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燃油泵閥門啟閉特性的研究與在線檢測技術

2019-11-06 19:24   评论:40 点击:350
在燃油泵係統方向控製閥門中,安全溢流閥的感化是防止供油管道中的油壓過高,而單向閥的感化是在燃油泵停止工作時,使燃油管道中保持一定的油壓,以便在發動機再次起動時能及時供油而易於啟動 。

為了進步產品的可靠性,確保設備的正常運行,必須精確地檢測出閥門是否失效。長期以來,對閥門啟閉特性的檢測一向沿用六七十年代的傳統方法——采用油液檢測,並在測試過程中是以人工操縱為主。用傳統方法模擬燃油泵工作情況,需要在出油管道中充進油液,然後通過幾天的時間來觀察供油逆止閥的泄漏情況 。這類檢測係統結構複雜,很難滿足生產主動化的要求。而且其檢測精度低、人工工作量大、測試效率低,且產品檢測完後,很難完全清洗還原。

隨著計算機技術的迅猛發展,使用計算機技術利用於液壓測試技術已顯示出測試精度高、測試速度快和人工工作量大大減少的優越性。前不久筆者特設計出一套燃油泵閥門啟閉特性的在線檢測係統,利用氣路檢測代替油液,不但解決了之前存在的題目,而且還可以精確地把握閥門工作性能與狀況。

一 、燃油泵閥門工作特性

在任何工況下,燃油泵供給係統都必須給發動機提供所需的燃油量。燃油泵將燃油持續地從油箱中吸出,經過燃油濾清器、燃油分配器,送到電磁噴油器中。噴油器將燃油以精確的油量噴進發動機的進氣道內。多餘的燃油通過壓力調節器回到油箱。

燃油泵的單向閥首要用於防止燃油倒流,保持管路殘餘壓力,以便發動機下次輕易啟動,並可防止由於溫度較高所產生的油路氣阻現象,影響發動機熱啟動性能。是以對單向閥性能的要求首要是:當油液通過單向閥活動時,阻力要小,也就是壓力損失要小;而當油液反向流進時,閥口的密封性要好,無泄漏;工作時不應有振動、衝擊和噪聲等。

當油泵輸出壓力超過額定值時,安全溢流閥會主動打開 ,高壓燃油可回至油泵的進油室,並在油泵和電動機內循環,以此可以避免由於油路堵塞而引發管路油壓過高造成管路破裂或燃油泵損壞等現象的發生。因此對溢流閥首要性能的要求是:調壓範圍大,調壓偏差小,壓力振擺小,動作靈敏 ,過流能力大,壓力損失小和噪聲小等。

在閥的彈簧剛度和預壓縮量一定時,溢流閥從開啟到最大開口,和從最大開口到閉合過程中的流量與壓力之間的關係,稱為溢流閥的啟閉特性。其動態性能是指當係統壓力突變而超過溢流閥的調定壓力時,閥的壓力變化和穩定過程。一般用壓力超調量,升壓時間和穩壓時間來衡量 。下麵以浙江玉環長征汽車配件廠的燃油泵為對象,觀察一下燃油閥門的工作情況 。

在12V的工作電壓下,其額定流量Q=1L/min,衝開壓力p=0.45Mpa~0.63Mpa。根據測試數據得到溢流閥啟閉特性和溢流閥動態特性如圖1和圖2所示。

圖1溢流閥啟閉特性

圖2溢流閥動態特性

在工作過程中,單向閥開啟性即流通性要好 ,能及時使管道中油液流通,且對密封性要求高,假如單向閥泄漏量超過了要求值,管道中沒有足夠存留的油液,會直接影響汽車的下一次發動。溢流閥的泄漏量是一項綜合性性能指標,它反映了生產廠家的製造工藝和裝配水平,其大小對溢流閥的靜動態性能有明顯地影響。溢流閥的開啟壓力和閉合壓力隨著其內泄漏量的增加而降低,使其啟閉特性變差。

二、測試係統工作台的設計

1.測試係統道理

全部檢測係統部分由帶出油口的端蓋(工件),5個電磁閥門,一個負壓發生器,一個傳感器和氣控三聯件構成。如圖3所示,電磁閥1是控製出油口處的單向閥,電磁閥2、3控製正壓源,電磁閥4、5控製負壓發生器,傳感器始終檢測工件內腔的壓力。

圖3氣路檢測道理圖

在工件被定位和密封好的情況下,從工件底部采用電動調壓閥加壓,達到給定壓力後,安全溢流閥開啟,進行保壓,計算機主動定時,保壓過程中判定溢流閥的密封性 。保壓結束後,由計算機控製的電磁閥1卸壓 ,單向閥開啟。接下來是利用抽真空檢測單向閥的密封性,改變傳統的方法,用氣路檢測代替油液。理論中被測工件的閥門壓力變化曲線圖應如圖4所示 。

圖4檢測閥門壓力變化曲線

2.測試係統工作台機械部分的設計

測試係統的設計包括 :機械夾具工作台的設計,氣路檢測係統的設計和係統控製電路的設計。這裏首要先容機械夾具工作台的設計。筆者以浙江台州玉環長征汽車配件廠的燃油泵為研究核心,在此基礎上進行閥門啟閉特性在線測試係統研究。

設計公道的工作台,有以下幾個需要特別重視的關鍵題目:

(1)工件的定位。

(2)汽缸的選取。工件靠汽缸壓緊後,再往工件內通正氣壓進行檢測。所以要對工件所需的壓緊力進行計算,滿足測試裝配的要求。汽缸選好後,我們才能對撐持汽缸的支架進行設計,確定幾何尺寸並進行強度計算和可靠性計算,進步在線檢測係統運行的安全可靠性。

(3)設計中各個環節的密封題目。

3.測試係統智能化

大多數閥門生產廠家目前仍沿用人工利用油液方法測試,這類方法效率低、誤差大,並且隻能對靜態性能作出測試,對動態試驗往往無能為力。現代產業和科學技術不僅對元件的靜態性能要求很高,而且對直接影響產品精度的動態特性也提出了愈來愈高的要求。係統台隻有配備高速A/D轉換裝配及高精度計算機測試係統才能以規定精度測得元件的靜態特性,也隻有計算機測試係統才能較為精確地測得元件的動態性能,並對之進行分析處理,從中獲取表征元件性能的有關信息,並為產品的設計提供根據。與手工測試手段相比,計算機輔助測試的優點是其具有強大的數據處理功能、較高的測試精度、可保證丈量的實時性、防止人為誤差、補償傳感器的非線性、實現全部測試過程的智能控製、嚴格控製試驗條件,並進步試驗效率等 。

測試係統控製圖如圖5所示 ,它包括:計算機、用於接收計算機輸出的數字信號指令並向繼電器模塊輸出模擬信號指令的I/O變換器、用於接收放大器模塊的模擬信號並向計算機輸出數字信號的A/D變換器、用於接收模擬信號並向汽缸輸出控製信號的繼電器模塊、用於接收壓力傳感器輸出的模擬信號並調節信號的放大器模塊、用於檢測燃油泵供油逆止閥的負壓傳感器 ,和用於控製氣路的各個電磁閥等。

圖5測試係統控製圖

其中A/D轉換器、I/O轉換器設置在計算機接口卡上,計算機接口卡設置在計算機主機內,計算機接口***過計算機的ISA接口與計算機連接;繼電器模塊、放大器模塊、給負壓傳感器供電的電壓源都安裝在一塊板上。

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