分配工装2上开设的注油孔18与所述蓄压腔16连通。

在所述油路分配工装2上可开设单个或多个上述形式的通槽，使得油路分配工装2可同时装夹一对或多对燃油计量阀4。如图2、3中所示，油路分配工装2上从左至右设有3对通槽，可一次同时安装6个燃油计量阀4。

安装后，6个燃油计量阀4分两排相对设置在油路分配工装2的前后两侧，共用一套油路分配工装2中的蓄压腔16，蓄压腔16通过在对应位置上开设的进油孔道分别将燃油分配到每个独立的燃油计量阀4中。相对的两个燃油计量阀4将油液排至位于油路分配工装2中部的回油腔17中。具体而言，请参阅图4中箭头流向所示，燃油首先进入到蓄压腔16，经过油路分配工装2上的注油孔18、再经安装盘3上的进油孔道19流入到各个燃油计量阀4的进油口中，从各个燃油计量阀4的出油口流出后汇集到回油腔17，再通过回油管道5最终流回油箱。

采用上述结构的好处是，可以通过匹配不同的安装盘3方便地更换不同类型的燃油计量阀4进行试验，也可以使不同类型的燃油计量阀4同时试验；燃油通过蓄压腔16被分配到各个燃油计量阀4，再通过回油腔17集中流回油箱，各试验样件的油量分配均衡、油压稳定。并且所有的燃油计量阀4均采用横向安装，以使其运动状态接近实际工作状态。

请配合参阅图2、3所示，在结构布置上，台架1包括箱式台体、箱式台体顶部的水平台面，设置箱式台体由铝合金框架上的底板和四块支撑板组成。所述液压单元置于所述箱式台体内部，箱式台体内部伸出的进油管道6和回油管道5被连接在油路分配工装2上。所述油路分配工装2、驱动控制器7安装于所述水平台面上。所述调压阀的调压旋钮13和油压表14安装于箱式台体的正面支撑板上，该正面支撑板上还安装有连接电机的配电箱12，用于控制电机的开启、关闭及为电机提供过载保护。驱动控制器7和配电箱12均接通交流电源。驱动控制器7上设有接线端子8，用于与燃油计量阀4的电连接口15之间用线束进行连接。

试验台运行中，电机带动输油泵运转，抽取油箱中的燃油通过带油水分离器的滤清器进行过滤，过滤后的燃油通过输油泵被输送到油路分配工装2。旁路的调压阀可以调节进油管道6中的压力，压力值通过油压表14进行监控。工作中，燃油从油路分配工装2上的蓄压腔16入燃油计量阀4，在通过燃油计量阀后，燃油流入回油腔17中，并最终通过回油管5流回油箱。在燃油按照上述过程循环的同时，驱动控制器7向各试验样件发出电信号，控制试验样件在全开状态和全闭状态之间进行往复的运动循环。

请配合参阅图2、5所示，驱动控制器7包括主控制器、电源模块、控制面板、LED显示电路、PWM驱动信号输出电路、时序控制模块和风扇控制等几部分。其中，PWM驱动信号输出电路通过接线端子8与燃油计量阀4的电连接口15连接，并通过输出PWM驱动信号模拟系统ECU采用PWM驱动方式，驱动电压也模拟实际情况在8～32V范围内可调，电压值显示在监视窗口10上。根据燃油计量阀4的不同型号设定合理的占空比变化区间，通过控制PWM波形的占空比在设定范围内自动循环变化，可以使燃油计量阀4在全开和关断之间往复运动，用以模拟实际的工作状态。此外，通过驱动控制器7的运动时序控制模块，可根据燃油计量阀4的试验数量，对其进行运动分组设定和运动时序调节，即设置燃油计量阀分组运动或按顺序逐一运动，设定试验按一定的周期进行循环，循环次数被记录在监控窗口9上，当前被驱动的燃油计量阀4的编号及占空比当前数值也实时显示在监控窗口9上。操作按键11用于实施对驱动控制器7的上述设定。

在进行发动机变速变负荷耐久性验证时，发动机会按照一定的周期进行工况的变化，为适应发动机工况的变化，ECU会驱动燃油计量阀，使开度随之发生变化，当发动机完成所有的工况时为一个循环。根据整车寿命的统计结果表明，燃油计量阀整个寿命大概需要4000个工作循环。

由于本发明的燃油计量阀专用耐久试验台只针对燃油计量阀进行耐久性验证，可以根据需要加快燃油计量阀开度变化的循环过程。如上述采用传统的发动机台架进行耐久试验，将用时3000小时。如果单独考核燃油计量阀，在本试验台上按照以上模拟循环工况进行测试，一次循环仅用时80s，4000次循环共用时大概90小时，可大大缩短测试验证周期。将发动机上3000小时内的循环次数压缩到本耐久试验台90小时内完成，对燃油计量阀而言，所取得的效果是近似相同的，因此验证时间被大大缩短。

由于采用了以上技术方案，本发明提供特别针对燃油计量阀可靠性、耐久性验证的试验设备，用以消除传统耐久性试验面临的种种难题所带来的燃油计量阀的开发瓶颈。该设备可以模拟燃油计量阀的实际工作状态，把燃油计量阀从燃油系统抽离出来，进行单独的耐久性试验。这使得该项试验变得相对独立，为燃油计量阀的开发验证提供了非常便利的条件。由于该试验设备更具有针对性和灵活性，验证计划可以结合燃油计量阀的开发进度自由安排，而不受发动机试验和整车试验的制约，一旦试验中途发现任何问题，可以随即终止试验进行有针对性的问题改进，待改进完成后可以重新开始验证试验，而不用投入更多的人力物力。另外，该设备可以实现多种燃油计量阀产品同时验证，大大提高了试验效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，包括液压单元、驱动控制器、台架以及安装于台架上的油路分配工装，

所述液压单元包括油箱、输油泵、连接并驱动输油泵的电机；

所述油路分配工装内部开有左右方向设置的蓄压腔以及回油腔，所述蓄压腔通过进油管道与输油泵连接，所述回油腔位于蓄压腔的下方，并通过回油管道与油箱连接，所述回油腔的前侧和/或后侧设有安装槽，所述安装槽内嵌合有与燃油计量阀样件匹配的安装盘，所述安装盘上设有用于连接燃油计量阀样件进油口的进油孔道，用于连接燃油计量阀样件出油口的回油孔道，所述进油孔道与蓄压腔连通，所述回油孔道与回油腔连通；

所述驱动控制器，用于连接所述燃油计量阀样件的电连接口，并通过发送驱动信号控制所述燃油计量阀样件在全开和关断间往复运动。

2.根据权利要求1所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述安装盘为高颈法兰盘，所述高颈法兰盘的连接面密封所述安装槽的槽口，所述高颈法兰盘的颈部嵌入所述安装槽内，且所述颈部的前端内腔用于嵌套燃油计量阀样件的油口端，所述颈部的后端内腔作为所述回油孔道，所述颈部的侧壁上设置所述进油孔道。

3.根据权利要求1所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述回油腔的前后两侧设有位置相对的安装槽，相对的两个安装槽前后贯通连接成一个整体通槽。

4.根据权利要求3所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述油路分配工装上从左至右设置有多个所述通槽。

5.根据权利要求1所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述进油孔道通过燃油分配工装上开设的注油孔与蓄压腔连通。

6.根据权利要求5所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述安装盘的侧壁上开有位于所述注油孔与进油孔道之间的腔室。

7.根据权利要求1所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述进油管道上连接有调压阀和油压表。

8.根据权利要求7所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述台架包括箱式台体、箱式台体顶部的水平台面，所述液压单元置于所述箱式台体内部，所述调压阀的调压旋钮和所述油压表安装于箱式台体的外部侧壁上，所述油路分配工装、驱动控制器安装于所述水平台面上。

9.根据权利要求1所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述驱动控制器包括PWM驱动信号输出电路，所述输出电路上设有用于与所述燃油计量阀样件的电连接口连接的接线端子。

10.根据权利要求9所述的燃油计量阀专用耐久试验台，其特征在于，所述驱动控制器还包括显示屏和/或操作按键。