CN110146298A - 发动机燃料系统测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机燃料系统测试装置及方法。该装置包括：供气组件、减压组件、稳压组件和测试组件，供气组件包括多个天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶；减压组件包括输气管、手动截止阀、减压阀、减压过滤分离器、流量表、比例阀和止回阀，稳压组件包括检压力表、安全阀、球阀、电磁阀、手动旋塞阀、稳压过滤分离器和稳压阀，减压输气管的输气端与所述稳压输气管的进气端连接；测试组件包括多根测试支路，测试支路包括测试输气管、测试流量表、测试电磁阀、测试比例阀和喷嘴，喷嘴与待测试发动机的燃烧室相连接。本发明提供的发动机燃料系统测试装置和方法的测试精准度高、耗时短，提高了针对待测发动机燃料系统的测试效率。

Description

发动机燃料系统测试装置及方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机燃料系统测试装置及方 法。

背景技术

随着经济的不断发展，汽车已成为很多家庭中必不可少的交通工具。而发 动机作为汽车的“心脏”，其性能的好坏则直接影响汽车的性能。因此，发动 机在出厂前通常都会进行综合性能测试，而发动机燃料系统的测试是综合性能 测试中很重要的步骤，其直接影响发动机的性能指数，目前传统的发动机特别 是航空发动机主要燃料为煤油，汽油或煤油与汽油的混合物。这些燃料经过燃 烧室燃烧后，尾部产生大量的废气排放在空气中，如二氧化碳，氮氧化物，硫 化物等，这些污染物不仅引起大气污染，还增加温室效应，引起全球变暖。根 据节能减排要求，对发动机燃烧室进行了改进，可以使用天然气或沼气作为燃料，这两种燃料在燃烧室与空气中的氧气充分燃烧后，尾气排放中的有害物质 大大减少，因此，发动机燃料系统测试过程中均可以通过使用天然气或沼气作 为燃料进行发动机燃料系统的性能测试。

现有的发动机燃料系统测试过程中，其测试耗时长，进而导致测试效率低 下，且现有的发动机燃料系统测试过程中其检测误差较大，进而降低了测试的 精准度。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种检测效率高的发动机燃料系统测试装 置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的发动机燃料系统测试装置，包括：供 气组件、与所述供气组件的输气端连接的减压组件、与所述减压组件连接的稳 压组件和与所述稳压组件连接的测试组件，所述供气组件包括多个天然气钢瓶， 二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶；

所述减压组件包括多根减压输气管和分别依序设于每根所述减压输气管 上的手动截止阀、减压阀、过滤分离器、流量表、比例阀和止回阀，所述稳压 组件包括稳压输气管和分别依序设于所述稳压输气管上的压力表、安全阀、球 阀、电磁阀、手动旋塞阀、过滤分离器和稳压阀，所述减压输气管的输气端与 所述稳压输气管的进气端连接；

所述测试组件包括多根测试支路，所述测试支路包括测试输气管和分别依 序设于所述测试输气管上的测试流量表、测试电磁阀、测试比例阀和喷嘴，所 述喷嘴与待测试发动机的燃烧室相连接，所述稳压输气管的输气端与所述测试 输气管的进气端连接。

优选的，每根所述减压输气管上均设有两个所述手动截止阀，前端的所述 手动截止阀设于所述供气组件与所述减压阀之间，后端的所述手动截止阀设于 所述流量表与所述止回阀之间。

优选的，相邻所述减压输气管之间设有混气旋塞阀，所述混气旋塞阀用于 不同所述减压输气管之间天然气、二氧化碳或氮气之间的混合控制。

优选的，所述稳压输气管上还设有泄气排压管，所述泄气排压管与所述稳 压输气管之间还设有泄压旋塞阀。

优选的，所述测试支路包括点火空载测试支路、恒转速空载测试支路和恒 转速加载测试支路。

优选的，所述测试支路还包括补气支路，所述补气支路用于在所述恒转速 加载测试支路开启状态下，所述待测发动机的转速未达到预设转速时，为所述 待测发动机的燃烧室补气。

优选的，所述待测发动机燃料系统测试装置还设有报警提示组件，所述报 警提示组件包括多个蜂鸣器和报警指示灯，所述蜂鸣器和所述报警指示灯与所 述压力表电性连接。

优选的，所述测试输气管的管路直径大于所述稳压输气管的管路直径。

与相关技术相比较，本发明提供的发动机燃料系统测试装置具有如下有益 效果：能有效的对待测发动机进行负载试验，以进行对待测发动机的燃料性能 的测试，以判定燃料系统的稳定性，上述发动机燃料系统测试装置测试精准度 高、耗时短，有效的提高了针对待测发动机燃料系统的测试效率。

本发明实施例的另一目的在于提供一种发动机燃料系统测试方法，所述方 法包括：

当接收到测试指令时，开启天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶上的手 动截止阀，以使所述天然气，二氧化碳和氮气满足混合比例要求，提供供气源；

开启稳压输气管上的电磁阀和点火空载测试支路上的测试电磁阀，并打开 比例阀，调节比例阀的开度，以使所述天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶 对待测发动机的燃烧室提供供气源；

控制所述待测发动机进行点火，并根据所述待测发动机的转速对所述点火 空载测试支路上的测试比例阀进行开度调节，以使满足所述待测发动机的点火 空载要求；

当判断到所述待测发动机未存在点火空载故障时，开启恒转速空载测试支 路上的测试电磁阀和测试比例阀，并控制测试比例阀的开度，以使满足所述待 测发动机的恒转速空载要求；

当判断到所述待测发动机未存在恒转速空载故障时，开启恒转速加载测试 支路上的测试电磁阀和测试比例阀，并控制所述恒转速空载测试支路上测试比 例阀的开度保持恒定，以使满足所述待测发动机的恒转速加载要求；

当判断到所述待测发动机未存在恒转速加载故障时，判定所述待测发动机 的燃料系统测试合格。

优选的，所述方法还包括：

当检测到所述待测发动机的排气温度大于660摄氏度或转速超过39900 r/min时，所有阀门关闭，停止供气。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的发动机燃料系统测试装置中供气组件、减 压组件和稳压组件之间的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的发动机燃料系统测试装置中稳压组件与 测试组件之间的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的发动机燃料系统测试方法的步骤流程图；

图4至图6为本发明第二实施例提供的发动机燃料系统测试方法的具体实 施流程图；

天然气钢瓶	10	减压输气管	11
				手动截止阀	12	减压阀	13
减压过滤分离器	14	流量表	15
				比例阀	16	止回阀	17
稳压输气管	18	压力表	19
				安全阀	20	球阀	21
电磁阀	22	手动旋塞阀	23
				稳压过滤分离器	24	稳压阀	25
点火空载测试支路	26	恒转速空载测试支路	27
				恒转速加载测试支路	28	补气支路	29
测试流量表	30	测试电磁阀	31
				测试比例阀	32	喷嘴	33
泄压排气管	34	泄压旋塞阀	35

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1至图2，本发明第一实施例提供一种发动机燃料系统测试装置， 包括：供气组件、与所述供气组件的输气端连接的减压组件、与所述减压组件 连接的稳压组件和与所述稳压组件连接的测试组件，所述供气组件包括多个天 然气钢瓶10，优选的，本实施例还包括二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶，每个钢瓶 的结构相同，每个钢瓶的参数均为容量40升、压力15Mpa。

所述开关组件包括多根减压输气管11和分别依序设于每根所述减压输气 管11上的手动截止阀12、减压阀13、减压过滤分离器14、流量表15、比例 阀16和止回阀17，所述稳压组件包括稳压输气管18和分别依序设于所述稳 压输气管18上的压力表19、安全阀20、球阀21、电磁阀22、手动旋塞阀23、 稳压过滤分离器24和稳压阀25，所述减压输气管11的输气端与所述稳压输 气管18的进气端连接，其中，天然气、二氧化碳或氮气流出后，依次经过手动截止阀12、减压阀13、减压过滤分离器14、流量表15、比例阀16和止回 阀17后到达三种气体的混合管道，即所述稳压输气管18中进行混合。

所述测试组件包括多根测试支路，所述测试支路包括测试输气管和分别依 序设于所述测试输气管上的测试流量表30、测试电磁阀31、测试比例阀32 和喷嘴33，所述喷嘴33与待测试发动机的燃烧室相连接，所述稳压输气管18 的输气端与所述测试输气管的进气端连接。

具体的，每根所述减压输气管11上均设有两个所述手动截止阀12，前端 的所述手动截止阀12设于所述供气组件与所述减压阀13之间，后端的所述手 动截止阀12设于所述流量表15与所述止回阀17之间。

此外，本实施例中，相邻所述减压输气管11之间设有混气旋塞阀，所述 混气旋塞阀用于不同所述开关输气管11之间天然气、二氧化碳或氮气之间的 混合控制，所述稳压输气管18上还设有泄气排压管34，所述泄气排压管34 与所述稳压输气管18之间还设有泄压旋塞阀35。

本实施例中，所述测试支路包括点火空载测试支路26、恒转速空载测试 支路27和恒转速加载测试支路28，所述测试支路还包括补气支路29，所述补 气支路29用于在所述恒转速加载测试支路28开启状态下，所述待测发动机的 转速未达到预设转速时，为所述待测发动机的燃烧室补气，其中，点火空载测 试支路26、恒转速空载测试支路27、恒转速加载测试支路28和补气支路29 对应分别为支路一、支路二、支路三和支路四，支路一主要完成点火，空载启 动功能，支路二主要完成燃料切换，恒转速空载功能，支路三主要完成燃料切换、恒转速加载功能，支路四主要完成补气恒转速加载功能。

所述待测发动机燃料系统测试装置还设有报警提示组件，所述报警提示组 件包括多个蜂鸣器和报警指示灯，所述蜂鸣器和所述报警指示灯与所述压力表 19电性连接，所述测试输气管的管路直径大于所述稳压输气管18的管路直径。

具体的，本实施步骤为：

1.在燃料供给系统试验装置上将十罐天然气钢瓶10的角阀打开，另外十 罐天然气钢瓶10的角阀关闭，作为备用使用，打开天然气钢瓶10上的手动截 止阀12，其余的手动截止阀12均处于关闭状态，以确保燃料为天然气。

2、当发动机启动点火时，根据控制要求，首先打开稳压电磁阀22和测试 电磁阀31，控制减压比例阀16和测试比例阀32的开度，确保天然气流量满 足设备启动点火要求；

3、当发动机启动点火成功后控制支路一上稳压电磁阀31的开度，减压比 例阀16开度保持不变，发动机燃料的供给根据发动机转速的大小确定支路一 上稳压电磁阀31的开度，最终通过PID调节满足设备空载要求；

4、当发动机达到空载要求，按下燃料切换按钮，开启支路二上测试电磁 阀31，支路一比例阀开度逐渐减小，支路二通过PID调节模式调节比例阀开 度，直到支路一比例阀开度减小到0时，关闭支路一上电磁阀，支路二上的比 例阀开度满足设备空载要求，此时，发动机转速到达恒定转速38000r/min；

5、当进行加载系统试验时，系统自动检测支路二上的比例阀开度的大小 的变化量，发现变化量超过一定的范围时，说明有加载发生，打开支路三上的 开关电磁阀，此时，保证支路二比例阀开度的值为一恒定值，发动机转速的 PID控制通过支路三上的比例阀开度的值实现；

6、如果在加载情况下支路三的比例阀全部打开后，转速未达到额定转速 38000r/min时，则打开支路四电磁阀，支路三的比例阀100％打开，支路四的 比例阀进行发动机速度的PID调节，达到负载要求和转速要求；

7、当发动机排气温度超过660摄氏度或发动机转速超过39900r/min或发 动机燃料供给系统试验装置管道漏气出现燃气浓度超标或发生火灾时，整个发 动机燃料供给系统试验装置所有阀门关闭，停止供气，保证设备的安全。

优选的，本实施例中，将十罐天然气钢瓶10的角阀打开，另外十罐天然 气钢瓶10的角阀关闭，作为备用使用。打开所有的手动截止阀12，在监控装 置上设定天然气，氮气和二氧化碳的混合比例，以根据混合比例的设定值控制 比例阀开度的大小，保证天然气，氮气和二氧化碳达到比例要求，使得能达到 模拟沼气供燃的效果，且本实施例中，在发动机点火阶段、空载阶段、燃料切 换阶段和负载阶段的控制方法与单独供天然气时候一样。

本实施例能根据发动机转速控制以及各种超温，超压保护的要求，通过控 制器控制燃料供给系统试验装置中天然气，二氧化碳和氮气的比例，确保发动 机正常试验工作。在本实施例中可根据试验要求，对发动机进行负载试验，如 增加负载和较少负载。通过各项试验，判别该系统的稳定性，响应速度快慢， 误差大小，尾气排放数据的采集，研究等工作，能有效的对待测发动机进行负 载试验，以进行对待测发动机的燃料性能的测试，以判定燃料系统的稳定性， 上述发动机燃料系统测试装置测试精准度高、耗时短，有效的提高了针对待测 发动机燃料系统的测试效率。

实施例二

请参阅图3，是本发明第二实施例提供的发动机燃料系统测试方法的流程 图，包括步骤：

步骤S10，当接收到测试指令时，开启天然气钢瓶上的手动截止阀，以使 所述天然气钢瓶提供天然气；

步骤S20，开启稳压输气管上的稳压电磁阀和点火空载测试支路上的测试 电磁阀，并对减压比例阀和测试比例阀的开度状态进行调节，以使所述天然气 钢瓶对待测发动机的燃烧室提供天然气；

步骤S30，控制所述待测发动机进行点火，并根据所述待测发动机的转速 对所述点火空载测试支路上的测试电磁阀进行开度调节，以使满足所述待测发 动机的点火空载要求；

步骤S40，当判断到所述待测发动机未存在点火空载故障时，开启恒转速 空载测试支路上的测试电磁阀，并控制减小所述点火空载测试支路上测试电磁 阀的开度，以使满足所述待测发动机的恒转速空载要求；

步骤S50，当判断到所述待测发动机未存在恒转速空载故障时，开启恒转 速加载测试支路上的测试电磁阀，并控制所述恒转速空载测试支路上测试电磁 阀的开度保持恒定，以使满足所述待测发动机的恒转速加载要求；

步骤S60，当判断到所述待测发动机未存在恒转速加载故障时，判定所述 待测发动机的燃料系统测试合格；

优选的，所述方法还包括：

当检测到所述待测发动机的排气温度大于660摄氏度或转速超过39900 r/min时，所有阀门关闭，停止供气。

此外，本实施例中，优选的，可以将十罐天然气钢瓶的角阀打开，另外罐 个天然气钢瓶的角阀关闭，作为备用使用。打开所有的手动截止阀，在监控装 置上设定天然气，氮气和二氧化碳的混合比例，以根据混合比例的设定值控制 比例阀开度的大小，保证天然气，氮气和二氧化碳达到比例要求，使得能达到 模拟沼气供燃的效果，且本实施例中，在发动机点火阶段、空载阶段、燃料切 换阶段和负载阶段的控制方法与单独供天然气时候一样。

请参阅图4至图6，是本发明第二实施例提供的发动机燃料系统测试方法 的具体实施流程图，其中，点火空载测试支路、恒转空载测试支路、恒转加载 测试支路和补气支路对应分别为支路一、支路二、支路三和支路四，支路一主 要完成点火，空载启动功能，支路二主要完成燃料切换，恒转速空载功能，支 路三主要完成燃料切换、恒转速加载功能，支路四主要完成补气恒转速加载功 能，该1号喷嘴为支路一上的喷嘴、燃料阀R1、R2、R3和R4依序为支路四、 支路三、支路二和支路一上的测试比例阀；R5为稳压电磁阀；电磁阀V-1、 V-2、V-3和V-4依序为支路四、支路三、支路二和支路一上的测试电磁阀； v-5为减压比例阀。

本实施例能根据发动机转速控制以及各种超温，超压保护的要求，通过控 制器控制燃料供给系统试验装置中天然气，二氧化碳和氮气的比例，确保发动 机正常试验工作。在本实施例中可根据试验要求，对发动机进行负载试验，如 增加负载和较少负载。通过各项试验，判别该系统的稳定性，响应速度快慢， 误差大小，尾气排放数据的采集，研究等工作，能有效的对待测发动机进行负 载试验，以进行对待测发动机的燃料性能的测试，以判定燃料系统的稳定性， 上述发动机燃料系统测试方法测试精准度高、耗时短，有效的提高了针对待测 发动机燃料系统的测试效率。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机燃料系统测试装置，其特征在于，包括：供气组件、与所述供气组件的输气端连接的减压组件、与所述减压组件连接的稳压组件和与所述稳压组件连接的测试组件，所述供气组件包括多个天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶；

所述减压组件包括多根输气管和分别依序设于每根所述减压输气管上的手动截止阀、减压阀、减压过滤分离器、流量表、比例阀和止回阀，所述稳压组件包括稳压输气管和分别依序设于所述稳压输气管上的压力表、安全阀、球阀、电磁阀、手动旋塞阀、稳压过滤分离器和稳压阀，所述减压输气管的输气端与所述稳压输气管的进气端连接；

所述测试组件包括多根测试支路，所述测试支路包括测试输气管和分别依序设于所述测试输气管上的测试流量表、测试电磁阀、测试比例阀和喷嘴，所述喷嘴与待测试发动机的燃烧室相连接，所述检测输气管的输气端与所述测试输气管的进气端连接。

2.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，每根所述减压输气管上均设有两个所述手动截止阀，前端的所述手动截止阀设于所述供气组件与所述减压阀之间，后端的所述手动截止阀设于所述流量表与所述止回阀之间。

3.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，相邻所述减压输气管之间设有手动旋塞阀，所述手动旋塞阀用于不同所述减压输气管之间天然气、二氧化碳或氮气之间的混合控制。

4.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，所述稳压输气管上还设有泄气排压管，所述泄气排压管与所述稳压输气管之间还设有泄压旋塞阀。

5.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，所述测试支路包括点火空载测试支路、恒转速空载测试支路和恒转速加载测试支路。

6.根据权利要求5所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，所述测试支路还包括补气支路，所述补气支路用于在所述恒转加载测试支路开启状态下，所述待测发动机的转速未达到预设转速时，为所述待测发动机的燃烧室补气。

7.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，所述待测发动机燃料系统测试装置还设有报警提示组件，所述报警提示组件包括多个蜂鸣器和报警指示灯，所述蜂鸣器和所述报警指示灯与所述压力表电性连接。

8.根据权利要求1所述的发动机燃料系统测试装置，其特征在于，所述测试输气管的管路直径大于所述稳压输气管的管路直径。

9.一种发动机燃料系统测试方法，其特征在于，所述方法包括：

当接收到测试指令时，开启天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶上的手动截止阀，以使所述天然气，二氧化碳和氮气满足混合比例要求，提供供气源；

开启稳压输气管上的电磁阀和点火空载测试支路上的测试电磁阀，并打开比例阀，调节比例阀的开度，以使所述天然气钢瓶，二氧化碳钢瓶和氮气钢瓶对待测发动机的燃烧室提供供气源；

控制所述待测发动机进行点火，并根据所述待测发动机的转速对所述点火空载测试支路上的测试比例阀进行开度调节，以使满足所述待测发动机的点火空载要求；

当判断到所述待测发动机未存在点火空载故障时，开启恒转速空载测试支路上的测试电磁阀和测试比例阀，并控制测试比例阀的开度，以使满足所述待测发动机的恒转速空载要求；

当判断到所述待测发动机未存在恒转速空载故障时，开启恒转速加载测试支路上的测试电磁阀和测试比例阀，并控制所述恒转速空载测试支路上测试比例阀的开度保持恒定，以使满足所述待测发动机的恒转速加载要求；

当判断到所述待测发动机未存在恒转速加载故障时，判定所述待测发动机的燃料系统测试合格。

10.根据权利要求9所述的发动机燃料系统测试方法，所述方法还包括：

当检测到所述待测发动机的排气温度大于660摄氏度或转速超过39900r/min时，所有阀门关闭，停止供气。