CN207989208U - 液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，混合燃料供油管路系统承担试验装置内混合燃料的循环流动，冷却系统冷却混合燃料供油管路系统中的混合燃料，ECU单元中的ECU模块处理传感器反馈的参数信号，对冷却系统的开启和冷却温度范围进行相应的控制。模拟发动机高压油泵系统安装在试验台架上。纯液态轻烃补充箱设在混合燃料箱旁边。能减少混合燃料的挥发，控制混合燃料因温度因素造成的试验数据误差，能补充混合燃料箱中的轻烃，保证混合燃料比例在要求的范围，实现长时间运转下的稳定性；能实现可靠性试验的仿真环境和数据测量，测量高压油管压力峰值波动、磨损数据、喷油器雾化状态等可靠性试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发动机新型燃料的供油系统的可靠性试验装置，特别是涉及一套试验液态轻烃和柴油按固定比例混合的混合燃料对发动机供油系统可靠性的试验装置。
背景技术
“烃”是碳、氢两种元素以不同的比例混合而成的一系列物质，其中较轻的部分叫做轻烃，C5-C6的烃在常温常压下是液态，称为液态轻烃。液态轻烃燃料作为发动机代用燃料具有很多的优点：使发动机尾气中CO、HC、NOX等有害物质的含量下降，克服了其他代用燃料存在的动力性下降、加速性能差两大缺陷。考虑到液态轻烃具有易挥发性质和可靠性试验需要长时间进行，常规供油系统的可靠性试验装置，虽然试验装置比较稳定可靠，但在长时间试验情况下，喷油泵和凸轮轴摩擦产热，柱塞套筒偶件运动产热，燃料压缩循环产热，电动输油泵产热，这些因素都会导致混合燃料箱中的混合燃料在试验循环中温度持续升高，使液态轻烃加速挥发；此外由于油箱自身密封问题，做纯柴油可靠性试验时，柴油的挥发几乎可以忽略，但用混合燃料时，液态轻烃不可避免会从油箱中挥发出去，使混合燃料箱内轻烃柴油比例不符合要求；常规供油系统可靠性试验装置中的喷油器，若用纯柴油做可靠性试验时，因柴油挥发较少，其挥发影响可以忽略，采用混合燃料时，喷油器喷出雾化状态混合燃料中的轻烃成分会迅速流散在空气中，造成燃料浪费和实验室安全隐患。因此设计一套可以回收并冷却雾化状态的轻烃柴油混合燃料和降低油箱温度减少轻烃挥发以及纯液态轻烃补给装置保证混合燃料比例符合要求的试验系统，来进行长时间的可靠性试验，一直是本领域技术人员试图解决的难题。此系统是研究液态轻烃柴油混合燃料对供油系统的影响是否超出极限值，并与使用纯柴油时的影响做对比以此来验证混合燃料对发动机供油系统的可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一套能够验证液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置。该装置结构紧凑，便于布置，不仅能实现雾化状态的混合燃料的回收和冷却并回流至油箱，还能对混合燃料箱中混合燃料进行冷却和实现对混合燃料箱损失轻烃的补充，以保证预定的轻烃柴油百分比。
本实用新型实现上述目的的技术方案是：包括混合燃料循环供油系统、冷却系统、ECU单元、模拟发动机高压油泵系统；各个系统之间按试验要求的位置放置，并按试验顺序通过钢丝软管、法兰盘连接。混合燃料循环供油系统的作用是使试验装置内的混合燃料循环流动，各部件之间通过钢丝软管连接。冷却系统冷却混合燃料循环供油系统中的混合燃料，各部件之间通过不锈钢管连接。ECU单元中的ECU模块处理各传感器反馈的参数信号，对冷却系统的开启和冷却温度范围进行相应的控制。模拟发动机高压油泵系统安装在试验台架上，以保证高转速下稳定安全。混合燃料循环供油系统的电动输油泵通过钢丝软管将混合燃料从混合燃料箱输送到高压油泵，喷油回收器收集被喷油器喷出的混合燃料并被喷油冷却箱冷却；ECU单元通过检测各传感器信号来控制冷却水泵的启动、冷却温度范围以及监测混合燃料的密度；纯液态轻烃补充箱设在混合燃料箱旁边，用以补充混合燃料箱内挥发的轻烃。
按上述方案，所述的混合燃料循环供油系统包括混合燃料箱、滤器、电动输油泵、流量计、喷油回收器、喷油冷却箱，上述部件依次安装在燃料循环管路上。电动输油泵由电动机和离心泵组成，通过滤器和流量计将混合燃料箱内的混合燃料泵入电动机带动的高压油泵，滤器和流量计分别用钢丝软管和电动输油泵连接，流量计放在流量计架上；喷油器通过高压油管与高压油泵相连并把混合燃料雾化喷出；喷油回收器将喷油器喷出的雾化混合燃料收集，通过钢丝软管送入喷油冷却箱进行冷却，减少轻烃挥发；冷却完毕的混合燃料通过钢丝软管流回混合燃料箱完成循环。
按上述方案，所述的冷却系统包括冷却水箱、冷却水泵、冷却盘管、喷油冷却箱。冷却水泵吸入口通过不锈钢管与冷却水箱低位处连接，冷却水泵出口连接不锈钢管弯成的冷却盘管，冷却盘管另一端与冷却水箱高位处连接。喷油冷却箱一端与混合燃料箱连接，另一端与喷油回收器连接，将喷油回收器流过来的混合燃料冷却。
按上述方案，所述的ECU单元包括ECU模块、运行模式转换开关、混合燃料箱温度传感器、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器。ECU模块输入端与混合燃料箱温度传感器、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器相连接，电动输油泵电机启动或关闭信号传感器安装在电动输油泵的电动机上，电动机启动则电动输油泵电机启动或关闭信号传感器发出信号，混合燃料箱温度传感器、混合燃料箱密度传感器放置在混合燃料箱内，ECU模块输出端与运行模式转换开关、冷却水泵和纯液态轻烃补充箱相连。
按上述方案，所述的模拟发动机高压油泵系统包括电动机、高压油泵、高压油管、喷油器、试验台架。电动机通过法兰盘与高压油泵相连并且带动高压油泵转动，高压油泵出油口与高压油管相连，高压油管另一端与喷油器进油口相连，它们都安装固定在试验台架上。
本实用新型的燃料循环管路保证系统运转正常；ECU单元和冷却系统通过检测与处理油箱内各传感器的信号确认冷却系统的开启和关闭以及冷却温度的范围，减少混合燃料的挥发和逸散，控制混合燃料因温度因素造成的试验数据误差，还能够补充混合燃料箱中的轻烃，以保证混合燃料比例在要求的范围，实现在长时间运转情况下的稳定性；模拟发动机高压油泵系统能够实现可靠性试验的仿真环境和数据测量，测量高压油管压力峰值波动、磨损数据、喷油器雾化状态等可靠性试验。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的ECU单元原理框图。
图中：1.流量计，2.电动输油泵，3.滤器，4.混合燃料箱，5.注油口，6.混合燃料箱密度传感器，7.混合燃料箱温度传感器，8.冷却盘管，9.冷却水输入方向，10.冷却输出方向，11.冷却水泵，12.冷却水箱，13.喷油器，14.喷油回收器，15.喷油冷却箱，16.纯液态轻烃补充箱，17.高压油管，18.高压油泵，19.电动机，20试验台架。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型的结构和功能，以下结合附图对本实用新型作详细说明。
如图1所示，本实用新型包括混合燃料循环供油系统、冷却系统、ECU单元、模拟发动机高压油泵系统；各个系统之间按试验要求的位置放置，并按试验流程顺序通过钢丝软管、法兰盘连接，组成试验装置。混合燃料循环供油系统使试验装置内混合燃料的循环流动，其部件之间通过钢丝软管连接。冷却系统冷却混合燃料循环供油系统中的混合燃料，其部件之间通过不锈钢管连接。ECU单元中的ECU模块处理传感器反馈的参数信号，对冷却系统的开启和冷却温度范围进行相应的控制。模拟发动机高压油泵系统安装在试验台架上，保证高转速下稳定安全可靠。混合燃料循环供油系统的电动输油泵通过钢丝软管将混合燃料从混合燃料箱输送到试验台架，喷油回收器收集被喷油器喷出的混合燃料并被喷油冷却箱冷却；ECU单元通过检测各传感器信号来控制冷却水泵的启动、冷却温度范围以及监测混合燃料的密度；纯液态轻烃补充箱设在混合燃料箱旁边，补充混合燃料箱内挥发的轻烃。
混合燃料循环供油系统包括混合燃料箱4、滤器3、电动输油泵2、流量计1、喷油回收器14、喷油冷却箱15，上述部件依次安装在燃料循环管路上。电动输油泵2通过滤器3和流量计1将混合燃料箱4内的混合燃料泵入模拟发动机高压油泵统，喷油回收器14将模拟发动机高压油泵统中的喷油器13喷出的雾化混合燃料收集送入喷油冷却箱15进行冷却，减少轻烃挥发；冷却完毕的混合燃料流回混合燃料箱4，完成循环。
冷却系统包括冷却水箱12、冷却水泵11、冷却盘管8、喷油冷却箱15。冷却水泵11吸入口通过不锈钢管与冷却水箱12低位处连接，冷却水泵出口连接不锈钢管弯成的冷却盘管8，冷却盘管另一端与冷却水箱高位处连接。喷油冷却箱15一端与混合燃料箱4连接，另一端与喷油回收器14连接，冷却水箱内装有冷却水，冷却水泵启动以后，冷却水通过冷却盘,8输入混合燃料箱4，使混合燃料箱内温度降低，减少液态轻轻挥发，保证液态轻烃和柴油比例在要求的范围内；冷却水从混合燃料箱内的冷却盘管出来以后进入喷油冷却箱15，将喷油器13喷出的混合燃料进行冷却，减少轻烃挥发；冷却水通过混合燃料箱和喷油冷却箱时吸热，温度升高，最后流回冷却水箱12，再次被冷却，完成冷却循环。
ECU单元包括ECU模块、运行模式转换开关、混合燃料箱温度传感器7、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器6。ECU模块输入端与混合燃料箱温度传感器7、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器6相连接，ECU模块输出端与运行模式转换开关、冷却水泵11和纯液态轻烃补充箱16相连。电动输油泵2启动，冷却水泵11也随之启动，若混合燃料箱内温度过低，ECU模块可以将冷却水泵11暂时关闭，等到温度达到上限时，再次启动冷却水泵11；混合燃料箱密度传感器6测量混合燃料箱4内燃料密度，按密度变化通过纯液态轻烃油箱16补充液态轻烃，以保证混合燃料箱4内液态轻烃与柴油比例在要求的范围内。
模拟发动机高压油泵供油喷油系统包括电动机19、高压油泵18、高压油管17、喷油器13、试验台架20。电动机19通过法兰盘与高压油泵18相连并且带动高压油泵转动，高压油泵出油口与高压油管17一端相连，高压油管17另一端与喷油器13进油口相连，它们都安装固定在试验台架20上，以保证高转速的试验情况下试验装置安全稳定。该系统按照发动机实际工作过程进行模拟工作，混合燃料被泵入柱塞套筒，柱塞套筒内的高压混合燃料通过高压油管17进入喷油器13，在达到喷油器13启阀压力时通过喷油器13喷嘴端喷出，形成高压雾化油雾；柱塞套筒和喷油器13工作过程与实际柴油机高压油泵18运行过程一致，因此能够试验液态轻烃柴油混合燃料对发动机供油系统的可靠性。
本实用新型的工作过程是这样的：
通过混合燃料箱上注油口5给混合燃料箱4中加入按一定比例混合的柴油和液态轻烃，电动输油泵2通过滤器3将混合燃料泵入由电动机19带动的高压油泵18，电动机19和高压油泵18装在试验台架20上，高压油管17将一定压力的混合燃料送入喷油器13中，喷油器13将混合燃料雾化喷出，喷油回收器14将喷出的雾化混合燃料收集，送入喷油冷却器15中，雾化状态的混合燃料被冷却温度降低，回流至混合燃料箱4完成供油系统循环。冷却系统由ECU单元控制，电动输油泵2启动时，冷却系统中冷却水泵11启动，将低温的冷却水从冷却水箱12中抽出，按冷却水输入方向9通过冷却盘管8输送至混合燃料箱4和喷油冷却箱15中，被加热的冷却水按冷却水输出方向10流回冷却水箱12中，完成冷却系统循环；在混合燃料箱温度传感器7测量的温度低于要求值时，暂时关闭冷却系统中的冷却水泵11，在混合油箱温度超过一定值时启动冷却系统，使混合燃料箱4内的混合燃料温度降低到合适温度范围。
纯液态轻烃补充箱16的作用是向混合燃料箱4补充一定的液态轻烃，以保证混合油箱内的液态轻烃柴油比例保持一定值，是通过混合燃料箱密度传感器6检测混合油箱内的混合燃料密度变化，通过计算确定需要补充的纯液态轻烃量。
Claims (5)
1.一种液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，其特征在于：包括混合燃料循环供油系统、冷却系统、ECU单元、模拟发动机高压油泵系统；各个系统之间按试验要求的位置放置，并按试验顺序通过钢丝软管、法兰盘连接；混合燃料循环供油系统的作用是使试验装置内的混合燃料循环流动，各部件之间通过钢丝软管连接；冷却系统冷却混合燃料循环供油系统中的混合燃料，各部件之间通过不锈钢管连接；ECU单元中的ECU模块处理各传感器反馈的参数信号，对冷却系统的开启和冷却温度范围进行相应的控制；模拟发动机高压油泵系统安装在试验台架(20)上，以保证高转速下稳定安全；混合燃料循环供油系统的电动输油泵(2)通过钢丝软管将混合燃料从混合燃料箱(4)输送到高压油泵(18)，喷油回收器(14)收集被喷油器(13)喷出的混合燃料并被喷油冷却箱(15)冷却；ECU单元通过检测各传感器信号来控制冷却水泵(11)的启动、冷却温度范围以及监测混合燃料的密度；纯液态轻烃补充箱(16)设在混合燃料箱(4)旁边，用以补充混合燃料箱(4)内挥发的轻烃。
2.根据权利要求1所述的液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，其特征在于：所述的混合燃料循环供油系统包括混合燃料箱(4)、滤器(3)、电动输油泵(2)、流量计(1)、喷油回收器(14)、喷油冷却箱(15，上述部件依次安装在燃料循环管路上；电动输油泵(2)由电动机和离心泵组成，电动输油泵(2)将混合燃料箱(4)内的混合燃料通过滤器(3)和流量计(1)泵入电动机(19)带动的高压油泵(18)，滤器(3)和流量计(1)分别用钢丝软管和电动输油泵(2)连接，流量计(1)设置在流量计架上；喷油器(13)通过高压油管(17)与高压油泵(18)相连并把混合燃料雾化喷出；喷油回收器(14)将喷油器(13)喷出的雾化混合燃料收集，通过钢丝软管送入喷油冷却箱(15)进行冷却，减少轻烃挥发；冷却完毕的混合燃料通过钢丝软管流回混合燃料箱(4)完成循环。
3.根据权利要求1或2所述的液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，其特征在于：所述的冷却系统包括冷却水箱(12)、冷却水泵(11)、冷却盘管(8)、喷油冷却箱(15)；冷却水泵(11)吸入口通过不锈钢管与冷却水箱(12)低位处连接，冷却水泵(11)出口连接不锈钢管弯成的冷却盘管(8)，冷却盘管(8)另一端与冷却水箱(12)高位处连接；喷油冷却箱(15)一端与混合燃料箱(4)连接，另一端与喷油回收器(14)连接，将喷油回收器(14)流过来的混合燃料冷却。
4.根据权利要求3所述的液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，其特征在于：所述的ECU单元包括ECU模块、运行模式转换开关、混合燃料箱温度传感器(7)、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器(6)；ECU模块输入端与混合燃料箱温度传感器(7)、电动输油泵电机启动或关闭信号传感器、混合燃料箱密度传感器(6)相连接，电动输油泵电机启动或关闭信号传感器安装在电动输油泵(2)的电动机上，电动机启动则电动输油泵电机启动或关闭信号传感器发出信号，混合燃料箱温度传感器(7)、混合燃料箱密度传感器(6)放置在混合燃料箱(4)内，ECU模块输出端与运行模式转换开关、冷却水泵(11)和纯液态轻烃补充箱(16)相连。
5.根据权利要求4所述的液态轻烃柴油混合燃料发动机供油系统的可靠性试验装置，其特征在于：所述的模拟发动机高压油泵供油喷油系统包括电动机(19)、高压油泵(18)、高压油管(17)、喷油器(13)、试验台架(20)；电动机(19)通过法兰盘与高压油泵(18)相连并且带动高压油泵(18)转动，高压油泵(18)出油口与高压油管(17)相连，高压油管(17)另一端与喷油器(13)进油口相连，它们都安装固定在试验台架(20)上。
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| CN110580835A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-12-17 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种装甲车辆柴油机的发动机电控喷油实验教学演示平台 |
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