CN112985801A - 燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃料泵技术领域，公开了一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统及测试方法，系统包括：燃料箱；燃料供给单元，包括液压泵和调压溢流阀，液压泵的输入端与燃料箱的输出端连接，液压泵的输出端连接调压溢流阀的输入端，调压溢流阀的输出端连接燃料箱的第一输入端；截止阀，截止阀的输入端连接液压泵的输出端；单向阀测试单元，包括单向阀，单向阀的输入端连接截止阀的输出端，单向阀的输出端连接燃料箱的第二输入端；压力传感器，设置在截止阀的输出端和单向阀的输入端；和控制器，控制器的输入端连接压力传感器，控制器的输出端连接所述截止阀。测试系统降低测试系统的燃料供给单元的液力要求，提高了测量精度和开启压力范围。
Description
技术领域
本发明涉及燃油泵技术领域，尤其涉及一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统及测试方法。
背景技术
燃料泵一般包括一个进油单向阀、一个活塞式柱塞偶件、一个出油单向阀、一个驱动部件和若干个辅助零部件。在燃料泵中，进油单向阀具有控制低压燃料流入和防止燃料反向流出的功能，出油单向阀具有控制高压燃料流出和防止燃料反向流入的功能。
目前，为了满足日益严格的节能减排要求，对电控高压燃料喷射系统用燃料泵的供油压力、供油精确性、可靠性寿命等方面提出更高要求，其中供油压力达到200MPa以上，对燃料泵的零供给能力和高压密封的性能和系统可靠性的要求越来越高。如燃料泵的进油单向阀密封不佳或开启压力低于背压时使其零供给能力失效，会导致发动机高压燃料喷射系统的压力不受控制，影响发动机正常工作，甚至存在安全隐患。因此，燃料泵单向阀的密封及开启压力的测试精确性尤其重要。
现有技术中，单向阀开启压力检测的设备大体有两种类型：一是定量泵配定速电机加载，压力油路中用比例阀调压；二是定量泵配调速电机，靠调速电机变速来改变压力，但是这两种设备成本高且检测效率低。经过改进，有人提出一种单向阀开启压力快速检测试验台，包括油箱、液压泵、滤清器、两位三通电磁阀、压力上限回路、压力下限回路、两位两通电磁阀、流量传感器、被测试喷嘴、收油盘和回油滤清器，所述油箱、液压泵、滤清器、两位三通电磁阀通过连接接头及油管依次相连，再分别通过压力上限回路或压力下限回路依次连接到两位两通电磁阀、流量传感器、被测试喷嘴、收油盘、回油滤清器，所述试验台通过增加一个两位三通电磁阀切换压力，检验被测试喷嘴中单向阀开启压力的上、下限值是否合格。但是该技术方案存在以下不足：
1)测试系统中，对液压泵和溢流阀的调压特性要求高，对单向阀的性能测试精度和一致性影响较大，特别开启压力较小时，开启压力的上下限值偏差较大；
2)为了满足液体压力响应特性和测试准确性，流量传感器和压力传感器的采样频率要求高，且流量传感器的最小流量测试精度要求高，使用成本高；
3)开启压力主要由流量传感器和压力传感器的采样数据间接计算出来的，测试过程较为复杂，对测量精度影响较大。
4)测试系统主要检测单向阀开启压力的上下限值，不能测试单向阀密封性的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统及测试方法，提高测试精度，降低系统的设备的精度要求和使用成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，包括：
燃料箱；
燃料供给单元，包括液压泵和调压溢流阀，所述液压泵的输入端与所述燃料箱的输出端连接，所述液压泵的输出端连接所述调压溢流阀的输入端，所述调压溢流阀的输出端连接所述燃料箱的第一输入端；
截止阀，所述截止阀的输入端连接所述液压泵的输出端；
单向阀测试单元，包括单向阀，所述单向阀的输入端连接所述截止阀的输出端，所述单向阀的输出端连接所述燃料箱的第二输入端；
压力传感器，设置在所述截止阀的输出端和所述单向阀的输入端；和
控制器，所述控制器的输入端连接所述压力传感器，所述控制器的输出端连接所述截止阀。
作为优选，所述截止阀设有截止阀控制器，所述控制器连接所述截止阀控制器，通过操控致动平均电流Ia来改变所述截止阀的流通面积Av。
作为优选，所述压力传感器定时获取所述截止阀的输出端和所述单向阀的输入端之间的液压。
作为优选，所述单向阀测试单元的燃料供给压力ps应大于所述单向阀的单向阀开启压力pv，所述燃料供给压力ps由所述调压溢流阀控制。
作为优选，所述燃料供给压力ps是所述单向阀开启压力pv的1.5-2.5倍。
一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，用于上述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，所述测试方法包括：
打开或关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值pt。
作为优选，所述打开或关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值步骤包括：
在T0-T1阶段，关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值pt1。
作为优选，在所述在T0-T1阶段，关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值pt1步骤之后还包括：
在T1-T2阶段，逐渐开启所述截止阀直至所述压力传感器的测量值pt2达到k·ps，其中，0.9≤k＜1。
作为优选，所述在T1-T2阶段，逐渐开启所述截止阀直至所述压力传感器的测量值pt2达到k·ps，其中，0.9≤k＜1的步骤之后还包括：
在T2-T3阶段，逐渐关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值pt3。
作为优选，所述在T2-T3阶段，逐渐关闭所述截止阀，获得所述压力传感器的测量值pt3步骤包括：
如所述压力传感器的测量值pt3保持恒定，则判断所述单向阀的密封性良好；
如所述压力传感器的测量值pt3逐渐下降，则判断所述单向阀的密封性不合格。
本发明的有益效果：测试系统采用截止阀隔离设计，大大降低测试系统的燃料供给单元的液力要求，从而提高测试系统的测量精度和开启压力范围；由压力传感器能够直接识别单向阀的开启压力和密封性能，提高测试结果精确性，不使用流量传感器且对压力传感器采样频率要求低，整体上降低测试系统的设备要求，从而降低系统设备的使用成本，并且适用于发动机燃料喷射系统用燃料泵单向阀，也适用于其他液压和气压领域的单向阀。
测试方法利用上述测试系统，能够低成本的检测燃料泵单向阀开启压力和密封性。
附图说明
图1是本申请实施例的燃料泵单向阀开启压力和密封性的测试系统的连接示意图；
图2是本申请实施例的压力传感器的测量值示意图。
图中：
1-燃料箱；
2-液压泵；
3-调压溢流阀；
4-截止阀；
5-单向阀；
6-压力传感器；
7-控制器；
100-燃料供给单元；200-单向阀测试单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种燃料泵单向阀开启压力和密封性的测试系统，如图1所示，燃料泵单向阀开启压力和密封性的测试系统包括燃料箱1、燃料供给单元100、截止阀4、单向阀测试单元200、压力传感器6和控制器7。
燃料供给单元100包括液压泵2和调压溢流阀3，液压泵2的输入端与燃料箱1的输出端连接，液压泵2的输出端连接调压溢流阀3的输入端，调压溢流阀3的输出端连接燃料箱1的第一输入端。截止阀4的输入端连接液压泵2的输出端。
单向阀测试单元200包括单向阀5，单向阀5的输入端连接截止阀4的输出端，单向阀5的输出端连接燃料箱1的第二输入端。压力传感器6设置在截止阀4的输出端和单向阀5的输入端。控制器7的输入端连接压力传感器6，控制器7的输出端连接截止阀4。
进一步，截止阀4设有截止阀控制器，控制器7连接截止阀控制器，通过操控致动平均电流Ia来改变截止阀4的流通面积Av。
需要说明的是，截止阀4选用常闭型，其流通面积初始处于最小值或零值状态，即致动平均电流Ia＝0时的流通面积Av＝0，使燃料供给单元100提供的燃料不能通过截止阀4。
进一步，压力传感器6定时获取截止阀4的输出端和单向阀5的输入端之间的液压。
进一步，单向阀测试单元200的燃料供给压力ps应大于单向阀5的单向阀开启压力pv，燃料供给压力ps由调压溢流阀3控制。
需要说明的是，燃料供给压力ps是单向阀开启压力pv的1.5-2.5倍。
本发明还提供一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，用于上述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，测试方法包括：打开或关闭截止阀4，获得压力传感器6的测量值pt。
具体地，图2是压力传感器6的测量值pt示意图，参见图1和图2。
在T0-T1阶段，燃料供给单元100的液压泵2将燃料箱1的燃油抽吸加压并提供具有持续供给压力的燃料，此时截止阀4为关闭状态，阻止燃料流入单向阀测试单元200，燃料从燃料箱1经过液压泵2再到调压溢流阀3，之后回到燃料箱1。此时单向阀5关闭，截止阀4的下游和单向阀5的上游之间形成燃料密闭容腔，压力传感器6的测量值pt1由控制器7识别，通常测量值pt1为大气压力pa。
在T1-T2阶段，控制器7控制截止阀4的致动电流la从0逐步增加，截止阀4的流通面积Av也随之逐步增加，直至控制器7识别压力传感器6的压力测量值pt2达到k*ps时停止，其中，0.9≤k＜1。截止阀4为连通状态，具有持续供给压力的燃料依次通过截止阀4和单向阀5流入燃料箱1，如忽略管路压力损失，通常此阶段的测量值pt2为燃料供给压力ps。
在T2-T3阶段，控制器7控制截止阀4，使致动电流la逐步减小为0，截止阀4的流通面积Av也逐渐减小为0，压力传感器6的压力测量值pt3逐渐降低，从而逐渐阻止燃料经过截止阀4和单向阀5流入燃料箱1，若单向阀的密封性良好，则截止阀4的下游和单向阀5的上游之间形成燃料密闭容腔的压力保持恒定，压力传感器6的测量值pt3为单向阀开启压力pv，如果燃料密闭容腔的压力逐渐下降，则认为单向阀5的密封性不合格。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，其特征在于，包括：
燃料箱(1)；
燃料供给单元(100)，包括液压泵(2)和调压溢流阀(3)，所述液压泵(2)的输入端与所述燃料箱(1)的输出端连接，所述液压泵(2)的输出端连接所述调压溢流阀(3)的输入端，所述调压溢流阀(3)的输出端连接所述燃料箱(1)的第一输入端；
截止阀(4)，所述截止阀(4)的输入端连接所述液压泵(2)的输出端；
单向阀测试单元(200)，包括单向阀(5)，所述单向阀(5)的输入端连接所述截止阀(4)的输出端，所述单向阀(5)的输出端连接所述燃料箱(1)的第二输入端；
压力传感器(6)，设置在所述截止阀(4)的输出端和所述单向阀(5)的输入端；和
控制器(7)，所述控制器(7)的输入端连接所述压力传感器(6)，所述控制器(7)的输出端连接所述截止阀(4)。
2.根据权利要求1所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，其特征在于，所述截止阀(4)设有截止阀控制器，所述控制器(7)连接所述截止阀控制器，通过操控致动平均电流Ia来改变所述截止阀(4)的流通面积Av。
3.根据权利要求1所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，其特征在于，所述压力传感器(6)定时获取所述截止阀(4)的输出端和所述单向阀(5)的输入端之间的液压。
4.根据权利要求1所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，其特征在于，所述单向阀测试单元(200)的燃料供给压力ps应大于所述单向阀(5)的单向阀开启压力pv，所述燃料供给压力ps由所述调压溢流阀(3)控制。
5.根据权利要求4所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，其特征在于，所述燃料供给压力ps是所述单向阀开启压力pv的1.5-2.5倍。
6.一种燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，其特征在于，用于权利要求1-5任一项所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试系统，所述测试方法包括：
打开或关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值pt。
7.根据权利要求6所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，其特征在于，所述打开或关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值步骤包括：
在T0-T1阶段，关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值pt1。
8.根据权利要求7所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，其特征在于，在所述在T0-T1阶段，关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值pt1步骤之后还包括：
在T1-T2阶段，逐渐开启所述截止阀直至所述压力传感器的测量值pt2达到k·ps，其中，0.9≤k＜1。
9.根据权利要求8所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，其特征在于，所述在T1-T2阶段，逐渐开启所述截止阀直至所述压力传感器的测量值pt2达到k·ps，其中，0.9≤k＜1的步骤之后还包括：
在T2-T3阶段，逐渐关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值pt3。
10.根据权利要求9所述的燃料泵单向阀的开启压力和密封性的测试方法，其特征在于，所述在T2-T3阶段，逐渐关闭所述截止阀(4)，获得所述压力传感器(6)的测量值pt3步骤包括：
如所述压力传感器(6)的测量值pt3保持恒定，则判断所述单向阀(5)的密封性良好；
如所述压力传感器(6)的测量值pt3逐渐下降，则判断所述单向阀(5)的密封性不合格。
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