CN110455524A - 一种单体泵控制阀流量测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单体泵控制阀流量测试装置，包括单体泵，单体泵通过第一管路连接至油箱，第一管路上安装流量传感器，油箱依次通过燃油滤芯、加热器连接至制冷器，制冷器通过第二管路连接至高压油泵，第二管路上安装温度传感器，高压油泵的一端连接至驱动装置，另一侧通过流量控制阀连接至蓄压容器，蓄压容器通过压力控制阀管路连接至单体泵，蓄压容器上安装轨压传感器，单体泵的阀芯连接至单体泵控制阀升程微调装置，流量传感器、加热器、制冷器、温度传感器、压力控制阀、轨压传感器和单体泵均信号连接至控制系统器。本发明所述的单体泵控制阀流量测试装置，具有测试效率高、测试数据实时处理、测试结果易于观测等优点。

Description

一种单体泵控制阀流量测试装置

技术领域

本发明属于动力机械阀类流量测试技术领域，尤其是涉及一种单体泵控制阀流量测试装置。

背景技术

单体泵控制阀是电控单体泵燃油喷射系统的核心元件之一。控制阀通过电磁铁作用控制低压油路和高压油路的通断，当控制阀关闭时，柱塞被凸轮轴顶推上行，在柱塞腔中建立起高压。经过高压油管输送到喷油器处高压喷出；控制阀打开时，柱塞腔燃油在控制阀口处泄漏到低压油路中，结束供油。控制阀的流通能力必须足够柱塞腔的燃油在达到喷油器喷油结束后完全泄漏到低压油路中，才能保证系统的可靠运行，因此，控制阀的流通泄漏能力是设计电控单体泵供油系统中的一个关键数据。然而，目前没有专门测试控制阀流通能力的试验装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种单体泵控制阀流量测试装置，以提供一种在高、低压油路不同压力差、不同控制阀开度条件下，能够测试控制阀锥面阀口的燃油泄漏流量，方便评估控制阀流通能力的单体泵控制阀流量测试装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种单体泵控制阀流量测试装置，包括流量传感器、油箱、燃油滤芯、加热器、制冷器、温度传感器、驱动装置、高压油泵、流量控制阀、蓄压容器、泄压阀、压力控制阀、轨压传感器、单体泵、控制系统和单体泵控制阀升程微调装置，单体泵通过第一管路连接至油箱，第一管路上安装流量传感器，油箱依次通过燃油滤芯、加热器连接至制冷器，制冷器通过第二管路连接至高压油泵，第二管路上安装温度传感器，高压油泵的一端连接至驱动装置，另一侧通过流量控制阀连接至蓄压容器，蓄压容器通过压力控制阀管路连接至单体泵，蓄压容器上安装轨压传感器，单体泵的外部安装单体泵装夹装置，单体泵的控制阀阀芯连接至单体泵控制阀升程微调装置，单体泵控制阀升程微调装置包括力传感器、步进电机、涡轮-蜗杆减速机、滚珠丝杠、数字千分表和位移台，控制阀阀芯的前端安装力传感器，力传感器安装在位移台的一侧，位移台的另一侧依次通过滚珠丝杠、涡轮-蜗杆减速机连接至步进电机，位移台的一端安装数字千分表，流量传感器、加热器、制冷器、温度传感器、压力控制阀、轨压传感器、单体泵和步进电机均信号连接至控制系统的控制器。

进一步的，单体泵装夹装置包括装夹本体，装夹本体内部安装单体泵，装夹本体内部设有过油管路，装夹本体的的横截面为类T型结构，装夹本体的第一端设有上支架，上支架安装在单体泵控制阀升程微调装置的位移台上，第二端设有进油口，进油口连接至油箱靠近燃油滤芯的一侧，第三端设有回油口，回油口连接至流量传感器。

进一步的，控制系统的控制器为计算机。

进一步的，蓄压容器一侧安装泄压阀。

进一步的，驱动装置包括变频器和主轴电机，主轴电机的一端连接至变频器，另一端连接至高压油泵，变频器信号连接至控制系统的控制器。

进一步的，数字千分表通过螺钉固定在位移台上。

进一步的，滚珠丝杠为精密研磨滚珠丝杠。

进一步的，力传感器的输出电流为0～20mV，在电路中串联一个250kΩ电阻，输出电压为0～5V。

进一步的，涡轮-蜗杆减速机中，蜗轮蜗杆减速比为50，对应蜗杆每转50圈，蜗轮转动一圈。

进一步的，步进电机步的距角为1.8°，驱动电压为24V，扭矩为0.2Nm。

相对于现有技术，本发明所述的单体泵控制阀流量测试装置具有以下优势：

(1)本发明所述的单体泵控制阀流量测试装置，实现了对控制阀高低压油路压力差、燃油温度和控制阀升程的精准控制，可以方便的测量不同控制阀高低压油路压力差、燃油温度和控制阀升程的情况下，控制阀锥面阀口的燃油泄漏流量，计算阀口流通能力。

(2)本发明所述的单体泵控制阀流量测试装置，可以对不同的控制阀样件进行流量测试及选型优化，同时可以确定控制阀升程最优值，具有测试效率高、测试数据实时处理、测试结果易于观测等优点。

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为本发明实施例所述的单体泵控制阀流量测试装置的系统原理图；

图2为本发明实施例所述的单体泵装夹装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的单体泵控制阀升程微调装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-流量传感器；2-油箱；3-燃油滤芯；4-加热器；5-制冷器；6-温度传感器；7-驱动装置；8-高压油泵；9-流量控制阀；10-蓄压容器；11-泄压阀；12-压力控制阀；13-轨压传感器；14-单体泵；15-控制系统；16-上支架；17-进油口；18-回油口；20-力传感器；21-步进电机；22-涡轮-蜗杆减速机；23-滚珠丝杠；24-数字千分表；25-螺钉；26-位移台。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种单体泵控制阀流量测试装置，如1至图3所示，包括流量传感器1、油箱2、燃油滤芯3、加热器4、制冷器5、温度传感器6、驱动装置7、高压油泵8、流量控制阀9、蓄压容器10、泄压阀11、压力控制阀12、轨压传感器13、单体泵14、控制系统15和单体泵控制阀升程微调装置，单体泵14通过第一管路连接至油箱2，第一管路上安装流量传感器1，油箱2依次通过燃油滤芯3、加热器4连接至制冷器5，制冷器5通过第二管路连接至高压油泵8，第二管路上安装温度传感器6，高压油泵8的一端连接至驱动装置7，另一侧通过流量控制阀9连接至蓄压容器10，蓄压容器10通过压力控制阀12管路连接至单体泵14，蓄压容器10上安装轨压传感器9，单体泵14的外部安装单体泵装夹装置，单体泵14的控制阀阀芯19连接至单体泵控制阀升程微调装置，单体泵控制阀升程微调装置包括力传感器20、步进电机21、涡轮-蜗杆减速机22、滚珠丝杠23、数字千分表24和位移台26，控制阀阀芯19的前端安装力传感器20，力传感器20安装在位移台26的一侧，位移台26的另一侧依次通过滚珠丝杠23、涡轮-蜗杆减速机22连接至步进电机21，位移台26的一端安装数字千分表24，流量传感器1、加热器4、制冷器5、温度传感器6、压力控制阀12、轨压传感器13、单体泵14和步进电机21均信号连接至控制系统15的控制器。

单体泵装夹装置包括装夹本体、上支架16、进油口17和回油口18，装夹本体内部安装单体泵14，装夹本体内部设有过油管路，装夹本体的的横截面为类T型结构，装夹本体的第一端设有上支架16，上支架16安装在单体泵控制阀升程微调装置的位移台26上，第二端设有进油口17，进油口17连接至油箱2靠近燃油滤芯3的一侧，第三端设有回油口18，回油口18连接至流量传感器1。

控制系统15的控制器为计算机。

蓄压容器10一侧安装泄压阀11。泄压阀11保证系统安全。

驱动装置7包括变频器、主轴电机，主轴电机的一端连接至变频器，另一端连接至高压油泵8，电机15KW，变频器信号连接至控制系统15的控制器，变频器控制主轴电机运转驱动高压油泵8，将燃油从油箱2吸入燃油滤芯3过滤后，经流量控制阀9送入蓄压容器10。轨压传感器13监测压力数据并通过PID控制方式控制流量控制阀9开度，闭环控制系统压力。

数字千分表24通过螺钉25固定在位移台26上。

滚珠丝杠23为精密研磨滚珠丝杠。

单体泵控制阀升程微调装置连接控制阀阀芯19后，控制系统的控制器15设定试验气隙，自动闭环调整控制阀升程并自锁。单体泵控制阀升程微调装置前端装的力传感器20，可以自动检测控制阀零升程位置。

力传感器20选用高刚性力传感器，该传感器输出电流为0～20mV，在电路中串联一个250kΩ电阻，输出为0～5V。单体泵控制阀流量测试装置所用数采为16位，可采集64k个点，采集范围-10～+10V。力传感器20可被采集精度小于0.05N。实验过程中进行调零时，设置当力传感器20受到40N压力时，步进电机21停止驱动，数字千分表24清零。力传感器20刚度为1.05kN/um，受到40N拉力时，力传感器20变为0.038um，可以忽略不计，认为此位置为零点。

单体泵控制阀升程微调装置由步进电机21控制涡轮-蜗杆减速机22。蜗轮蜗杆减速比为50，对应蜗杆每转50圈，蜗轮转动一圈。步进电机步21的距角为1.8°，驱动电压24V，扭矩0.2Nm，与涡轮-蜗杆减速机22可快捷连接。

蜗轮带动精密研磨滚珠丝杠23在控制阀零位置后退，其中精密研磨滚珠丝杆23行程50mm，导程5mm，最终轴向精度为0.001mm。滚珠丝杠23每转一圈，轴向位移为5mm。通过数字千分表24测量位移量并通过数采反馈给控制系统15。它的量程为0-6.5mm，精度0.001mm，满足试验的要求。数字千分表24测量头顶在螺钉25上。从而使位移台26相应测量点位置在轴向方向上可调节，以便于在数字千分表24量程范围内调零。数字千分表24需可以液晶屏显示读数，可以实时通过数字或模拟接口输出测量值。控制系统15当检测到控制阀到达设定位置后，自动停止步进电机21，并开始流量检测。

单体泵控制阀流量试验台测试控制系统15，用于采集温度传感器6数据并控制加热器4加热和制冷器5降温；设置目标轨压，PID闭环控制系统压力稳定；设定控制阀升程，通过控制阀升程微调装置调节控制阀到达待测升程，可从计算机软件界面中读取当前升程，调节完成后由装置自动实现自锁；实时采集流量传感器数据；显示实际轨压、实际流量等数据；数据库保存相应检测数据。

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 (10)

1.一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：包括流量传感器、油箱、燃油滤芯、加热器、制冷器、温度传感器、驱动装置、高压油泵、流量控制阀、蓄压容器、泄压阀、压力控制阀、轨压传感器、单体泵、控制系统和单体泵控制阀升程微调装置，单体泵通过第一管路连接至油箱，第一管路上安装流量传感器，油箱依次通过燃油滤芯、加热器连接至制冷器，制冷器通过第二管路连接至高压油泵，第二管路上安装温度传感器，高压油泵的一端连接至驱动装置，另一侧通过流量控制阀连接至蓄压容器，蓄压容器通过压力控制阀管路连接至单体泵，蓄压容器上安装轨压传感器，单体泵的外部安装单体泵装夹装置，单体泵的控制阀阀芯连接至单体泵控制阀升程微调装置，单体泵控制阀升程微调装置包括力传感器、步进电机、涡轮-蜗杆减速机、滚珠丝杠、数字千分表和位移台，控制阀阀芯的前端安装力传感器，力传感器安装在位移台的一侧，位移台的另一侧依次通过滚珠丝杠、涡轮-蜗杆减速机连接至步进电机，位移台的一端安装数字千分表，流量传感器、加热器、制冷器、温度传感器、压力控制阀、轨压传感器、单体泵和步进电机均信号连接至控制系统的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：单体泵装夹装置包括装夹本体，装夹本体内部安装单体泵，装夹本体内部设有过油管路，装夹本体的的横截面为类T型结构，装夹本体的第一端设有上支架，上支架安装在单体泵控制阀升程微调装置的位移台上，第二端设有进油口，进油口连接至油箱靠近燃油滤芯的一侧，第三端设有回油口，回油口连接至流量传感器。

3.根据权利要求1所述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：控制系统的控制器为计算机。

4.根据权利要求1所述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：蓄压容器一侧安装泄压阀。

5.根据权利要求1所述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：驱动装置包括变频器和主轴电机，主轴电机的一端连接至变频器，另一端连接至高压油泵，变频器信号连接至控制系统的控制器。

6.根据权利要求1述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：数字千分表通过螺钉固定在位移台上。

7.根据权利要求1述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：滚珠丝杠为精密研磨滚珠丝杠。

8.根据权利要求1述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：力传感器的输出电流为0～20mV，在电路中串联一个250kΩ电阻，输出电压为0～5V。

9.根据权利要求1述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：涡轮-蜗杆减速机中，蜗轮蜗杆减速比为50，对应蜗杆每转50圈，蜗轮转动一圈。

10.根据权利要求1述的一种单体泵控制阀流量测试装置，其特征在于：步进电机步的距角为1.8°，驱动电压为24V，扭矩为0.2Nm。