CN108007671A - 一种发动机流阻测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机流阻测试装置及测试方法，包括超声波流量传感器、将超声波流量传感器安装在发动机上的安装机构、处理采集信息的处理器和显示器，超声波流量传感器通过数据线Ⅰ连接到处理器上，处理器通过数据线Ⅱ连接到显示器上。安装机构包括安装支架、传感器安装室和定位机构，传感器安装室连接在安装支架上，超声波流量传感器安装在传感器安装室内，定位机构设置在安装支架上。安装支架上设有轨道，安装室Ⅰ滑动连接在轨道上，则整个传感器安装室可沿轨道移动，可使超声波流量传感器在水平面内进行微调。利用本发明的测试装置及测试方法对发动机各油道的流量进行测试，可以从本质上了解发动机各油道流阻(即油耗)真实数据及性能。
Description
技术领域
本发明属于发动机性能试验技术领域，具体涉及一种发动机流阻测试装置及测试方法。
背景技术
发动机台架试验时需要监控各种数据，在对润滑系统润滑效率测试时需要对整个润滑系统当中的流阻进行测试。
以往的方法是只针对机油压力进行监控，对流量不进行监控，因为设备性能要求无法满足，且需要对发动机流道进行变更，因此实现困难。由此，现有的机油压力测试存在测试不能反映发动机全程分支流阻的实际的问题。而且在现有技术中使用传感器测试发动机的性能时，大都需要在发动机上打孔，在发动机上打孔存在安全隐患，若打孔的位置选不好可能会使发动机漏油，更严重的会导致发动机报废。
发明内容
针对现有技术中发动机性能测试存在的不足，本发明的目的在于提供一种不用在发动机上打孔、无需改变油道、且可以测试发动机全程分支流阻的发动机流阻测试装置及测试方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种发动机流阻测试装置，包括超声波流量传感器、将超声波流量传感器安装在发动机上的安装机构、处理采集信息的处理器和显示器，所述超声波流量传感器通过数据线Ⅰ连接到处理器上，所述处理器通过数据线Ⅱ连接到显示器上。
进一步的，所述安装机构包括安装支架和传感器安装室，所述传感器安装室连接在所述安装支架上，所述超声波流量传感器安装在所述传感器安装室内。
进一步的，所述传感器安装室包括安装室Ⅰ和安装室Ⅱ，在所述安装室Ⅱ上设有调节螺栓。
进一步的，所述安装室Ⅰ和安装室Ⅱ为均为圆筒结构，所述安装室Ⅰ圆筒结构的外径大于所述安装室Ⅱ圆筒结构的外径。
进一步的，所述安装支架上设有轨道，所述安装室Ⅰ滑动连接在所述轨道上。
进一步的，所述安装机构还包括定位机构，所述定位机构设置在所述安装支架上。
进一步的，所述定位机构包括设置在所述安装支架的定位凸台、定位板和设置在安装室Ⅰ上的限位孔Ⅱ，所述定位板的一端通过螺栓活动连接在所述定位凸台上，所述定位板的另一端设有限位孔Ⅰ，所述限位孔Ⅰ和所述限位孔Ⅱ通过定位销连接。
本发明还涉及一种利用上发动机流阻测试装置进行发动机流阻测试的方法，所述方法为：1)将超声波流量传感器安装在安装机构上；2)将安装机构安装到发动机上，所述安装机构安装在发动机的主油道上和设有压力传感器的分支油道上；3)将所述超声波流量传感器与所述处理器连接，微调所述超声波流量传感器在所述安装机构上的位置；4)开始进行流阻测试，在设定转速及设定温度条件下对发动机承载多种负载的情况分别进行测试。
进一步的，所述设定转速的取值范围为：发动机转速750rpm～6500rpm；所述设定温度的范围为：-30℃～135℃；所述多种负载的选择为：低负载、中负载、高负载。
进一步的，进行流阻测试的操作过程为：步骤1：在发动机转速为750rpm～6500rpm之间每间隔一定的值取点一次进行试验，在低负载、中负载、高负载每一种负载下均进行以下操作：控制发动机的温度在-30℃～135℃之间每间隔一定的值读取所有超声波流量传感器的数据，并进行保存；步骤2：对上述步骤1测试到的数据进行后处理，绘制发动机不同转速、不同温度、不同负载工况下发动机各油道的流量曲线，从而确定发动机流阻；步骤3：将通过本实验测到的发动机各油道之间的实际流阻与理论设计初期的一维仿真结果进行对比，然后对油道和实际供油量进行优化，从而优化可变油泵。
采用本发明技术方案的优点为：
1、利用超声波流量传感器对发动油道内的流量进行测试，由于超声波流量传感器无需将传感元件深入到油道内即可实现对油道内流量额测试，避免了改变油道带来的不便，避免了在发动上打孔。将发动机打漏的安全隐患。利用本发明的发动机流阻测试装置对发动机各油道的流量进行测试，简单、方便且不存在安全隐患。
2、本发明旋转调节螺栓可实现对超声波流量传感器在竖直方向的定位；挡板可以避免调节螺栓松动时超声波流量传感器掉落，起到双重保护的作用。
3、本发明定位机构的定位板将安装室Ⅰ压住，避免了由于振动传感器安装室上下窜动；通过定位销将定位板与安装室Ⅰ连接，实现了对超声波流量传感器在水平面上的精确定位。
4、将超声波流量传感器安装在发动机的主油道上和设有压力传感器的分支油道上，利用本发明的试验方法，可以从本质上了解发动机各油道流阻(即油耗)真实数据及性能，对于发动机的正向开发或后期的优化都起到重要的指导作用
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明安装机构的局部俯视图。
图3为本发明定位机构与传感器安装室的局部示意图。
上述图中的标记分别为：1.超声波流量传感器；2.安装机构；21.安装支架；211.轨道；212.电磁铁；22.传感器安装室；221.安装室Ⅰ；222.安装室Ⅱ；223.调节螺栓；224.限位块；225.挡板；226.限位孔Ⅱ；23.定位机构；231.定位凸台；232.螺栓；233.定位板；234.限位孔Ⅰ；235.定位销；236.导轨；237.螺母；3.处理器；4.显示器；5.数据线Ⅰ；6.数据线Ⅱ。
具体实施方式
在本发明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2、图3所示，一种发动机流阻测试装置，包括超声波流量传感器1、将超声波流量传感器1安装在发动机上的安装机构2、处理采集信息的处理器3和显示器4，超声波流量传感器1通过数据线Ⅰ5连接到处理器3上，处理器3通过数据线Ⅱ6连接到显示器4上。利用超声波流量传感器1对发动油道内的流量进行测试，由于超声波流量传感器1无需将传感元件深入到油道内即可实现对油道内流量额测试，避免了改变油道带来的不便，避免了在发动上打孔，将发动机打漏的安全隐患。利用本发明的发动机流阻测试装置对发动机各油道的流量进行测试，简单、方便且不存在安全隐患。
上述安装机构2包括安装支架21、传感器安装室22和定位机构23，传感器安装室22连接在安装支架21上，超声波流量传感器1安装在传感器安装室22内，定位机构23设置在安装支架21上。
传感器安装室22包括安装室Ⅰ221和安装室Ⅱ222，安装室Ⅰ221和安装室Ⅱ222为均为圆筒结构，安装室Ⅰ221圆筒结构的外径大于安装室Ⅱ222圆筒结构的外径。在安装室Ⅱ222上设有调节螺栓223，调节螺栓223插进安装室Ⅱ222内的一端上设有限位块224。在使用时，将超声波流量传感器1放置在传感器安装室22，可以从上端的安装室Ⅰ221放入，也可以从安装室Ⅱ222底部放入，可根据超声波流量传感器1的实际形状进行选择。将超声波流量传感器1放入并调整好位置后，旋转调节螺栓223，使限位块224将超声波流量传感器1夹紧，实现对超声波流量传感器1在竖直方向的定位。
优选的，安装室Ⅱ222远离安装室Ⅰ221的一端设有挡板225，挡板225的孔径小于超声波流量传感器1的最大直径。这种方式超声波流量传感器1只能从上端的安装室Ⅰ221放入，挡板225可以避免调节螺栓223松动时超声波流量传感器1掉落，起到双重保护的作用。
上述安装支架21上设有轨道211，安装室Ⅰ221滑动连接在轨道211上，则整个传感器安装室22可沿轨道211移动，可使超声波流量传感器1在水平面内进行微调，从找到更好的采集点。优选的，在安装支架21的底部设有电磁铁212，电磁铁212通电时吸附，不通电时无吸附功能。由于发动机由铸铁材料制成，所以可以通过电磁铁212将安装机构2吸附在发动机上，避免了在发动机上打孔。除了设置磁铁外还可以设置挂架、安装孔等，此处的安装孔是通过链索、扎带等将安装机构2固定在发动机上。
上述定位机构23包括设置在安装支架21的定位凸台231、定位板233和设置在安装室Ⅰ221上的限位孔Ⅱ226，定位板233的一端通过螺栓232活动连接在定位凸台231上，定位板233的另一端设有限位孔Ⅰ234，限位孔Ⅰ234和限位孔Ⅱ226通过定位销235连接。定位凸台231为沿轨道211方向设置的长条形凸台，在定位凸台231上设有导轨236，与螺栓232适配的螺母237滑动连接在导轨236上，螺栓232、定位板233和螺母237均可沿导轨236滑动，螺母237不能上下移动，只能在平面上滑动。当传感器安装室22的位置确定后，沿导轨236移动螺栓232、定位板233和螺母237恰好可以定位传感器安装室22的位置时，将螺栓232拧紧在螺母237上，即可根据需求任意调节定位板233的固定位置，以使定位效果达到最好。定位机构23的定位板233将安装室Ⅰ221压住，避免了由于振动传感器安装室22上下窜动；通过定位销235将定位板233与安装室Ⅰ221连接，实现了对超声波流量传感器1在水平面上的精确定位。
本发明提供的传感器安装装置，不仅仅适用于对发动机的流阻进行测试，只要在利用传感器进行性能检测时均可使用，前提是该传感器不用深入到检测对象的内部即可检测。
一种利用上述发动机流阻测试装置进行发动机流阻测试的方法，包括1)将超声波流量传感器1安装在安装机构2上；2)将安装机构2安装到发动机上，安装机构2安装在发动机的主油道上和设有压力传感器的分支油道上；3)将超声波流量传感器1与处理器3连接，微调超声波流量传感器1在安装机构2上的位置；4)开始进行流阻测试，在设定转速及设定温度条件下对发动机承载多种负载的情况分别进行测试。
上述设定转速的取值范围为：发动机转速750rpm～6500rpm；设定温度的范围为：-30℃～135℃；多种负载的选择为：低负载、中负载、高负载，也可选择1/4负荷、1/2负荷、3/4负荷、全负荷进行测试。
进行流阻测试的操作过程为：步骤1：在发动机转速为750rpm～6500rpm之间每间隔一定的值取点一次进行试验，在低负载、中负载、高负载每一种负载下均进行以下操作：控制发动机的温度在-30℃～135℃之间每间隔一定的值读取所有超声波流量传感器1的数据，并进行保存；步骤2：对上述步骤1测试到的数据进行后处理，绘制发动机不同转速、不同温度、不同负载工况下发动机各油道的流量曲线，从而确定发动机流阻；步骤3：将通过本实验测到的发动机各油道之间的实际流阻与理论设计初期的一维仿真结果进行对比，然后对油道和实际供油量进行优化，从而优化可变油泵。
本发明测试的具体步骤为：
1)发动机转速为750rpm时：控制发动机的温度在-30℃～0℃之间每隔10℃取点一次，在0℃～135℃之间每隔20℃取点一次，在保证同一转速、同一温度的情况下，依次加载低负载、中负载、高负载(或按照1/4负荷、1/2负荷、3/4负荷、全负荷加载)，依次读取在每一种工况主油道和各个分支油道上安装的超声波流量传感器1的测试数据并发送到处理器3进行保存和处理。
2)发动机转速为6500rpm时：控制发动机的温度在-30℃～0℃之间每隔10℃取点一次，在0℃～135℃之间每隔20℃取点一次，在保证同一转速、同一温度的情况下，依次加载低负载、中负载、高负载(或按照1/4负荷、1/2负荷、3/4负荷、全负荷加载)，依次读取在每一种工况主油道和各个分支油道上安装的超声波流量传感器1的测试数据并发送到处理器3进行保存和处理。
在发动机转速为750rpm～6500rpm之间每间隔250rpm取点一次进行试验，即所取测试点为：发动机转速750rpm、1000rpm、1250rpm、1500rpm、1750rpm、2000rpm、2250rpm、2500rpm、2750rpm、3000rpm、3250rpm、3500rpm、3750rpm、4000rpm、4250rpm、4500rpm、4750rpm、5000rpm、5250rpm、5500rpm、5750rpm、6000rpm、6250rpm、6500rpm，对发动机在每个转速时进行测试的具体操作过程，与发动机转速为750rpm和6500rpm时的具体操作相同，其区别仅在于发动机转速的不同。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机流阻测试装置，其特征在于：包括超声波流量传感器(1)、将超声波流量传感器(1)安装在发动机上的安装机构(2)、处理采集信息的处理器(3)和显示器(4)，所述超声波流量传感器(1)通过数据线Ⅰ(5)连接到处理器(3)上，所述处理器(3)通过数据线Ⅱ(6)连接到显示器(4)上。
2.如权利要求1所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：所述安装机构(2)包括安装支架(21)和传感器安装室(22)，所述传感器安装室(22)连接在所述安装支架(21)上，所述超声波流量传感器(1)安装在所述传感器安装室(22)内。
3.如权利要求2所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：所述传感器安装室(22)包括安装室Ⅰ(221)和安装室Ⅱ(222)，在所述安装室Ⅱ(222)上设有调节螺栓(223)。
4.如权利要求3所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：所述安装室Ⅰ(221)和安装室Ⅱ(222)为均为圆筒结构，所述安装室Ⅰ(221)圆筒结构的外径大于所述安装室Ⅱ(222)圆筒结构的外径。
5.如权利要求2至4任意一项所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：
所述安装支架(21)上设有轨道(211)，所述安装室Ⅰ(221)滑动连接在所述轨道(211)上。
6.如权利要求2所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：所述安装机构(2)还包括定位机构(23)，所述定位机构(23)设置在所述安装支架(21)上。
7.如权利要求5所述的一种发动机流阻测试装置，其特征在于：所述定位机构(23)包括设置在所述安装支架(21)的定位凸台(231)、定位板(233)和设置在安装室Ⅰ(221)上的限位孔Ⅱ(226)，所述定位板(233)的一端通过螺栓(232)活动连接在所述定位凸台(231)上，所述定位板(233)的另一端设有限位孔Ⅰ(234)，所述限位孔Ⅰ(234)和所述限位孔Ⅱ(226)通过定位销(235)连接。
8.一种利用如权利要求1至7任意一项所述的一种发动机流阻测试装置进行发动机流阻测试的方法，其特征在于：1)将超声波流量传感器(1)安装在安装机构(2)上；2)将安装机构(2)安装到发动机上，所述安装机构(2)安装在发动机的主油道上和设有压力传感器的分支油道上；3)将所述超声波流量传感器(1)与所述处理器(3)连接，微调所述超声波流量传感器(1)在所述安装机构(2)上的位置；4)开始进行流阻测试，在设定转速及设定温度条件下对发动机承载多种负载的情况分别进行测试。
9.如权利要求8所述的一种发动机流阻测试方法，其特征在于：所述设定转速的取值范围为：发动机转速750rpm～6500rpm；所述设定温度的范围为：-30℃～135℃；所述多种负载的选择为：低负载、中负载、高负载或1/4负荷、1/2负荷、3/4负荷、全负荷。
10.如权利要求9所述的一种发动机流阻测试方法，其特征在于：进行流阻测试的操作过程为：步骤1：在发动机转速为750rpm～6500rpm之间每间隔一定的值取点一次进行试验，在低负载、中负载、高负载每一种负载下均进行以下操作：控制发动机的温度在-30℃～135℃之间每间隔一定的值读取所有超声波流量传感器(1)的数据，并进行保存；步骤2：对上述步骤1测试到的数据进行后处理，绘制发动机不同转速、不同温度、不同负载工况下发动机各油道的流量曲线，从而确定发动机流阻；步骤3：将通过本实验测到的发动机各油道之间的实际流阻与理论设计初期的一维仿真结果进行对比，然后对油道和实际供油量进行优化，从而优化可变油泵。
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