CN106644451A - 车用排气辅助制动阀的性能检测设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备及其工作方法，本发明以高能点火燃烧器替代发动机产生高温高压热源，通过对燃烧室供气量和供油量的控制，产生不同的排气温度和排气压力。燃烧器内部有喷嘴、高能点火器火花塞、燃烧室、整流栅格，燃烧室的后端接整流栅格，实现发动机燃烧过程的模拟。燃烧器产生的高温、高压、高氧化性及高水蒸气含量气流，通过后端引流管道引流后，接入试验管道，该气流引至待检测阀，从而可以进行排气辅助制动阀性能的检测。本发明设备能模拟发动机排气道的温度和压力，模仿发动机气缸的燃烧，实现对不同车型发动机的排气模拟，考核各类排气辅助制动阀的性能及可靠性，并可进行阀体的破坏性试验。

Description

车用排气辅助制动阀的性能检测设备及其工作方法

技术领域：

本发明涉及一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备及其工作方法，属于汽车制造领域。

背景技术：

排气辅助制动阀主要运用在中型和重型卡车上，通过控制汽车的尾气排放来限制柴油发动机功率和转速，进而达到车辆辅助制动的目的。近年来，国产汽车排气辅助制动阀失效的频次较高，人们从机械结构和材质两个方面对排气辅助制动阀进行改进，再通过在卡车上的实车试验，来考核其性能和可靠性。但依靠实车进行排气辅助制动阀的检验，有厂家型号的限制，不具有通用性；实车检验往往是在有限强度和有限时间内完成，不具有普遍性。

因此，我们设计制造了基于高能点火燃烧器替代发动机产生热源的试验考核装置，提供了该设备的工作方法，模拟发动机高温、高压、高氧化性和高水蒸气含量的复杂环境，达到考核排气辅助制动阀性能和可靠性的目的。

发明内容：

本发明提供一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备及其工作方法，设计并制造了脱离实车发动机而以燃烧器为热源的阀门性能检测设备，该设备能模拟发动机排气道的温度和压力，模仿发动机气缸的燃烧，可以实现对不同车型发动机的排气模拟，考核各类排气辅助制动阀的性能及可靠性，并可进行阀体的破坏性试验。

本发明采用如下技术方案：一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备，包括压缩气源、进气稳流管道、流量计、进气调节阀、燃烧器、后端引流管道、旁通调节阀、旁通开关阀、旁通管道、试验段管道、试验阀、消音排气管道、油泵站、供油阀以及供油管道；所述燃烧器内设有燃烧室、喷油嘴、高能点火器火花塞以及整流栅格；所述进气稳流管道与燃烧器的进气端相连，后端引流管道与燃烧器的出气端相连；所述旁通管道和试验段管道均与后端引流管道相连通；所述消音排气管道与试验阀的出气端相连；所述油泵站通过供油管道与燃烧器里面的喷油嘴相连，供油阀设于油泵站上；所述流量计和进气调节阀均设于进气稳流管道上，所述旁通调节阀和旁通开关阀均设于旁通管道上，试验阀设于试验段管道上；所述进气稳流管道、后端引流管道以及试验段管道上均设有测压点和测温点。

进一步地，还包括电控系统，所述电控系统包括测控系统、进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统以及试验段系统；所述测控系统包括上位机、下位机以及配合下位机的低压电路；所述进气稳流系统包括进气稳流管道、流量计、进气调节阀以及进气稳流管道上的温度传感器和压力传感器；燃烧系统包括燃烧器、高能点火器、油泵站、供油阀、供油管道及控制油泵站的变频器；后端引流与旁通系统包括后端引流管道、后端引流管道上的温度传感器和压力传感器、旁通调节阀、旁通开关阀以及旁通管道；试验段系统包括试验阀、试验段管道及试验段管道上的温度压力传感器；所述进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统、试验段系统均受测控系统控制，进气稳流系统、后端引流与旁通系统和试验段系统将各阀体行程数据、温度传感器和压力传感器数据实时反馈给测控系统。

本发明还采用如下技术方案：一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备的工作方法，包括如下步骤：

1)开机时，气源开启，系统进行自检并初始化，检查各个监测点是否数据正常，通过监测进气调节阀阀体位置的电流信号来检查进气调节阀是否处于关闭位置，如自检和初始化有不正常情况，系统会显示提示且不能实验；

2)系统按程序的设定，打开一定角度的进气调节阀，吹去进气稳流管道内的残留物；

3)人工设定目标温度和压力值，系统根据设定的参数计算进气调节阀的行程，并等待流场稳定；

4)待流场稳定后，开始点火并按设定喷油量；

5)10秒内，如果后端引流管道部位的温度达不到预定值，则说明喷油点火故障，提示检查；

6)待以上都正确到位后，则可选择人工单步运行或自动连续运行；

7)如选择自动运行，在设定试验运行次数和周期后，系统先关闭试验阀，试验段管道内开始升压升温，系统自行减少喷油量，待达到目标温度、压力后打开试验阀，随即增大喷油量以稳定预期流场，待流场稳定时继续重复以上开关阀动作，试验过程中有任何意外情况发生时都将立即停止喷油并以最大气流量降温，作为试验的目的，试验阀每次开关的温度、压力数据都会自动保存到数据表中，数据监测图形也同时实时显示在上位机界面上

本发明具有如下有益效果：本发明可以简捷有效地模拟发动机排气状态，电气实现方法稳定，可以对不同规格不同厂家的阀体进行性能检测。

附图说明：

图1为本发明的燃气流向及管道连接图。

图2为电气系统结构图。

图3为通信结构图。

图4为控制流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参照图1所示，本发明车用排气辅助制动阀的性能检测设备，燃气流向主顺序为压缩气源101、进气稳流管道102、流量计103、进气调节阀104、燃烧器105、后端引流管道106、试验段管道110、试验阀111、消音排气管道112。其中进气稳流管道102、后端引流管道106以及试验段管道110上均设有测压点和测温点。燃烧器105内有燃烧室118、喷油嘴116、高能点火器火花塞117以及整流栅格119。柴油经过油泵站113增压后通过供油管道115至燃烧器105内的喷油嘴116，在压缩气源和喷油嘴的共同作用下雾化。

压缩气源101提供的常温压缩空气进入管道的流量由进气调节阀104控制，进入管道的气流在燃烧室118内与柴油混合，燃烧后产生的热气流通过整流栅格119稳流后，接入后端引流管道106，再接入试验段管道110到达试验阀111处。这时若阀门打开，则热气流可以畅通地经由消音排气管道112排出；若关闭阀门，则热气流排出受阻，在燃烧器的后段各管道内迅速升压升温，产生试验用的预期流场和预期压力温度。试验阀111经过开启->闭合->开启的过程，即排气辅助制动阀的一个工作周期，通过连续的高频次的开关动作，来考核排气辅助制动阀的性能及可靠性。如果燃烧过程中温度压力过高，则打开旁通开关阀108，再调节旁通调节阀107协助进行稳流处理。

请参照图1和图2所示，本发明电控系统结构主要包括测控系统、进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统以及试验段系统。测控系统包括上位机、下位机以及配合下位机的低压电路；进气稳流系统包括进气稳流管道102、流量计103、进气调节阀104以及进气稳流管道102上的温度传感器和压力传感器；燃烧系统包括燃烧器105、高能点火器、油泵站113、供油阀114、供油管道115及控制油泵站113的变频器；后端引流与旁通系统包括后端引流管道106及后端引流管道106上的温度传感器和压力传感器、旁通调节阀107、旁通开关阀108、旁通管道109；试验段系统包括试验阀111、试验段管道110及试验段管道110上的温度传感器和压力传感器。所述进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统、试验段系统均受测控系统控制，进气稳流系统、后端引流与旁通系统和试验段系统将各阀体行程数据、温度传感器和压力传感器数据实时反馈给测控系统。

请参照图3所示，本发明通信结构如下：PC机作为上位机，USB4716采集器、油泵变频器、CPU224 XP可编程逻辑控制器均为同等级下位机，上下位机通过图3中的线缆按照各自协议通信。人机交换HMI通过MPI线缆与CPU224单独通信。CPU224 XP主要负责温度监测、电动阀门驱动与控制、开关量输出，USB4716采集器主要负责管道压力和油泵油压的监测，油泵变频器通过控制油泵站转速从而调节喷油压力与喷油量，PC机同步控制上述3个下位机，进而协调系统的动作。

请参照图4所示控制流程图，试验系统开机时，气源开启，系统会进行一次自检并初始化，自检是检查各个监测点是否数据正常，初始化是检查进气调节阀104是否处于关闭位置，如自检和初始化有不正常情况，系统会提示且不能实验。之后系统按照设定，打开一定角度的进气调节阀104，吹去管道内的残留物。根据人工设定的目标温度和压力值，系统自行计算进气调节阀104的行程，等待流场稳定。待流场稳定后，点火并按设定量喷油。10秒内，如果后端引流管道106部位的温度达到预定值，则可选择人工单步控制或自动运行模式，否则说明喷油点火故障，提示检查。以自动运行模式为例，在设定试验运行次数和周期后，系统先关闭试验阀111，试验段管道110内开始升压升温，系统自行减少喷油量，待达到目标温度、压力后，打开试验阀111，随即增大喷油量以稳定预期流场，待流场稳定时继续重复以上开关阀动作。试验过程中有任何意外情况发生都将立即停止喷油并以最大气流量降温。作为试验的目的，试验阀111每次开关的温度、压力数据都会自动保存到数据表中，数据监测图形也同时实时显示在上位机界面上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备，其特征在于:包括压缩气源(101)、进气稳流管道(102)、流量计(103)、进气调节阀(104)、燃烧器(105)、后端引流管道(106)、旁通调节阀(107)、旁通开关阀(108)、旁通管道(109)、试验段管道(110)、试验阀(111)、消音排气管道(112)、油泵站(113)、供油阀(114)以及供油管道(115)；所述燃烧器(105)内设有燃烧室(118)、喷油嘴(116)、高能点火器火花塞(117)以及整流栅格(119)；所述进气稳流管道(102)与燃烧器(105)的进气端相连，后端引流管道(106)与燃烧器(105)的出气端相连；所述旁通管道(109)和试验段管道(110)均与后端引流管道(106)相连通；所述消音排气管道(112)与试验阀(111)的出气端相连；所述油泵站(113)通过供油管道(115)与燃烧器(105)里面的喷油嘴(116)相连，供油阀(114)设于油泵站(113)上；所述流量计(103)和进气调节阀(104)均设于进气稳流管道(102)上，所述旁通调节阀(107)和旁通开关阀(108)均设于旁通管道(109)上，试验阀(111)设于试验段管道(110)上；所述进气稳流管道(102)、后端引流管道(106)以及试验段管道(110)上均设有测压点和测温点。

2.如权利要求1所述的车用排气辅助制动阀的性能检测设备，其特征在于:还包括电控系统，所述电控系统包括测控系统、进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统以及试验段系统；所述测控系统包括上位机、下位机以及配合下位机的低压电路；所述进气稳流系统包括进气稳流管道(102)、流量计(103)、进气调节阀(104)以及进气稳流管道(102)上的温度传感器和压力传感器；燃烧系统包括燃烧器(105)、高能点火器、油泵站(113)、供油阀(114)、供油管道(115)及控制油泵站(113)的变频器；后端引流与旁通系统包括后端引流管道(106)、后端引流管道(106)上的温度传感器和压力传感器、旁通调节阀(107)、旁通开关阀(108)以及旁通管道(109)；试验段系统包括试验阀(111)、试验段管道(110)及试验段管道(110)上的温度压力传感器；所述进气稳流系统、燃烧系统、后端引流与旁通系统、试验段系统均受测控系统控制，进气稳流系统、后端引流与旁通系统和试验段系统将各阀体行程数据、温度传感器和压力传感器数据实时反馈给测控系统。

3.一种车用排气辅助制动阀的性能检测设备的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)开机时，气源开启，系统进行自检并初始化，检查各个监测点是否数据正常，通过监测进气调节阀(104)阀体位置的电流信号来检查进气调节阀(104)是否处于关闭位置，如自检和初始化有不正常情况，系统会显示提示且不能实验；

2)系统按程序的设定，打开一定角度的进气调节阀(104)，吹去进气稳流管道(102)内的残留物；

3)人工设定目标温度和压力值，系统根据设定的参数计算进气调节阀(104)的行程，并等待流场稳定；

4)待流场稳定后，开始点火并按设定喷油量；

5)10秒内，如果后端引流管道(106)部位的温度达不到预定值，则说明喷油点火故障，提示检查；

6)待以上都正确到位后，则可选择人工单步运行或自动连续运行；

7)如选择自动运行，在设定试验运行次数和周期后，系统先关闭试验阀(111)，试验段管道(110)内开始升压升温，系统自行减少喷油量，待达到目标温度、压力后打开试验阀(111)，随即增大喷油量以稳定预期流场，待流场稳定时继续重复以上开关阀动作，试验过程中有任何意外情况发生时都将立即停止喷油并以最大气流量降温，作为试验的目的，试验阀(111)每次开关的温度、压力数据都会自动保存到数据表中，数据监测图形也同时实时显示在上位机界面上。