CN109469572A - 一种发动机动态喷油提前角不解体检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机喷油提前角检测方法，提出一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法。提出的一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法：首先在喷油泵试验台上，对待测的喷油泵‑高压油管‑喷油器系统进行喷油规律测试，同时对高压油管进行动态振动测试；然后，通过对高压油管的振动信号进行处理，并利用测的喷油规律对振动信号进行标定，从而获得振动信号与喷油提前角的对应关系；最后，在确定了高压油管振动信号有喷油提前角的对应关系后即可对实车状态的高压油管振动信号进行动态检测，从而实现发动机实车状态的动态喷油提前角检测；本发明实现了发动机实车状态喷油提前角的准确动态测量，实现了发动机燃油系统不解体状态下的测量。

Description

一种发动机动态喷油提前角不解体检测方法

技术领域

本发明涉及一种发动机喷油提前角检测方法，更具体的说，尤其涉及一种发动机喷油系统不解体的动态喷油提前角检测方法，以及基于油管振动信号的发动机动态喷油提前角检测方法。

背景技术

发动机喷油提前角就是指喷油器开启且向气缸内喷油时刻对应活塞顶部距上止点所对应的曲轴转角。喷油提前角过小，会造成发动机后燃严重，燃油消耗率高，排气温度高，以及冒黑烟等征状。喷油提前角过大，会造成发动机工作粗暴，运转不平稳，机械负荷增大，甚至拉缸等问题；喷油提前角若不符合要求，必将影响到柴油机的动力性和经济性。

供油提前角就是指喷油泵柱塞关闭进回油孔，向高压油管及喷油器供油的时刻对应活塞顶部距上止点所对应的曲轴转角；对于同一油泵油管喷油器系统，供油提前角和喷油提前角的时间间隔可视为恒定值，可通过供油提前角的检测来间接检测喷油提前角；目前，用于发动机供油提前角的检测可以分为静态检测和动态检测两种；其中，静态检测一般是通过滴油法和预升程法对油泵的供油提前角进行测量；动态检测主要有两大类，分别为串联式供油压力传感器检测和夹持式供油压力传感器检测。

静态检测供油提前角方法只能对发动机静态下供油提前角进行测量，不能反映发动机实际运行时的供油提前角及喷油提前角；而动态检测供油提前角的方法中，串联式供油压力传感器检测方法需要将高压油管断开，安装压力传感器，无法实现不解体测量，并且串接压力传感器会影响原高压油路的特性, 会对喷油规律产生影响；夹持式供油压力传感器可实现不解体测量，但这种方法对于传感器及安装的要求很高,不适合发动机实车检测。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法，首先在喷油泵试验台上，对待测的喷油泵-高压油管-喷油器系统进行喷油规律测试，同时对高压油管进行动态振动测试；然后，通过对高压油管的振动信号进行处理，并利用测的喷油规律对振动信号进行标定，从而获得振动信号与喷油提前角的对应关系；最后，在确定了高压油管振动信号有喷油提前角的对应关系后即可对实车状态的高压油管振动信号进行动态检测，从而实现发动机实车状态的动态喷油提前角检测；其具体步骤如下：

第一步，搭建喷油泵试验台；所述的喷油泵试验台具有用以驱动喷油泵的电机；所述电机与所述的喷油泵之间设置有齿盘；并在所述齿盘的外侧设置转速传感器；对应所述的喷油泵设置有燃油供给系统；所述燃油供给系统通过燃油油箱为所述的喷油泵内部供油；对应喷油泵顶部的多个出油口分别设置有喷油器；所述喷油器的进油孔通过高压油管与喷油泵顶部多对应的出油口连通，并在所述的高压油管上振动加速度传感器；所述喷油器的出油孔与所对应的单次喷射仪相连，利用单次喷射仪对喷油器的喷油规律进行测量；所述喷油器的回油孔与燃油油箱相连；对应所述的喷油泵还设置有用以对喷油泵的齿条位置进行调整和记录的齿条位移控制单元，所述齿条位移控制单元利用带有螺纹的调节杆进行手动调节齿条位移，并同时用位移传感器记录齿条位移；

第二步，建立测量系统并进行信号采集：利用转速传感器对油泵转速及相位进行测量，利用单次喷射仪对所对应喷油器的喷油规律进行测量，利用振动加速度传感器对高压油管振动进行测量，然后对喷油泵不同转速不同齿条行程下的油泵相位、喷油规律以及高压油管振动信号进行同步采集；

第三步，对高压油管振动信号进行处理并利用单次喷射仪测得的喷油规律对处理过的振动信号进行标定，从而获得高压油管振动信号与单次喷射仪测到的喷油提前角的对应关系：所述的高压油管振动信号处理包含以下步骤：（1）对振动信号进行短时傅里叶变换，即将振动信号变换为对应的时间、频率及幅值信息；（2）求取每一时刻下的各个频率及每个频率对应振动幅值的乘积的总和；对比单次喷射仪测得的喷油规律和变换过的振动信号，并建立不同转速及不同齿条行程下单次喷射仪测得的喷油提前角与高压油管振动信号获取的喷油提前角的函数关系；

第四步，进行实车喷油提前角检测：对实车状态下高压油管的振动信号进行测量，同时利用转速传感器对曲轴转速和相位进行测量，利用位移传感器对喷油泵齿条行程进行测量，最后对高压油管振动信号按照步骤三进行处理，并利用步骤三中所建立的函数分析获得实车状态的喷油提前角。

本发明提出的一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法，利用高压油管振动信号检测发动机实车状态喷油提前角，并利用油泵试验台对其进行标定，实现了发动机实车状态喷油提前角的准确动态测量，实现了发动机燃油系统不解体状态下的测量。解决了传统方法无法在燃油系统不解体状态下准确检测发动机实车动态喷油提前角测检测问题。

附图说明

图1为油泵试验台检测系统示意图；

图2为单次喷射仪测得的喷油规律与高压油管振动原始信号示意图；

图3为单次喷射仪测得的喷油规律与高压油管振动处理后信号示意图；

图4为实车状态动态喷油提前角检测系统示意图。

图中：1、电机，2、喷油泵，3、燃油供给系统，4、高压油管，5、喷油器，6、喷油器回油管，7、燃油油箱，8、单次喷射仪，9、振动传感器工装，10、振动加速度传感器，11、齿盘，12、转速传感器，13、转速传感器工装，14、进油管，15、回油管，16、燃油输送泵，17、滤清器，18、调压阀，19、齿条位移控制单元，20、曲轴，21、位移传感器。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对发明加以说明：

结合图4，一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法，首先在喷油泵试验台上，对待测的喷油泵-高压油管-喷油器系统进行喷油规律测试，同时对高压油管进行动态振动测试；然后，通过对高压油管的振动信号进行处理，并利用测的喷油规律对振动信号进行标定，从而获得振动信号与喷油提前角的对应关系；最后，在确定了高压油管振动信号有喷油提前角的对应关系后即可对实车状态的高压油管振动信号进行动态检测，从而实现发动机实车状态的动态喷油提前角检测；其具体步骤如下：

第一步，搭建喷油泵试验台；如图1所示，所述的喷油泵试验台具有用以驱动喷油泵2的电机1；所述电机1与所述的喷油泵2之间设置有齿盘11；并在所述齿盘11的外侧设置转速传感器12；对应所述的喷油泵2设置有燃油供给系统3；所述燃油供给系统3通过燃油油箱7为所述的喷油泵2内部供油；对应喷油泵2顶部的多个出油口分别设置有喷油器5；所述燃油供给系统3还包括有与喷油泵连接的进油管14和回油管15，所述进油管14和回油管15与燃油油箱7连通，所述进油管上连有燃油输送泵16、滤清器17及调压阀18；所述喷油器5的进油孔通过高压油管4与喷油泵顶部多对应的出油口连通，并在所述的高压油管4上设置振动加速度传感器10；振动加速度传感器10通过振动传感器工装安装9在高压油管4上；所述喷油器5的出油孔与所对应的单次喷射仪8相连，利用EFS 8267单次喷射仪8对喷油器的喷油规律进行测量；所述喷油器5的回油孔与燃油油箱7相连；对应所述的喷油泵5还设置有用以对喷油泵的齿条位置进行调整和记录的齿条位移控制单元19；

第二步，建立测量系统并进行信号采集：利用转速传感器对油泵转速及相位进行测量，利用单次喷射仪8对所对应喷油器5的喷油规律进行测量，利用振动加速度传感器10对高压油管4振动进行测量，然后对喷油泵不同转速不同齿条行程下的油泵相位、喷油规律以及高压油管振动信号进行同步采集；如图2所示，图中为某一喷油泵转速和齿条行程下喷油规律以及高压油管振动原始信号示意图，横坐标为油泵相位，图中所示为喷油泵旋转一周360度的信号。对比两个信号可以看出开始喷油后高压油管的振动频率及幅值明显增加，所以高压油管的振动信号可以作为检测喷油提前角的依据；

第三步，对高压油管振动信号进行处理并利用单次喷射仪8测得的喷油规律对处理过的振动信号进行标定，从而获得高压油管振动信号与单次喷射仪测到的喷油提前角的对应关系：所述的高压油管振动信号处理包含以下步骤：（1）对振动信号进行短时傅里叶变换，即将振动信号变换为对应的时间、频率及幅值信息；（2）求取每一时刻下的各个频率及每个频率对应振动幅值的乘积的总和；如图3所示，图中给出了喷油规律以及处理后的高压油管振动信号示意图，可以看出处理后的高压油管振动信号能够很好的反应喷油提前角时刻;但是由于高压油管内燃油波动的传播需要一定的时间，所以为了精确检测喷油提前角，需要对比分析单次喷射仪测得的喷油规律和变换过的振动信号，并建立不同转速及不同齿条行程下单次喷射仪测得的喷油提前角与高压油管振动信号获取的喷油提前角的函数关系；

第四步，进行实车喷油提前角检测：对实车状态下高压油管的振动信号进行测量，同时利用转速传感器对曲轴转速和相位进行测量，利用位移传感器对喷油泵齿条行程进行测量，最后对高压油管振动信号按照步骤三进行处理，并利用步骤三中所建立的函数分析获得实车状态的喷油提前角。

所述转速传感器可采用角标仪、磁电传感器、霍尔传感器或者光电传感器等，所述位移传感器传感器可采用电感传感器、电涡流传感器或者霍尔传感器等，所述对高压油管振动测量可对任意高压油管测量也可对全部高压油管同时测量。

Claims (1)

1.一种不解体发动机动态喷油提前角检测方法，其特征在于：首先在喷油泵试验台上，对待测的喷油泵-高压油管-喷油器系统进行喷油规律测试，同时对高压油管进行动态振动测试；然后，通过对高压油管的振动信号进行处理，并利用测的喷油规律对振动信号进行标定，从而获得振动信号与喷油提前角的对应关系；最后，在确定了高压油管振动信号有喷油提前角的对应关系后即可对实车状态的高压油管振动信号进行动态检测，从而实现发动机实车状态的动态喷油提前角检测；其具体步骤如下：

第一步，搭建喷油泵试验台；所述的喷油泵试验台具有用以驱动喷油泵的电机；所述电机与所述的喷油泵之间设置有齿盘；并在所述齿盘的外侧设置转速传感器；对应所述的喷油泵设置有燃油供给系统；所述燃油供给系统通过燃油油箱为所述的喷油泵内部供油；对应喷油泵顶部的多个出油口分别设置有喷油器；所述喷油器的进油孔通过高压油管与喷油泵顶部多对应的出油口连通，并在所述的高压油管上振动加速度传感器；所述喷油器的出油孔与所对应的单次喷射仪相连，利用单次喷射仪对喷油器的喷油规律进行测量；所述喷油器的回油孔与燃油油箱相连；对应所述的喷油泵还设置有用以对喷油泵的齿条位置进行调整和记录的齿条位移控制单元，所述齿条位移控制单元利用带有螺纹的调节杆进行手动调节齿条位移，并同时用位移传感器记录齿条位移；

第二步，建立测量系统并进行信号采集：利用转速传感器对油泵转速及相位进行测量，利用单次喷射仪对所对应喷油器的喷油规律进行测量，利用振动加速度传感器对高压油管振动进行测量，然后对喷油泵不同转速不同齿条行程下的油泵相位、喷油规律以及高压油管振动信号进行同步采集；

第三步，对高压油管振动信号进行处理并利用单次喷射仪测得的喷油规律对处理过的振动信号进行标定，从而获得高压油管振动信号与单次喷射仪测到的喷油提前角的对应关系：所述的高压油管振动信号处理包含以下步骤：（1）对振动信号进行短时傅里叶变换，即将振动信号变换为对应的时间、频率及幅值信息；（2）求取每一时刻下的各个频率及每个频率对应振动幅值的乘积的总和；对比单次喷射仪测得的喷油规律和变换过的振动信号，并建立不同转速及不同齿条行程下单次喷射仪测得的喷油提前角与高压油管振动信号获取的喷油提前角的函数关系；

第四步，进行实车喷油提前角检测：对实车状态下高压油管的振动信号进行测量，同时利用转速传感器对曲轴转速和相位进行测量，利用位移传感器对喷油泵齿条行程进行测量，最后对高压油管振动信号按照步骤三进行处理，并利用步骤三中所建立的函数分析获得实车状态的喷油提前角。