CN106370232A - 燃油泵碳刷异常磨损检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃油泵碳刷异常磨损检测系统，包括：燃油泵工作供液回路，提供被测燃油泵要求的油压，模拟燃油泵被安装在车辆上的工作环境；燃油泵工作电路检测回路，检测燃油泵工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号，将所述高频辐射信号转化为电信号，将获得的电信号与预设阈值比较判断燃油泵碳刷是否异常。本发明还提供了一种燃油泵碳刷异常磨损的检测方法。利用本发明的技术方案在燃油泵生产初期，能有效检测出发生碳刷异常磨损的燃油泵，降低燃油泵安装至整车后出现故障的概率，对整车质量提升具有重大意义。

Description

燃油泵碳刷异常磨损检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种在燃油泵生产阶段(未安装至整车前)的燃油泵碳刷异常磨损检测系统；本发明还涉及一种在燃油泵生产阶段(未安装至整车前)的燃油泵碳刷异常磨损检测方法。

背景技术

燃油泵是汽车行业的专业术语，是电喷汽车燃油喷射系统的基本组成之一。作用是把燃油从燃油箱中吸出、加压后输送到供油管中。燃油泵是汽车、摩托车发动机电子燃油喷射系统的主要部件之一。它直接安装在汽车、摩托车的油箱之中，通过过滤器将油箱中的燃油经微型直流电机带动燃油泵泵体高速转动，把燃油泵入喷射系统，再经喷嘴喷入发动机缸体内燃烧产生动力。所以燃油泵是电喷系统的关键动力部件。

燃油泵在正常运行过程中，会出现碳刷磨损的现象。一般而言，在燃油泵有效工作里程(20万公里)，碳刷磨损量应不大于25mm。然而，在实际状况中，有部分碳刷在极短的里程(小于5万公里)就会出现碳刷完全磨损，这种情况会造成车辆停驶等严重质量问题。目前，汽车制造行业还缺乏在燃油泵生产阶段能将这种异常燃油泵挑选出来相应技术手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在燃油泵生产阶段(未安装至整车前)能检测燃油泵碳刷异常磨损的检测系统。本发明还提供了一种燃油泵生产阶段(未安装至整车前)能检测燃油泵碳刷异常磨损的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种燃油泵碳刷异常磨损检测系统，包括：燃油泵工作供液回路和燃油泵工作电路检测回路；

燃油泵工作供液回路，提供被测燃油泵要求的油压，模拟燃油泵被安装在车辆上的工作环境；

燃油泵工作电路检测回路，检测燃油泵工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号，将所述高频辐射信号转化为电信号(电压信号)，将获得的电信号与预设阈值(电压阈值)比较判断燃油泵碳刷是否异常。

进一步改进，燃油泵工作供液回路中设有油泵清洗回路，进行检测前将油路切入油泵清洗回路，通过对燃油泵预加电进行燃油泵清洗。

进一步改进，燃油泵工作电路检测回路还检测燃油泵工作过程中燃油泵电源的电信号，通过燃油泵电源的电信号计算待检燃油泵工作转速，通过调整检测时间使每个待检燃油泵按照相同旋转圈数进行检测。

其中，所述预设阈值为100mv-500mv。

其中，所述燃油泵工作供液回路，包括：调压阀、稳压储气包、流量计、供液罐和测试回路；

调压阀连接稳压储气包，其通过流量计连接待检燃油泵，其通过测试回路连接供液罐。

进一步改进，所述燃油泵工作供液回路，还包括：PID伺服阀、压力反馈回路和压力传感器，压力反馈回路上设有压力传感器，压力反馈回路连接在调压阀和待检燃油泵之间。

进一步改进，所述燃油泵工作供液回路，还包括：精滤器、三通球阀和清洗回路，三通球阀其第一通路通过精滤器连接流量计，其第二通路连接检测燃油泵，其第三通路连接清洗回路一端，清洗回路的另一端连接在测试回路上。

其中，燃油泵工作电路检测回路，包括：供电电源、前置高频辐射检测探头、滤波器、信号采集模块和上位计算机；

供电电源对待检燃油泵供电，前置高频辐射检测探头与待检燃油泵负极相连，前置高频辐射检测探头与滤波器相连接，滤波器连接信号采集模块，采集模块连接上位计算机。

进一步改进，燃油泵工作电路检测回路还包括电流检测探头，电流检测探头与供电电源正极相连将探测到的电信号输送至滤波器。

其中，滤波器19包括两个带通滤波模块，分别对电流检测探头15和前置高频辐射检测探头17的采集信号进行滤波。

其中，滤波器19对电流检测探头15进行滤波的频率为100hz--2Khz，滤波器19对前置高频辐射检测探头17进行滤波的频率为100Khz—1Mhz。

其中，采集模块20为示波器或数据采集卡。

本发明提供一种燃油泵碳刷异常磨损检测方法，包括：

步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境；

步骤2)为待检燃油泵供电，并采集待检燃油泵碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号；

步骤3)将步骤2)采集的高频辐射信号转化为电信号；

步骤4)将步骤3)获得电信号与预设阈值比较，若电信号大于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷异常，若电信号小于等于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷正常。

进一步改进，在步骤1)之前增加待检燃油泵清洗步骤，对待检燃油泵进行预设清洗时间的预加电清洗。

其中，所述预设清洗时间为至少4秒。

进一步改进，在步骤2)中增加计算待检燃油泵旋转圈数，将获得的待检燃油泵旋转圈数作为以后同型号燃油泵检测时待检燃油泵所需旋转的圈数。

其中，在步骤4)中所述阈值为100mv-500mv。

其中，计算待检燃油泵旋转圈数采用以下方式：

采集待检燃油泵供电电源电流信号通过频率，计算出待检燃油泵的工作转速，结合待检燃油泵工作时间获得待检燃油泵旋转圈数。

进一步改进，步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境时设置供液压力反馈调节功能，实时采集模拟待检燃油泵的工作环境压力，当模拟待检燃油泵的工作环境压力大于等于待检燃油泵工作压力高压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行泄压，当模拟待检燃油泵的工作环境小于待检燃油泵工作压力低压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行增压。

本发明通过前置高频辐射测试探头采集燃油泵工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号，将其转化为电信号，该电信号与预设阈值比较判断碳刷是否异常。本发明为增加燃油泵碳刷异常检测的精度，进行了三方面的优化：

一、增加对燃油泵供电电源的电流检测，计算获得待检燃油泵的转速以及旋转圈数。根据待检燃油泵转速信息(转速、旋转圈数)设定运转的时间，使设备进行不同型号燃油泵产品测试时，同型号燃油泵按照相同旋转的圈数而不是相同的测试时间进行检测条件设定。这种设定在于对不同燃油泵的评价基于相同的判断标准，即碳刷与电枢产生换向的次数是相同的，提高燃油泵碳刷检测异常的精度。

二、增加待检燃油泵清洗步骤，对待检燃油泵进行预设清洗时间的预加电清洗，用以排除油泵内部装配过程中产生的杂质，提高燃油泵碳刷检测异常的精度。

三、通过压力传感器、压力反馈回路、PID伺服阀、稳压气包和调压阀共同组成压力调整闭环回路。该调压设计能够对油泵工作压力进行实时测量与调节。使供液回路系统压力迅速达到油泵所要求的测试压力范围，避免由于压力对检测产生不良影响。

本发明的技术效果在于在燃油泵生产初期，能有效检测出发生碳刷异常磨损的燃油泵。本发明的车辆燃油泵生产过程质量控制，降低燃油泵安装至整车后出现故障的概率，对整车质量提升具有重大意义。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明提供燃油泵工作供液回路第一实施例结构示意图。

图2是本发明提供燃油泵工作供液回路第二实施例结构示意图。

图3是本发明提供燃油泵工作供液回路第三实施例结构示意图。

图4是本发明提供燃油泵工作电路检测回路第一实施例结构示意图。

图5是本发明提供燃油泵工作电路检测回路第二实施例结构示意图。

附图标记说明

1 是调压阀

2 是稳压储气包

3 是PID伺服阀

4 是压力反馈回路

5 是流量计

6 是精滤器

7 是三通球阀

8 是油路连接夹头

9 是压力传感器

10 待检油泵

11 是供液罐

12 是测试回路

13 是清洗回路

14 是供电电源

15 是电流测试探头

16 是测试线缆

17 是前置高频辐射测试探头

18 是同轴电缆

19 是滤波器

20 是信号采集模块

21 是工业网线

22 是上位计算机。

具体实施方式

本发明提供燃油泵碳刷异常磨损检测系统，包括：燃油泵工作供液回路和燃油泵工作电路检测回路；

燃油泵工作供液回路，提供被测燃油泵要求的油压，模拟燃油泵被安装在车辆上的工作环境；

燃油泵工作电路检测回路，检测燃油泵工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号，将所述高频辐射信号转化为电信号(电压信号)，将获得的电信号与预设阈值比较判断燃油泵碳刷是否异常。

进一补改进，燃油泵工作供液回路中设有油泵清洗回路，进行检测前将油路切入油泵清洗回路，通过对燃油泵预加电进行燃油泵清洗。

进一补改进，燃油泵工作电路检测回路还检测燃油泵工作过程中燃油泵电源的电信号，通过燃油泵电源的电信号计算待检燃油泵工作转速，通过调整检测时间使每个待检燃油泵按照相同旋转圈数进行检测。

其中，所述预设阈值为100mv-500mv。

如图1所示，本发明提供燃油泵工作供液回路第一实施例，包括：调压阀1、稳压储气包2、流量计5、供液罐11和测试回路12；

调压阀1其通连接稳压储气包2，其通过流量计5连接待检燃油泵10，其通过测试回路12连接供液罐11。

如图2所示，本发明提供燃油泵工作供液回路第二实施例，所述燃油泵工作供液回路，还包括：PID伺服阀3、压力反馈回路4和压力传感器9，压力反馈回路4上设有压力传感器9，压力反馈回路4连接在调压阀1和待检燃油泵10之间。压力传感器9采集的当前液路压力，通过压力反馈回路4将压力当值反馈给PID伺服阀3进行控制压力进行PID自动调整。

如图3所示，本发明提供燃油泵工作供液回路第三实施例，还包括精滤器6、三通球阀7和清洗回路13，三通球阀7其第一通路通过精滤器6连接流量计5，其第二通路通过油路连接夹头8连接检测燃油泵10，其第三通路连接清洗回路13一端，清洗回路13的另一端连接在测试回路12上。

如图4所示，燃油泵工作电路检测回路第一实施例，包括：供电电源14、前置高频辐射检测探头17、滤波器19、信号采集模块20和上位计算机22；

供电电源14对待检燃油泵10供电，前置高频辐射检测探头17通过测试线缆16与待检燃油泵10负极相连，前置高频辐射检测探头用于测量油泵正常工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号。前置高频辐射检测探头17通过同轴电缆18分别与滤波器19相连接，滤波器19通过同轴电缆18连接信号采集模块20，采集模块20通过工业网线连接上位计算机22。

如图5所示，燃油泵工作电路检测回路第二实施例，燃油泵工作电路检测回路还包括电流检测探头15，电流检测探头15通过测试线缆16与供电电源14正极相连并通过同轴电缆18与滤波器19相连，将探测到的电信号输送至滤波器19。

其中，滤波器19包括两个带通滤波模块，分别对电流检测探头15和前置高频辐射检测探头17的采集信号进行滤波。

其中，滤波器19对电流检测探头15进行滤波的频率为100hz--2Khz，滤波器19对前置高频辐射检测探头17进行滤波的频率为100Khz—1Mhz。

其中，采集模块20为示波器或数据采集卡。

利用本发明提供的燃油泵碳刷异常磨损的检测系统进行检测时(以燃油泵工作供液回路第三实施例结合燃油泵工作电路检测回路第二实施例组成系统为例进行说明)

油路连接夹头将待测燃油泵与供液回路相连接。燃油泵上电后，首先控制三通球阀将油路切入清洗回路，对燃油泵进行预加电清洗，以排除油泵内部装配过程中产生的杂质。持续4S后，控制三通球阀将油路切入测试回路，压力传感器采集的当前液路压力，通过压力反馈回路将压力当值反馈给PID伺服阀进行控制压力进行PID自动调整，控制压力通过稳压储气包后对液路调压阀进行设定，以调整液路压力，直至达到被测油泵要求的压力范围为止。此时待检燃燃油泵产品供油经过精滤器，流量计，调压阀后重新回到液罐内，构成一个稳定的油泵测试回路。此时供液回路模拟油泵在机车正常工作时的环境条件，开始测试。

供电电源通过测试线缆对待检燃油泵进行供电，电流测试探头与前置高频辐射测试探头分别置于电源正极与油泵负极侧。其中电流测试探头用于测量油泵正常工作过程中的电流信号，前置高频辐射测试探头用于测量油泵正常工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号。电流测试探头与前置高频辐射测试探头通过同轴电缆与滤波器相连接，滤波器包含100hz--2Khz与100Khz—1Mhz两个带通滤波模块对两路信号进行滤波处理，提取出的电信号通过同轴电缆将信号传给信号采集模块进行数据采集，然后将处理后的数据通过工业网线传给上位计算机。上位计算机通过预设判断规则对采集到的信号进行分析判断。

本发明通过电流测试探头采集出的电流信号通过频率计算，计算出待检燃油泵的工作转速。根据燃油泵的转速信息设定运转的时间，也就是当本发明进行不同燃油泵产品测试时，使燃油泵正常工作时按照相同旋转的圈数而不是相同的测试时间进行等条件设定。这样的好处在于对不同油泵的评价基于相同的判断标准，即碳刷与电枢产生换向的次数是相同的。在此条件下，评价油泵运转时碳刷与电枢摩擦所产生的能量信号(该信号一般发生在燃油泵碳刷与电枢的换向时刻)强弱，根据燃油泵的型号设定100-500mv的判断阈值，当碳刷摩擦能量大于该门限值时即认为本次摩擦发生了碳刷磨损，统计不同燃油泵相同旋转圈数后的总磨损能量值，作为评价燃油泵碳刷是否发生异常磨损的判据。还可以进一步进行优化，通过软件采集燃油泵碳刷异常时碳刷摩擦能量的统计数据，根据以往统计数据计算给出相应的待检燃油泵碳刷异常磨损发生的概率。从而在生产初期将可能发生碳刷异常磨损的油泵筛选出来。

本发明提供一种燃油泵碳刷异常磨损检测方法，包括：

步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境；

步骤2)为待检燃油泵供电，并采集待检燃油泵碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号；

步骤3)将步骤2)采集的高频辐射信号转化为电信号；

步骤4)将步骤3)获得电信号与预设阈值比较，若电信号大于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷异常，若电信号小于等于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷正常。

进一步改进，在步骤1)之前增加待检燃油泵清洗步骤，对待检燃油泵进行预设清洗时间的预加电清洗。

其中，所述预设清洗时间为至少4秒。

进一步改进，在步骤2)中增加计算待检燃油泵旋转圈数，将获得的待检燃油泵旋转圈数作为以后同型号燃油泵检测时待检燃油泵所需旋转的圈数。

其中，在步骤4)中所述阈值为100mv-500mv。

其中，计算待检燃油泵旋转圈数采用以下方式：

采集待检燃油泵供电电源电流信号通过频率，计算出待检燃油泵的工作转速，结合待检燃油泵工作时间获得待检燃油泵旋转圈数。

进一步改进，步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境时设置供液压力反馈调节功能，实时采集模拟待检燃油泵的工作环境压力，当模拟待检燃油泵的工作环境压力大于等于待检燃油泵工作压力高压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行泄压，当模拟待检燃油泵的工作环境小于待检燃油泵工作压力低压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行增压。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于，包括：燃油泵工作供液回路和燃油泵工作电路检测回路；

燃油泵工作供液回路，提供被测燃油泵要求的油压，模拟燃油泵被安装在车辆上的工作环境；

燃油泵工作电路检测回路，检测燃油泵工作过程中碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号，将所述高频辐射信号转化为电信号，将获得的电信号与预设阈值比较判断燃油泵碳刷是否异常。

2.如权利要求1所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：燃油泵工作供液回路中设有油泵清洗回路，进行检测前将油路切入油泵清洗回路，通过对燃油泵预加电进行燃油泵清洗。

3.如权利要求1所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：燃油泵工作电路检测回路还检测燃油泵工作过程中燃油泵电源的电信号，通过燃油泵电源的电信号计算待检燃油泵工作转速，通过调整检测时间使每个待检燃油泵按照相同旋转圈数进行检测。

4.如权利要求1所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：所述预设阈值为100mv-500mv。

5.如权利要求1所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：所述燃油泵工作供液回路，包括：调压阀、稳压储气包、流量计、供液罐和测试回路；

调压阀连接稳压储气包，其通过流量计连接待检燃油泵，其通过测试回路连接供液罐。

6.如权利要求5所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：所述燃油泵工作供液回路，还包括：PID伺服阀、压力反馈回路和压力传感器，压力反馈回路上设有压力传感器，压力反馈回路连接在调压阀和待检燃油泵之间。

7.如权利要求5或6所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：所述燃油泵工作供液回路，还包括：三通球阀、精滤器和清洗回路，三通球阀其第一通路通过接精滤器连接在流量计，其第二通路连接待检测燃油泵，其第三通路连接清洗回路一端，清洗回路的另一端连接在测试回路上。

8.如权利要求1所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：燃油泵工作电路检测回路，包括：供电电源、前置高频辐射检测探头、滤波器、信号采集模块和上位计算机；

供电电源对待检燃油泵供电，前置高频辐射检测探头与待检燃油泵负极相连，前置高频辐射检测探头与滤波器相连接，滤波器连接信号采集模块，采集模块连接上位计算机。

9.如权利要求8所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：还包括电流检测探头，电流检测探头与供电电源正极相连将探测到的电信号输送至滤波器。

10.如权利要求8所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：滤波器包括两个带通滤波模块，分别对电流检测探头和前置高频辐射检测探头的采集信号进行滤波。

11.如权利要求10所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：滤波器对电流检测探头进行滤波的频率为100hz--2Khz，滤波器对前置高频辐射检测探头进行滤波的频率为100Khz—1Mhz。

12.如权利要求8所述的燃油泵碳刷异常磨损检测系统，其特征在于：采集模块为示波器或数据采集卡。

13.一种燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于，包括：

步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境；

步骤2)为待检燃油泵供电，并采集待检燃油泵碳刷与电枢换向时所产生的高频辐射信号；

步骤3)将步骤2)采集的高频辐射信号转化为电信号；

步骤4)将步骤3)获得电信号与预设阈值比较，若电信号大于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷异常，若电信号小于等于预设阈值则判断待检燃油泵碳刷正常。

14.如权利要求13所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：在步骤1)之前增加待检燃油泵清洗步骤，对待检燃油泵进行预设清洗时间的预加电清洗。

15.如权利要求14所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：所述预设清洗时间为至少4秒。

16.如权利要求13所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：在步骤2) 中增加计算待检燃油泵旋转圈数，将获得的待检燃油泵旋转圈数作为以后燃油泵检测时待检燃油泵所需旋转的圈数。

17.如权利要求13所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：在步骤4)中所述阈值为100mv-500mv。

18.如权利要求16所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：计算待检燃油泵旋转圈数采用以下方式：

采集待检燃油泵供电电源电流信号通过频率，计算出待检燃油泵的工作转速，结合待检燃油泵工作时间获得待检燃油泵旋转圈数。

19.如权利要求13所述的燃油泵碳刷异常磨损检测方法，其特征在于：步骤1)模拟待检燃油泵的工作环境时设置供液压力反馈调节功能，实时采集模拟待检燃油泵的工作环境压力，当模拟待检燃油泵的工作环境压力大于等于待检燃油泵工作压力高压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行泄压，当模拟待检燃油泵的工作环境小于待检燃油泵工作压力低压极值，则对模拟待检燃油泵的工作环境进行增压。