CN203824754U - 一种发动机防飞车测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机测试技术领域，提供一种发动机防飞车测试系统，发动机防飞车测试系统包括转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路以及分别与所述转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路连接的中间继电器和电磁阀，当转速无法控制输出报警信号时，中间继电器将报警信号同时传递给电磁阀和水门执行器，在第一时间将测功器回水管路关闭，迫使发动机负载最大，同时控制电磁阀将发动机燃料管路关闭，致使发动机停车，防止飞车事故的发生，提高了操作人员的安全性。

Description

一种发动机防飞车测试系统

技术领域

本实用新型属于发动机测试技术领域，尤其涉及一种发动机防飞车测试系统。

背景技术

发动机测试系统根据需要使发动机运行在不同的工况下，完成各种试验。发动机测试系统测量的转速、负荷、油门和水门位置信号作为反馈信号与操作面板的控制设定值同时送入数字调节器，由系统软件作控制运算，运算之后的结果以脉宽调制的形式输出，经功率放大后驱动油门执行器和水门执行器完成相应的动作，形成闭环控制。随油门执行器位置调节来直接改变发动机喷油量，从而改变发动机的转速；随水门执行器内部叶片开度位置来调节测功器吸收扭矩值的大小，从而改变发动机的负载。

发动机测试系统设置有发动机转速显示报警设备和蜂鸣器语音报警装置，报警时发动机测试系统通过程序控制实验台架使油门执行器、水门执行器位置反馈最小，从而降低发动机负荷。当柴油机自身喷油泵控制器失效时，发出报警信号后，发动机负荷降到最小，油门执行器控制失去作用，转速无法控制，从而出现“飞车”事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机防飞车测试系统，旨在解决现有技术中当转速超过预设数值发出报警时，油门执行器、水门执行器位置反馈最小，发动机负荷降低，当柴油机自身喷油泵控制器失效时，油门执行器控制失去作用，转速无法控制，出现“飞车”事故的问题。

本实用新型是这样实现的，一种发动机防飞车测试系统，所述系统包括转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路以及分别与所述转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路连接的中间继电器和电磁阀，其中：

所述转速控制闭环回路包括设有转速设定参数输入线路和油门位置设定参数输入线路的第一数字调节器，所述第一数字调节器的输出端连接有第一脉宽调制器，所述第一脉宽调制器的输出端连接有油门执行器，所述油门执行器的输出端连接发动机，所述油门执行器通过油门位置反馈线路向所述第一数字调节器反馈油门位置信号，所述发动机通过发动机转速反馈线路向所述第一数字调节器反馈发动机转速信号；

所述负荷控制闭环回路包括设有扭矩设定参数输入线路和水门位置设定参数输入线路的第二数字调节器，所述第二数字调节器的输出端连接有第二脉宽调制器，所述第二脉宽调制器的输出端连接有水门执行器，所述水门执行器的输出端连接测功器，所述水门执行器通过水门位置反馈线路向所述第二数字调节器反馈水门位置信号，所述测功器通过扭矩反馈线路向所述第二数字调节器反馈扭矩信号；

所述中间继电器通过报警线路与所述第一数字调节器和第二数字调节器连接，所述中间继电器的输出端设有两路输出，其中一路输出连接所述电磁阀，另一路输出连接所述水门执行器，所述电磁阀安装在所述发动机燃料管路上。

作为一种改进的方案，所述电磁阀为防爆型电磁阀，所述电磁阀安装在靠近发动机位置的燃料管路。

作为一种改进的方案，所述第一数字调节器包括转速PID控制器和油门位置PID控制器，

其中，所述转速PID控制器与所述转速设定参数输入线路、发动机转速反馈线路连接，所述转速PID控制器的输出端与所述油门位置PID控制器连接，所述油门位置PID控制器与所述油门位置设定参数输入线路、油门位置反馈线路连接，所述油门位置PID控制器的输出端连接所述第一脉宽调制器。

作为一种改进的方案，所述第二数字调节器包括扭矩PID控制器和水门位置PID控制器，

其中，所述扭矩PID控制器与所述扭矩设定参数输入线路、扭矩反馈线路连接，所述扭矩PID控制器的输出端与所述水门位置PID控制器连接，所述水门位置PID控制器与所述水门位置设定参数输入线路、水门位置反馈线路连接，所述水门位置PID控制器的输出端连接所述第二脉宽调制器。

作为一种改进的方案，所述系统还包括与所述中间继电器连接的手动按钮停止器。

作为一种改进的方案，所述手动按钮停止器安装在发动机测试柜上。

由于发动机防飞车测试系统包括转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路以及分别与所述转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路连接的中间继电器和电磁阀，当转速无法控制输出报警信号时，中间继电器将报警信号同时传递给电磁阀和水门执行器，在第一时间将测功器回水管路关闭，迫使发动机负载最大，同时控制电磁阀将发动机燃料管路关闭，致使发动机停车，防止飞车事故的发生，提高了操作人员的安全性。

由于将防爆型电磁阀安装在靠近发动机位置的燃料管路，使发动机内的燃料在较短的时间内耗尽，停止发动机。

由于第一数字调节器包括转速PID控制器和油门位置PID控制器，该两个PID控制器实现对转速和油门位置的相应的PID运算，输出相应的油门位置信号，实现各项发动机的转速测验。

由于第二数字调节器包括扭矩PID控制器和水门位置PID控制器，该两个PID控制器实现对扭矩和水门位置的相应的PID运算，输出相应的水门位置信号，实现各项发动机的扭矩测试。

由于发动机防飞车测试系统还包括与所述中间继电器连接的手动按钮停止器，测试操作人员可以根据需要进行停车，实现自动手动停车双保险。

附图说明

图1是本实用新型提供的发动机防飞车测试系统的结构示意图；

其中，1-转速控制闭环回路，11-转速设定参数输入线路，12-油门位置设定参数输入线路，13-第一数字调节器，131-转速PID控制器，132-油门位置PID控制器，14-第一脉宽调制器，15-油门执行器，16-发动机，17-油门位置反馈线路，18-发动机转速反馈线路，2-负荷控制闭环回路，21-扭矩设定参数输入线路，22-水门位置设定参数输入线路，23-第二数字调节器，231-扭矩PID控制器，232-水门位置PID控制器，24-第二脉宽调制器，25-水门执行器，26-测功器，27-水门位置反馈线路，28-扭矩反馈线路，3-中间继电器，4-电磁阀，5-报警线路，6-手动按钮停止器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型提供的发动机防飞车测试系统的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。

发动机防飞车测试系统包括转速控制闭环回路1、负荷控制闭环回路2以及分别与所述转速控制闭环回路1、负荷控制闭环回路2连接的中间继电器3和电磁阀4，其中：

所述转速控制闭环回路1包括设有转速设定参数输入线路11和油门位置设定参数输入线路12的第一数字调节器13，所述第一数字调节器13的输出端连接有第一脉宽调制器14，所述第一脉宽调制器14的输出端连接有油门执行器15，所述油门执行器15的输出端连接发动机16，所述油门执行器15通过油门位置反馈线路17向所述第一数字调节器13反馈油门位置信号，所述发动机16通过发动机转速反馈线路18向所述第一数字调节器13反馈发动机转速信号；

所述负荷控制闭环回路2包括设有扭矩设定参数输入线路21和水门位置设定参数输入线路22的第二数字调节器23，所述第二数字调节器23的输出端连接有第二脉宽调制器24，所述第二脉宽调制器24的输出端连接有水门执行器25，所述水门执行器25的输出端连接测功器26，所述水门执行器25通过水门位置反馈线路27向所述第二数字调节器23反馈水门位置信号，所述测功器26通过扭矩反馈线路28向所述第二数字调节器23反馈扭矩信号；

所述中间继电器3通过报警线路5与所述第一数字调节器13和第二数字调节器23连接，所述中间继电器3的输出端设有两路输出，其中一路输出连接所述电磁阀4，另一路输出连接所述水门执行器25，所述电磁阀4安装在发动机燃料管路上。

在本实用新型中，电磁阀4为防爆型电磁阀，所述电磁阀4安装在靠近发动机位置的燃料管路，使发动机内的燃料在较短的时间内耗尽，停止发动机，例如：防爆型电磁阀位置距发动机机很近，一旦超速，电防爆型电磁阀立即关闭，管路中的燃料会很快消耗完毕，停车时间可控制在5S以内，把发动机飞车事故控制在萌芽状态，最大程度降低发动机飞车带来的生命财产危险。

在本实用新型中，测功器26是测试发动机功率大小的设备，通过水的能量传递来测量功率；水门执行器25在测功器26排水出口处，通过控制测功器26吸收的扭矩调节发动机的负载，同时反馈水门开度位置信号；油门执行器15与发动机油门连接，通过调节发动机的油门开度控制发动机转速，同时反馈位置开度信号。

在本实用新型中，第一数字调节器13包括转速PID控制器131和油门位置PID控制器132，图中仅给出的示意性质的图示，在此不用以限制本实用新型，

其中，所述转速PID控制器131与所述转速设定参数输入线路11、发动机转速反馈线路18连接，所述转速PID控制器131的输出端与所述油门位置PID控制器132连接，所述油门位置PID控制器132与所述油门位置设定参数输入线路12、油门位置反馈线路17连接，所述油门位置PID控制器132的输出端连接所述第一脉宽调制器14。

在该实施例中，该两个PID控制器内部承载一定的PID运算算法，对转速和油门位置参数进行计算，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型，该两个PID控制器实现对转速和油门位置的相应的PID运算，输出相应的油门位置信号，实现各项发动机的转速测验。

在本实用新型中，第二数字调节器23包括扭矩PID控制器231和水门位置PID控制器232，

其中，所述扭矩PID控制器231与所述扭矩设定参数输入线路21、扭矩反馈线路28连接，所述扭矩PID控制器231的输出端与所述水门位置PID控制器232连接，所述水门位置PID控制器232与所述水门位置设定参数输入线路22、水门位置反馈线路27连接，所述水门位置PID控制器232的输出端连接所述第二脉宽调制器24。

在该实施例中，该两个PID控制器内部承载一定的PID运算算法，对扭矩和水门位置参数进行计算，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型，该两个PID控制器实现对扭矩和水门位置的相应的PID运算，输出相应的水门位置信号，实现各项发动机的扭矩测试。

在本实用新型中，发动机防飞车测试系统还包括与所述中间继电器3连接的手动按钮停止器6，所述手动按钮停止器6安装在发动机测试柜上，其中：

在发动机测试柜上安装手动按钮停止器6，在自动控制出现故障的情况下，操作人员按下手动按钮停止器6也能使发动机负载瞬间加到最大、燃料管路及时关闭从而使发动机在短时间内停车，进而实现自动手动双保险。操作人员可在发动机测试台架外进行停车操作，简单快捷，避免操作人员在发动机测试台架内操作，最大程度提高人身安全。

在本实用新型中，依据柴油机工艺要求，需要设置包括发动机转速设定参数等数据，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。

在本实用新型中，第一数字调节器13和第二数字调节器23向中间继电器3输送报警信号，具体如下：

将发动机测试台架上的水门执行器25与中间继电器3关联，由中间继电器3来实现发动机测控系统正常控制信号和发动机超速报警信号的转换，当超速报警信号发出时，中间继电器3动作，中间继电器3的常开和常闭触点切换，水门执行器25收到中间继电器3的报警信号后，迅速关闭测功器26回水管路，迫使发动机负载加到最大；

在发动机测试台靠近发动机处的燃料管路增加防爆型电磁阀，防爆型电磁阀的管路串联到发动机燃料管路中，控制线路与中间继电器3相连，当转速报警信号发出时中间继电器3动作，电控截止阀得电动作，使燃料管路自动关闭，致使发动机停车，防爆型电磁阀采用24V断电导通，通电截止型，平时在不通电的情况下，电控截止阀是开启状态，得电后截止，采用这种方式可大大提高安全性。

在本实用新型中，发动机防飞车测试系统包括转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路以及分别与所述转速控制闭环回路、负荷控制闭环回路连接的中间继电器和电磁阀，当转速无法控制输出报警信号时，中间继电器将报警信号同时传递给电磁阀和水门执行器，在第一时间将测功器回水管路关闭，迫使发动机负载最大，同时控制电磁阀将发动机燃料管路关闭，致使发动机停车，防止飞车事故的发生，提高了操作人员的安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述系统包括转速控制闭环回路（1）、负荷控制闭环回路（2）以及分别与所述转速控制闭环回路（1）、负荷控制闭环回路（2）连接的中间继电器（3）和电磁阀（4），其中：

所述转速控制闭环回路（1）包括设有转速设定参数输入线路（11）和油门位置设定参数输入线路（12）的第一数字调节器（13），所述第一数字调节器（13）的输出端连接有第一脉宽调制器（14），所述第一脉宽调制器（14）的输出端连接有油门执行器（15），所述油门执行器（15）的输出端连接发动机（16），所述油门执行器（15）通过油门位置反馈线路（17）向所述第一数字调节器（13）反馈油门位置信号，所述发动机（16）通过发动机转速反馈线路（18）向所述第一数字调节器（13）反馈发动机转速信号；

所述负荷控制闭环回路（2）包括设有扭矩设定参数输入线路（21）和水门位置设定参数输入线路（22）的第二数字调节器（23），所述第二数字调节器（23）的输出端连接有第二脉宽调制器（24），所述第二脉宽调制器（24）的输出端连接有水门执行器（25），所述水门执行器（25）的输出端连接测功器（26），所述水门执行器（25）通过水门位置反馈线路（27）向所述第二数字调节器（23）反馈水门位置信号，所述测功器（26）通过扭矩反馈线路（28）向所述第二数字调节器（23）反馈扭矩信号；

所述中间继电器（3）通过报警线路（5）与所述第一数字调节器（13）和第二数字调节器（23）连接，所述中间继电器（3）的输出端设有两路输出，其中一路输出连接所述电磁阀（4），另一路输出连接所述水门执行器（25），所述电磁阀（4）安装在所述发动机（16）燃料管路上。

2.根据权利要求1所述的发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述电磁阀（4）为防爆型电磁阀，所述电磁阀（4）安装在靠近发动机位置的燃料管路。

3.根据权利要求1所述的发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述第一数字调节器（13）包括转速PID控制器（131）和油门位置PID控制器（132），

其中，所述转速PID控制器（131）与所述转速设定参数输入线路（11）、发动机转速反馈线路（18）连接，所述转速PID控制器（131）的输出端与所述油门位置PID控制器（132）连接，所述油门位置PID控制器（132）与所述油门位置设定参数输入线路（12）、油门位置反馈线路（17）连接，所述油门位置PID控制器（132）的输出端连接所述第一脉宽调制器（14）。

4.根据权利要求1所述的发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述第二数字调节器（23）包括扭矩PID控制器（231）和水门位置PID控制器（232），

其中，所述扭矩PID控制器（231）与所述扭矩设定参数输入线路（21）、扭矩反馈线路（28）连接，所述扭矩PID控制器（231）的输出端与所述水门位置PID控制器（232）连接，所述水门位置PID控制器（232）与所述水门位置设定参数输入线路（22）、水门位置反馈线路（27）连接，所述水门位置PID控制器（232）的输出端连接所述第二脉宽调制器（24）。

5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述系统还包括与所述中间继电器（3）连接的手动按钮停止器（6）。

6.根据权利要求5所述的发动机防飞车测试系统，其特征在于，所述手动按钮停止器（6）安装在发动机测试柜上。