CN106640617B - 一种发动机试验台架用转向泵测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机试验台架用转向泵测试装置，包括储油箱、冷却器、第一过滤器、第二过滤器、第二电磁阀、安全溢流阀、齿轮泵、加载器、第一温度变送器、第二温度变送器、第一压力变送器、第二压力变送器、转速变送器、系统控制器。本发明采用齿轮泵作为转向泵无极负载调节装置，省略了独立配置计量流量检测设备的需求，降低了装置成本。本发明将转向泵无极加载转换为连续轴功率的消耗，降低了装置体积，做到了移动式小型化台架应用目标。整套系统通过控制策略调整，能同时满足转向泵台架性能检测和交变负载可靠性验证需求，方便集成在发动机整机试验台架系统中集中管理。

Description

一种发动机试验台架用转向泵测试装置

技术领域

本发明属于发动机测试技术领域，尤其是涉及一种发动机试验台架用转向泵测试装置。

背景技术

转向泵是车辆助力转向系统动力源，用于协助改善驾驶的操控性能，被集成在发动机附件传动轴端。由于其作为一个独立系统部件，由单独的供应厂家进行设计匹配，在发动机动力总成时仅需要按附件应用工况和动力舱布局要求匹配转向泵功率和传动耦合位置，对转向泵本身的技术指标干预较少，从而在研制期出现频繁的匹配故障，如传动皮带滑脱、助力转向力不住，极易引发安全事故。因此，发动机整机试验室，除了具备验证发动机的动力性能、经济性能、排放性能、耐久性能和可靠性能等指标，还需要具备用于检验转向泵性能的检测装置和用于验证转向泵可靠性的交变加载系统。进一步提升动力总成的可靠性，加快产品的研发周期。

市场上已应用相对较广的转向泵性能验证系统大部分为针对独立供应商设计的通用性验证系统，由于存在变频器、电机、流量计、调控阀等功能完整的配套部件，造成体积庞大、系统复杂、投入成本较高，目前仅在部件供应厂家使用。

而一些针对台架集成的转向验证系统则基本采用设置多路载荷回路，通过各种控制阀调节转向泵输出端油压来实现模拟加载。该类装置通常情况不配备流量计量功能，因此不能对转向泵性能进行评定；该类装置同时还有调节阀匹配带来的缺陷，在采用响应快精度低的调节阀情况下，由于死区特性导致转向泵加载不稳定，影响发动机性能评定；在采用精度高的调节阀由于反映慢在多路换相调节中极不稳定，该类装置仅能实现转向泵匹配后可靠性一般验证功能，而不能作为性能测试装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机试验台架用转向泵测试装置，以实现在小型化的基础上同时具备了转向泵性能检测能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机试验台架用转向泵测试装置，包括储油箱、冷却器、第一过滤器、第二过滤器、第二电磁阀、安全溢流阀、齿轮泵、加载器、第一温度变送器、第二温度变送器、第一压力变送器、第二压力变送器、转速变送器、系统控制器；

待测转向泵的液压油进口依次通过第一过滤器、第一压力变送器连接储油箱；待测转向泵的液压油出口连接第二过滤器，所述第二过滤器的出口依次通过第二温度变送器、第二压力变送器后分为两个分支油路，第一分支油路依次通过第二电磁阀、齿轮泵连接冷却器，其中，所述齿轮泵上连接有加载器和转速变送器，且所述齿轮泵、加载器、转速变送器同轴运转；第二分支油路通过安全溢流阀后连接冷却器；所述冷却器连通储油箱，储油箱上安装第一温度变送器；

所述第一温度变送器、第二温度变送器、第一压力变送器、第二压力变送器、转速变送器与系统控制器的输入连接；第二电磁阀、加载器、比例调节阀与系统控制器的输出连接。

进一步的，还包括第一电磁阀，所述第二过滤器的出口通过第一电磁阀连接冷却器，构成排空油路，所述第一电磁阀连接系统控制器的输出端。

进一步的，还包括比例调节阀，所述比例调节阀的入口并接冷却器前后出口和入口，比例调节阀的另一个口连通储油箱，模拟加载液压油路温控装置时：

当需要冷却储油箱内液压油温度时，所述比例调节阀减小冷却器前端进入储油箱的流量，使大量液压油进入冷却器冷却；当需要加温储油箱内液压油温度时，所述比例调节阀减小进入冷却器液压油流量，增加冷却器前端液压油进入储油箱的流量。

进一步的，用作待测转向泵的性能测试时，包括如下步骤：第一步：调整安全溢流阀预应力公斤数大于转向泵最大负载出口压力，打开电磁阀；第二步：系统控制器按发动机台架对转向泵加载许可，开始驱动加载器，形成对齿轮泵传动轴的制动作用；第三步：系统控制器通过转速变送器采集到的流量相关的信息，还有通过第一压力变送器、第二压力变送器、所述第一温度变送器、第二温度变送器采集到的液压油温度和压力的变化信息，折合出转向泵标准性能状态。

进一步的，所述加载器采用液力制动方式，或者采用电涡流或电力驱动制动方式。

进一步的，用作待测转向泵的交变负载模拟时，包括如下步骤：第一步：调整安全溢流阀预应力公斤数与交变负载的最大负载一致，关闭电磁阀，打开电磁阀；第二步：系统控制器同步发动机试验台架对转向泵交变时序需求，控制电磁阀的开启周期。

进一步的，当转向泵出现故障或发动机联动急停时，电磁阀选通排空油路，转向泵出油口经过冷却器直接排到储油箱。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明系统在小型化的基础上同时具备了转向泵性能检测能力，使系统同时满足集成在发动机整机台架实施转向泵性能检测和交变负载下的可靠性验证能力。

(3)本发明系统还能对转向泵油路自动温控，保证验证条件一致；

(4)本发明体积小，适合于整机台架的移动集成，属于低维护成本、低造价成本的转向泵检测设备。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例所述发动机台架用转向泵测试装置的原理图；

图2是本发明实施例所述系统控制器输入输出接口集成原理图。

1-发动机，2-转向泵，3-储油箱，4-冷却器，5-第一过滤器，6-第二过滤器，7-第一电磁阀，8-第二电磁阀，9-安全溢流阀，10-齿轮泵，11-加载器，12-第一温度变送器，13-第一压力变送器，14-弹簧压力表，15-第二温度变送器，16-第二压力变送器，17-转送变送器，18-比例调节阀，19-系统控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例发动机台架用转向泵测试装置，如图1所示，包括储油箱3、冷却器4、第一过滤器5、第二过滤器6、第一电磁阀7、第二电磁阀8、安全溢流阀9、齿轮泵10、加载器11、第一温度变送器12、第二温度变送器15、第一压力变送器13、第二压力变送器16、弹簧压力表14、转速变送器17、比例调节阀18、系统控制器19，

待测转向泵2的液压油进口依次通过第一过滤器5、第一压力变送器13连接储油箱3；待测转向泵2的液压油出口连接第二过滤器6，所述第二过滤器6的出口分为两个分支油路，第一分支油路通过第一电磁阀7连接冷却器4；第二分支油路通过第二温度变送器15、第一压力变送器16、第二电磁阀8、齿轮泵10连接冷却器4，其中，所述齿轮泵10上连接有加载器11和转速变送器17，且所述齿轮泵10、加载器11、转速变送器17同轴运转；同时，第二分支油路经过第二温度变送器15、第二压力变送器16之后的另一个分支通过弹簧压力表14和安全溢流阀9后连接冷却器4；所述比例阀18连通冷却器4和储油箱3；

所述第一温度变送器12、第二温度变送器15、第一压力变送器13、第二压力变送器16、转速变送器17与系统控制器19的输入连接；所述第一电磁阀7、第二电磁阀8、加载器11、比例调节阀18与系统控制器19的输出连接。所述系统控制器19的接口连接如图2所示，实现采集转向泵2的进出油位置的压力变送信号、温度变送信号以及齿轮泵10的转速变送信号、获得转向泵2的运行性能参数，驱动排空油路的第一电磁阀7、性能测试油路的第二电磁阀8、加载器11、比例调节阀18，实现转向泵2的连续加载、交变加载以及液压油温控制。

测试过程中：转向泵2的液压油出口经第二过滤器6后，通过第二温度变送器15、第二压力变送器16检测出口处的液压油液体特征信息并传输到系统控制器19，作为负载性能修定系数；再经过第二电磁阀8选通性能测试油路进入齿轮泵10。

在需要加载时，系统控制器19驱动加载器11利用液体的制动作用控制齿轮泵10转速进行制动，进一步对转向泵油路施加负载，由于齿轮泵转速与流量成正比，转速变送器17将捕获的齿轮泵转速信息传输到系统控制器19，系统控制器19根据齿轮泵计量系数换算出液压油流量，从而获得转向泵负载与流量变化关系。

当进行转向泵2的交变加载时，调整第二电磁阀8处于关闭位置，关闭第二电磁阀8所在油路。手动调整安全溢流阀9预应力公斤数与交变负载的最大负载一致，由系统控制器19按照自动试验设计时序控制第一电磁阀(7)的开启时间。转向泵2出口经过第二过滤器6选通进入安全溢流阀9所在油路和第一电磁阀7所在排空油路，来实现交变模拟负载施加。

当转向泵2出现故障或发动机1联动急停时，第一电磁阀7打开选通排空油路，转向泵2的出油口经过冷却器4直接排到储油箱3。

当需要恒定储油箱3的液压油温度时，通过调整比例调节阀18的开度，来调整出油口进入冷却器4的流量。

本发明转向泵测试装置，用作性能测试时，包括如下步骤：

第一步：调整安全溢流阀9预应力公斤数大于转向泵2的最大负载出口压力，打开第二电磁阀8，关闭第一电磁阀7；

第二步：系统控制器19按发动机台架对转向泵2加载许可，开始驱动加载器11，形成对齿轮泵10的传动轴的制动作用，达到对转向泵2加载的目的；

第三步：系统控制器19通过采集转速变送器17、第一压力变送器13、第二压力变送器16、第一温度变送器12和第二温度变送器15折合出转向泵2的标准性能状态。

还有，用作性能测试时，所述加载器11采用液力制动方式，但考虑到加载控制精度和快速要求，加载器11可更换为电涡流或电机制动方式。

用作交变负载模拟时：

第一步：调整安全溢流阀9预应力公斤数与交变负载的最大负载一致，关闭第二电磁阀8，打开第一电磁阀7；

第二步：系统控制器19同步发动机试验台架对转向泵2的交变时序需求，控制第一电磁阀7的开启周期。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于：包括储油箱(3)、冷却器(4)、第一过滤器(5)、第二过滤器(6)、第二电磁阀(8)、安全溢流阀(9)、齿轮泵(10)、加载器(11)、第一温度变送器(12)、第二温度变送器(15)、第一压力变送器(13)、第二压力变送器(16)、转速变送器(17)、系统控制器(19)，

待测转向泵(2)的液压油进口依次通过第一过滤器(5)、第一压力变送器(13)连接储油箱(3)；待测转向泵(2)的液压油出口连接第二过滤器(6)，所述第二过滤器(6)的出口依次通过第二温度变送器(15)、第二压力变送器(16)后分为两个分支油路，第一分支油路依次通过第二电磁阀8、齿轮泵(10)连接冷却器(4)，其中，所述齿轮泵(10)上连接有加载器(11)和转速变送器(17)，且所述齿轮泵(10)、加载器(11)、转速变送器(17)同轴运转；第二分支油路通过安全溢流阀(9)后连接冷却器(4)；所述冷却器(4)连通储油箱(3)，储油箱(3)上安装第一温度变送器(12)；

所述第一温度变送器(12)、第二温度变送器(15)、第一压力变送器(13)、第二压力变送器(16)、转速变送器(17)与系统控制器(19)的输入连接；第二电磁阀(8)、加载器(11)、比例调节阀(18)与系统控制器(19)的输出连接。

2.根据权利要求1所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于：还包括第一电磁阀(7)，所述第二过滤器(6)的出口通过第一电磁阀(7)连接冷却器(4)，构成排空油路，所述第一电磁阀(7)连接系统控制器(19)的输出端。

3.根据权利要求1或2所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于：还包括比例调节阀(18)，所述比例调节阀(18)的入口并接冷却器前后出口和入口，比例调节阀(18)的另一个口连通储油箱(3)，模拟加载液压油路温控装置时：

当需要冷却储油箱(3)内液压油温度时，所述比例调节阀(18)减小冷却器(4)前端进入储油箱(3)的流量，使大量液压油进入冷却器(4)冷却；

当需要加温储油箱(3)内液压油温度时，所述比例调节阀(18)减小进入冷却器(4)液压油流量，增加冷却器(4)前端液压油进入储油箱(3)的流量。

4.根据权利要求1所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于，用作待测转向泵(2)的性能测试时，包括如下步骤：

第一步：调整安全溢流阀(9)预应力公斤数大于转向泵最大负载出口压力，打开电磁阀(8)；

第二步：系统控制器(19)按发动机台架对转向泵加载许可，开始驱动加载器(11)，形成对齿轮泵传动轴的制动作用；

第三步：系统控制器(19)通过转速变送器(17)采集到的流量相关的信息，还有通过第一压力变送器(13)、第二压力变送器(16)、所述第一温度变送器(12)、第二温度变送器(15)采集到的液压油温度和压力的变化信息，折合出转向泵标准性能状态。

5.根据权利要求4所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于：所述加载器(11)采用液力制动方式，或者采用电涡流或电力驱动制动方式。

6.根据权利要求2所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于，用作待测转向泵(2)的交变负载模拟时，包括如下步骤：

第一步：调整安全溢流阀(9)预应力公斤数与交变负载的最大负载一致，关闭电磁阀(8)，打开电磁阀(7)；

第二步：系统控制器(19)同步发动机试验台架对转向泵交变时序需求，控制电磁阀(7)的开启周期。

7.根据权利要求2所述的发动机试验台架用转向泵测试装置，其特征在于：当转向泵(2)出现故障或发动机(1)联动急停时，电磁阀(7)选通排空油路，转向泵出油口经过冷却器(4)直接排到储油箱(3)。