CN114199576A - 一种发动机试验进回油条件控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发动机试验进回油条件控制系统，包括：液罐；进油油路，连通于液罐的出油口与发动机进油口之间；燃油通过进油泵经热交换器调温后进入发动机；回油油路，连通于发动机回油口与液罐的回油口之间；燃油通过回油泵回流至液罐；旁通油路，进口端通过三通阀连接于进油油路，出口端连接于回油泵出油口后端的回油油路；当发动机不消耗燃油时，向液罐回油；同时，控制进油油路的进油压力；进油调压阀设置于进油油路，位于三通阀于发动机进油口之间，调节进入发动机的燃油压力。本发明温度控制采用闭环控制，间接加热的方式，控制偏差在1℃以内；压力调节控制方式新颖，进回油压力波动小，进回油压力波动在15Kpa以内。
Description
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是主要针对发动机试验用油的温度、压力的条件控制及回油压力波动大的问题，设计了进回油条件控制系统。
背景技术
传统的燃油温度控制方法是采用直接加热燃油，温控表控制温度的方式，存在安全隐患，控制精度低。而且进油压力随着发动机回油压力的波动而产长较大的波动，很难满足发动机试验条件。
中国专利“一种发动机台架试验的燃油恒温调压装置”，公开号CN202182822U，授权公告日2012.04.04，公开了一种发动机台架试验的燃油恒温调压装置，构成中包括燃油滤清器、干式燃油泵、粗调燃油压力阀和精调燃油压力阀，所述燃油滤清器设置在干式燃油泵之前，所述粗调燃油压力阀和精调燃油压力阀并联，设置在干式燃油泵之后。
中国专利“单油路燃油发动机热试验供回油系统与方法”，公开号CN101135608，公开日2008.03.05，公开了一种单油路燃油发动机热试验供回油系统，其压缩空气管路系统和供油管路系统通过共用的供气/油管与发动机燃油管总成的供气/油端连接，在供气/油管上设置一射流三通，射流三通的供气/油口和真空口分别与压缩空气管路系统和燃油管总成供油端连接，回油口与回油管路系统连接。该供回油系统采用双压回油方式，利用压缩空气的压力将燃油压回回油管路系统，利用射流三通在腔内形成真空(即负压)将发动机和燃油管总成内的残油吸出至回油腔。
中国专利“发动机台架试验用供油装置”，公开号CN201773001U，授权公告日2011.03.23，公开了一种种发动机台架试验用供油装置，包括下油箱，油泵，出油管，下油箱通过进油管与上油箱相连，上油箱存放在比下油箱高的地方，上油箱底部设有排油阀，进油管上设有进油阀门，油泵内置于下油箱，下油泵与所述出油管相连，出油管上设有与上油箱连通的回油管，回油管上设有回油阀，下油箱内设有液位检测元件，液位检测元件与报警装置电连接。
在大马力柴油发动机的开发试验中，发动机在进行锯齿、磨损等可靠性试验时发动机的进油温度波动超限，进回油压力波动较大，严重影响油耗测量及标定；进行反拖试验时，由于供油系统的燃油通过发动机的高压油泵而发动机未消耗燃油，燃油返回至供油系统。会造成回油压力高，系统停机，爆管，系统断电等隐患。
传统温度控制系统直接加热燃油方式，加热速度快，温度波动大，存在安全隐患，降低了燃油品质，提高了管路压力波动。现有系统不能针对回油压力波动问题，稳定系统的回油压力。现有系统没有温度、压力流量的保护，不能保护燃油泵。现有系统不能监控进回油的状态信息。现有系统在发动机未运转状态时，燃油泵持续在供油，管路未导通，会造成管路爆裂等安全隐患。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种温度控制精确、油压波动小的发动机试验进回油条件控制系统。
为达到上述目的，本发明设计的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于，包括：
液罐；
进油油路，连通于所述液罐的出油口与发动机进油口之间；燃油通过进油泵经热交换器调温后进入发动机；
回油油路，连通于发动机回油口与所述液罐的回油口之间；燃油通过回油泵回流至液罐；
旁通油路，进口端通过三通阀连接于所述进油油路，出口端连接于所述回油泵出油口后端的回油油路；当发动机不消耗燃油时，向所述液罐回油；同时，控制所述进油油路的进油压力；
进油调压阀设置于进油油路，位于三通阀于发动机进油口之间，调节进入发动机的燃油压力。
优选的，燃油通过回油泵回流至液罐为所述回油油路的第一分路，所述回油油路还包括与第一分路并联的第二分路；所述第二分路上设有回油调压阀，用以调节回油泵后端的回油油路压力。
进一步优选的，所述第一分路的出口端和第二分路的出口端汇集后经第二单向阀与液罐连通，防止液罐中的油液向第一分路和第二分路回流。
进一步优选的，所述第一分路上沿着回油方向依次设有回油手阀、回油流量开关，用以保护回油泵。
更进一步优选的，回油流量开关的出口端与旁通油路出口端和第二分路的出口端连通。
进一步优选的，还包括第四压力表，设在所述第二分路上，并位于回油调压阀和第二分路进口端之间。
进一步优选的，还包括回油压力传感器，设置于回油调压阀出油口，用于测量回油调压阀出油口压力，并信号连接于所述回油调压阀。
进一步优选的，所述回油油路还包括于第一分路和第二分路并联的第三分路，所述第三分路经第三单向阀连通液罐。如此，避免回油管路闭塞，同时，第三单向阀防止液罐中的燃油向第三分路回流。
更进一步优选的，还包括回油过滤器，设在回油油路上；发动机回油口连接回油过滤器进口，回油过滤器出口通过四通阀连接第一至第三分路的进口端。
优选的，所述旁通油路上设有旁通手阀，通过所述旁路手阀控制所述进油油路向所述回油油路回油，并控制所述进油油路的进油压力；所述旁通手阀进口连接三通阀，所述旁通手阀出口连通所述回油泵后端的回油油路。
进一步优选的，所述旁通油路上还设有第一单向阀，防止所述旁通手阀开启时所述回油油路向所述进油油路回流。
优选的，所述旁通油路的出口端设有温度开关。如此，来保障系统温度限值报警。
优选的，还包括进油压力传感器，设置于所述进油调压阀出油口，用于测量所述进油油路的进油压力，并信号连接于所述进油调压阀。
优选的，还包括第三压力表，设置于进油油路上，并位于进油调压阀出油口后端。
优选的，还包括进油流量开关，设置于进油油路上，并位于进油泵与热交换器之间。
进一步优选的，还包括第一压力表，设置于进油油路上，并位于进油泵与进油流量开关之间。
优选的，所述液罐设有排气阀。
优选的，循环水通过水泵泵入加热器加热后经热交换器进水口进入热交换器，从热交换器出水口回流。如此，加热流经热交换器的燃油。
进一步优选的，所述加热器通过PWM脉宽调节来控制接热气的加热。
进一步优选的，所述水泵与加热器之间设有进水流量开关。
进一步优选的，热交换器出水口后端设有比例调节阀。
进一步优选的，所述热交换器出水口通过第四单向阀与水泵出水口连通。
更进一步优选的，比例调节阀通过PID调节控制出水流量。
更进一步优选的，所述比例调节阀后端设有回水手阀。
优选的，循环水经进水过滤器后再由水泵泵入。
优选的，所述水泵进水口设有第五压力表。
优选的，所述三通阀处设有第二压力表。
本发明的有益效果是：温度控制采用闭环控制，间接加热的方式，控制偏差在1℃以内；压力调节控制方式新颖，进回油压力波动小，进回油压力波动在15Kpa以内，压力调节稳定，同时可以使进回油实现单项导通，避免发动机不运转时持续供油造成系统故障等。系统可显示进回油压力、温度波动状态监控。系统有流量保护，温度压力报警等。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图中：1、油耗仪出油；2、冷却进水口；3、排气阀；4、液罐；5、进油泵；6、三通阀；7、水泵；8、进水流量开关；9、加热器；10、第一压力表；11、比例调节阀；12、第四单向阀；13、进水过滤器；14、回水手阀；15、第五压力表；16、第三单向阀；17、温度开关；18、回油流量开关；19、第二单向阀；20、第二压力表；21、进油调压阀；22、第三压力表；23、进油压力传感器；24、燃油出油口；25、进油流量开关；26、热交换器；27、第一单向阀；28、回油压力传感器；29、回油调压阀；30、第四压力表；31、回油手阀；32、回油泵；33、回油过滤器；34、燃油回油；35、循环水出；36、旁通手阀。
具体实施方式
下面通过图1以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明设计的发动机试验进回油条件控制系统，包括：
液罐4；
进油油路，连通于所述液罐4的出油口与发动机进油口之间；燃油通过进油泵5经热交换器26调温后进入发动机；
回油油路，连通于发动机回油口与所述液罐4的回油口之间；燃油通过回油泵32回流至液罐4；
旁通油路，进口端通过三通阀6连接于所述进油油路，出口端连接于所述回油泵32出油口后端的回油油路；当发动机不消耗燃油时，向所述液罐4回油；同时，控制所述进油油路的进油压力；
进油调压阀21设置于进油油路，位于三通阀6于发动机进油口之间，调节进入发动机的燃油压力。
优选的，燃油通过回油泵32回流至液罐4为所述回油油路的第一分路，所述回油油路还包括与第一分路并联的第二分路；所述第二分路上设有回油调压阀29，用以调节回油泵32后端的回油油路压力。
进一步优选的，所述第一分路的出口端和第二分路的出口端汇集后经第二单向阀19与液罐4连通，防止液罐4中的油液向第一分路和第二分路回流。
进一步优选的，所述第一分路上沿着回油方向依次设有回油手阀31、回油流量开关18，用以保护回油泵32。
更进一步优选的，回油流量开关18的出口端与旁通油路出口端和第二分路的出口端连通。
进一步优选的，还包括第四压力表30，设在所述第二分路上，并位于回油调压阀29和第二分路进口端之间。
进一步优选的，还包括回油压力传感器28，设置于回油调压阀29出油口，用于测量回油调压阀29出油口压力，并信号连接于所述回油调压阀29。
进一步优选的，所述回油油路还包括于第一分路和第二分路并联的第三分路，所述第三分路经第三单向阀16连通液罐4。如此，避免回油管路闭塞，同时，第三单向阀16防止液罐4中的燃油向第三分路回流。
更进一步优选的，还包括回油过滤器33，设在回油油路上；发动机回油口连接回油过滤器33进口，回油过滤器33出口通过四通阀连接第一至第三分路的进口端。
优选的，所述旁通油路上设有旁通手阀36，通过所述旁路手阀控制所述进油油路向所述回油油路回油，并控制所述进油油路的进油压力；所述旁通手阀36进口连接三通阀6，所述旁通手阀36出口连通所述回油泵32后端的回油油路。
进一步优选的，所述旁通油路上还设有第一单向阀27，防止所述旁通手阀36开启时所述回油油路向所述进油油路回流。
优选的，所述旁通油路的出口端设有温度开关17。如此，来保障系统温度限值报警。
优选的，还包括进油压力传感器23，设置于所述进油调压阀21出油口，用于测量所述进油油路的进油压力，并信号连接于所述进油调压阀21。
优选的，还包括第三压力表22，设置于进油油路上，并位于进油调压阀21出油口后端。
优选的，还包括进油流量开关25，设置于进油油路上，并位于进油泵5与热交换器26之间。
进一步优选的，还包括第一压力表10，设置于进油油路上，并位于进油泵5与进油流量开关25之间。
优选的，所述液罐4设有排气阀3。
优选的，循环水通过水泵7泵入加热器9加热后经热交换器26进水口进入热交换器26，从热交换器26出水口回流。如此，加热流经热交换器26的燃油。
进一步优选的，所述加热器9通过PWM脉宽调节来控制接热气的加热。
进一步优选的，所述水泵7与加热器9之间设有进水流量开关8。
进一步优选的，热交换器26出水口后端设有比例调节阀11。
进一步优选的，所述热交换器26出水口通过第四单向阀12与水泵7出水口连通。
更进一步优选的，比例调节阀11通过PID调节控制出水流量。
更进一步优选的，所述比例调节阀11后端设有回水手阀14。
优选的，循环水经进水过滤器13后再由水泵7泵入。
优选的，所述水泵7进水口设有第五压力表15。
优选的，所述三通阀6处设有第二压力表20。
本发明的具体工作过程：燃油通过油耗仪出油1流入系统，通过液罐4在进油泵5的驱动下经过进油流量开关25，到热交换器26，热交换器26可以控制系统的燃油温度，加热后的燃油接着通过进油调压阀21，通过观察第三压力表22进行调压后从燃油出油口24进入发动机；当发动机不消耗燃油进入的燃油，则可通过旁通手阀36进入回油管路，旁通手阀36也可以控制进油管路的进油压力；发动机的回油从燃油回油34进入到系统，回油通过回油过滤器33后，在回油泵32的作用下循环，经过回油流量开关18、第二单向阀19流入液罐4，液罐4上有排气阀3，检测到空气时可以进行排气；系统流入的回油可以通过观察第四压力表30处的压力通过回油调压阀29进行调压，来回补回油压力，保障压力平衡；回油可以直接通过第三单向阀16流入液罐4，使系统的回油压力趋于稳定。
进油压力调节：系统进油管路中进油泵5主要是提供进油压力，进油调压阀21主要是调节进油管路压力；旁通手阀36也可以旁通调节进油压力。
回油压力调节：回油主要从燃油回油34流入，回油过滤器33的作用是过滤系统燃油废墟杂质；回油泵33的功用是抽取回油为燃油回油34降低压力，回油流量开关18是保护回油泵。图1中，回油管路中间一路的作用是抽取燃油回油，最上面一路的作用是通过调节回油调压阀29来调节压力，通过调节回油口压力来回补温度开关17处的回油管路压力；第三单向阀16这一路也可以把燃油输送至回油管路，避免回油管路闭塞。三路主要目的是消除系统在发动机各个工况状态下回油波动状态。
进油温度调节：系统的温度主要通过热交换器26处来调节燃油温度，热交换器的循环水通过冷却水进口2处流入，进过进水过滤器13在水泵7驱动力作用下流入系统，进水流量开关9的作用保护水泵7，加热器9是加热循环水温；循环水通过热交换器26之后通过比例调节阀11调节后流出系统，热交换器26出水口通过第四单向阀12与水泵7出水口连通。当系统燃油温度低于设定燃油温度值时，加热器9通过PWM脉宽调节来控制加热器的加热，比例调节阀11通过PID调节控制出水流量；系统的循环水在水泵7作用下循环加热至设定温度，通过热交换器26交换使燃油满足设定条件。当系统燃油温度高于设定温度时，加热器9不加热，通过控制比例调节阀11，循环水流入系统，通过热交换器26来降低系统的燃油温度至设定值。
本发明可以监控第二压力表20处的进油温度和进油压力传感器23处的进油压力，设置报警限值；可以通过进油流量开关25、进水流量开关8、回油流量开关18来保护各个泵的运转，系统可以在触摸屏处设定燃油温度进行控制，通过控制比例调节阀11来控制温度，温度开关17来保障系统温度限值报警。回油调压阀29用来调节回油压力，回油压力传感器28是监控系统回油压力波动状态。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于，包括：
液罐；
进油油路，连通于所述液罐的出油口与发动机进油口之间；燃油通过进油泵经热交换器调温后进入发动机；
回油油路，连通于发动机回油口与所述液罐的回油口之间；燃油通过回油泵回流至液罐；
旁通油路，进口端通过三通阀连接于所述进油油路，出口端连接于所述回油泵出油口后端的回油油路；当发动机不消耗燃油时，向所述液罐回油；同时，控制所述进油油路的进油压力；
进油调压阀设置于进油油路，位于三通阀于发动机进油口之间，调节进入发动机的燃油压力。
2.根据权利要求1所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：燃油通过回油泵回流至液罐为所述回油油路的第一分路，所述回油油路还包括与第一分路并联的第二分路；所述第二分路上设有回油调压阀，用以调节回油泵后端的回油油路压力。
3.根据权利要求2所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：所述第一分路的出口端和第二分路的出口端汇集后经第二单向阀与液罐连通，防止液罐中的油液向第一分路和第二分路回流。
4.根据权利要求2或3所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：所述回油油路还包括于第一分路和第二分路并联的第三分路，所述第三分路经第三单向阀连通液罐。
5.根据权利要求4所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：还包括回油压力传感器，设置于回油调压阀出油口，用于测量回油调压阀出油口压力，并信号连接于所述回油调压阀。
6.根据权利要求1所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：所述旁通油路的出口端设有温度开关。
7.根据权利要求1或6所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：所述旁通油路上设有旁通手阀，通过所述旁路手阀控制所述进油油路向所述回油油路回油，并控制所述进油油路的进油压力；所述旁通手阀进口连接三通阀，所述旁通手阀出口连通所述回油泵后端的回油油路。
8.根据权利要求1所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：循环水通过水泵泵入加热器加热后经热交换器进水口进入热交换器，从热交换器出水口回流。
9.根据权利要求8所述的发动机试验进回油条件控制系统，其特征在于：所述热交换器出水口通过第四单向阀与水泵出水口连通。
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