一种低速机喷油器试验装置制造方法及图纸

技术编号:32327848 阅读:24 留言:0更新日期:2022-02-16 18:34
本发明专利技术涉及一种低速机喷油器试验装置,包括低压供给单元、高压燃油供给单元、伺服油驱动单元、低速机喷油器测量单元和高速同步控制系统等。其通过多种低速机喷油器喷油控制方式,可分别用于船用低速机电控喷油器和非电控喷油器;通过集供给、温控、过滤、搅拌等诸多功能于一体的低压供给单元;设计有由高压油泵组和共轨管组成高压燃油供给单元;设计有独立的伺服油驱动单元,用于低速机非电控喷油器的驱动控制;设计有多种低速机喷油器性能测试分析方式。本发明专利技术可以解决现有低速柴油机喷油器不能进行全工况动态性能测试分析和机外可靠性试验验证的问题。试验验证的问题。试验验证的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低速机喷油器试验装置


[0001]本专利技术涉及船用柴油机领域,具体涉及低速机喷油器的试验装置,用于对船用低速机共轨喷油器性能进行全面的测试与评价。

技术介绍

[0002]低速机燃油系统作为低速柴油机的“心脏”,具有高技术密度、高附加值的特点,处于高技术船舶配套产业的核心环节。在柴油机建造中,传统的燃油系统占柴油机比例一般在2%~4%范围内,当柴油机发展到电控后,电控燃油系统成本占到柴油机建造总成本的15%~20%,燃油系统的发展对船舶低速机,乃至船舶工业整体发展至关重要。低速机电控喷油器是低速机共轨燃油系统的核心,是低速机的关键部件,其结构、性能直接决定了低速机的性能,其设计是低速机共轨燃油系统的关键技术之一,而目前国内尚没有针对低速机喷油器进行性能测试分析的试验装置。低速机喷油器试验装置的研制,对于低速机共轨喷油器的研制和验证,起到至关重要的作用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种低速机喷油器的试验装置,用于船用低速柴油机喷油器的性能测试分析和可靠性试验验证,以解决现有低速柴油机喷油器不能进行全工况动态性能测试分析和机外可靠性试验验证的问题。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案达到:本专利技术提供一种低速机喷油器的试验装置,包括低压供给单元、高压燃油供给单元、伺服油驱动单元、低速机喷油器测量单元和高速同步控制系统。
[0005]所述低压供给单元包括低压燃油系统和润滑油系统。所述高压供给单元包括依次连接的高压油泵组、高压共轨管和PCV阀组,所述高压油泵组由低压燃油系统提供燃油,由润滑油系统提供润滑油;所述伺服油驱动单元包括伺服油泵、伺服油系统和控制阀件。所述高速同步控制系统包括低速机喷油器控制器ECU、上位机、PLC和同步信号发生器。
[0006]本低速机共轨喷油器试验装置是以低速机喷油器为试验对象,通过组建由高压油泵组、高压共轨管和PCV阀组等构成的高压供给单元和以伺服油驱动单元、低速机喷油器控制器ECU等构成控制源来实现低速机喷油器的驱动和运行。
[0007]所述高压油泵组对低压燃油进行增压,将增压后的高压燃油泵入高压共轨管,高压共轨管对高压燃油进行缓冲和存储,通过控制PCV阀组的开度来调节高压共轨管内高压燃油的压力,满足低速机喷油器工作所需的压力和流量要求。所述伺服油驱动单元的伺服油泵从润滑油系统接出润滑油,将润滑油增压后形成伺服压力控制油,通过伺服油系统向低速机喷油器控制单元ICU提供压力控制油,控制低速机喷油器的喷射过程,此是一个重要的控制媒介(也可以直接使用高压燃油作为媒介)和载体。所述低速机喷油器控制器ECU通过控制低速机喷油器压力控制腔内媒介的压力,在喷嘴内的针阀两端形成压力差,克服预紧弹簧的作用力后将高压燃油喷出、雾化,完成整个喷射过程;在喷油过程中,所述低速机
喷油器测量单元通过对喷油质量、喷油流量、喷油规律、单次喷油量和喷油延迟等数据进行测量,从而对喷油器性能进行评估。所述高速同步控制系统通过同步信号发生器同时向低速机喷油器控制器ECU(5)、PLC、上位机等所有控制和测量功能模块发送时钟同步信号,控制和测量功能模块根据接收到的同步信号进行采样和控制。
[0008]进一步,所述低速机喷油器试验装置具备多种低速机喷油器控制方式,即具有低速机喷油器控制器ECU直接驱动方式、伺服油系统直接驱动方式以及低速机喷油器控制器ECU和伺服油系统复合驱动方式,适应于不同类型的低速机喷油器。其控制电流或控制电压的参数可在一定范围内设定,控制电流或控制电压最大喷油持续时间达50ms。
[0009]进一步,所述低速机喷油器试验装置的低压供给单元,设计有由供给回路和循环温控过滤系统构成的低压供给单元,集供给、温控、过滤、搅拌等诸多功能于一体,分别用于低压燃油供给系统和润滑油系统。循环温控过滤系统包括吸油过滤器、循环泵、管路过滤器、管式加热器、换热器及其控制阀等,其作用是容积箱内的液体由循环泵抽出,循环泵入口处安装吸油过滤器进行粗过滤,出口处安装管路过滤器进行精过滤,精过滤后的液体经管式加热器、换热器及其控制阀组成的温控系统进行加热或冷却控制,使出口的液体温度到达设定目标温度范围内。该控制阀可以是管式开关阀,也可以是管式比例阀;容积箱内设置沉淀区和供给区,沉淀区内的油液通过循环过滤系统流回至供给区,使容积箱内的液体进行搅拌,快速平衡容积箱内的温度。
[0010]进一步,所述高压燃油供给单元额高压油泵组有由两个或多个高压油泵组成,具备同时或单独供油、均衡和非均衡供油等多种供油模式,可自由组合和控制,以适应低速机喷油器不同工况的需要。高压共轨管容积与低速机喷油器最大单次喷射量成比例关系,其容积比系数在200~500之间,设计工作压力不低于120MPa。
[0011]进一步,所述伺服油驱动单元用于向低速机喷油器控制单元ICU提供压力控制油,适用于低速机非电控喷油器的驱动控制;可根据喷油器工况,通过相应的高速控制阀件分别设置和调节压力控制油的压力和供油持续时间。
[0012]进一步,所述低速机喷油器试验装置的测量单元具有多种测量低速机喷油器测量方式,可实现对喷油器喷油质量、喷油流量、喷油规律、单次喷油量和喷油延迟等同步测量。
[0013]其中一种测量方式的低速机喷油器测量单元包括消雾器、稳压器、气控球阀、质量流量计、电子天平和测控模块,所述低速机喷油器的喷油量经过消雾器、稳压器、气控球阀、质量流量计和电子天平,测控模块通过采集同步信号发生器产生的信号,实现在同一时间段内喷油流量和喷油质量的同步实时测量,同时用电子天平获得的喷油质量数据对喷油流量测试数据进行校准和修正。
[0014]另一种测量方法的低速机喷油器测量单元包括单次喷射仪和电子天平,低速机喷油器的喷油量经过单次喷射仪和电子天平,通过采集同步信号发生器产生的信号,实现在同一时间段内喷油规律、单次喷油量和喷油延迟的同步实时测量,同时用电子天平获得的喷油质量数据对单次喷射仪测试数据进行校准和修正。
[0015]进一步,所述低速机喷油器试验装置设计高速同步控制系统设计有独立的同步信号发生器,该时钟同步信号是由单脉冲和多脉冲至少两路信号组成周期性信号,与低速机喷油器工况相关,可自由设定,信号种类可以是TTL信号、PNP或NPN信号、正余弦信号以及三角波信号等,单脉冲信号作为单周期的标志信号,多脉冲信号用于改变所有控制和测量功
能模块的控制和采样频率。同时,所有控制和测量功能模块均是基于双时钟进行工作,模块内部的运行控制基于模块内部自身的时钟进行工作,模块间的运行控制基于同步信号发生器产生的时钟进行工作,可保证各模块间工作的同步性和一致性。
[0016]进一步地,所述低速机喷油器试验装置设计有两种或多种不同媒介的复合闭式冷却系统,根据不同媒介的工作环境和压力等级,分别设计了冷却油系统、恒压冷却水系统以及制冷机系统等,可保证设备在长时间运转后冷却效率不降低,提升了整个系统的稳定性和可靠性;其中,冷却油系统用于冷却PCV阀组和低速机喷油器流出的高温燃油,恒压冷本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速机喷油器试验装置,包括低压供给单元、高压燃油供给单元、伺服油驱动单元、低速机喷油器测量单元(7)和高速同步控制系统;其特征在于,所述低压供给单元包括低压燃油系统(1)和润滑油系统(2);所述高压供给单元包括依次连接的高压油泵组(3)、高压共轨管(4)和PCV阀组(9),所述高压油泵组(3)由低压燃油系统(1)提供燃油,由润滑油系统(2)提供润滑油;所述伺服油驱动单元包括伺服油泵(10)、伺服油系统(6)和控制阀件;所述高速同步控制系统包括低速机喷油器控制器ECU(5)、上位机、PLC和同步信号发生器;所述高压油泵组(3)对低压燃油进行增压,将增压后的高压燃油泵入高压共轨管(4),高压共轨管对高压燃油进行缓冲和存储,通过控制PCV阀组(9)的开度来调节高压共轨管内高压燃油的压力,满足低速机喷油器工作所需的压力和流量要求;所述伺服油驱动单元的伺服油泵(10)从润滑油系统(2)接出润滑油,增压后形成伺服压力控制油,通过伺服油系统(6)向低速机喷油器控制单元ICU提供压力控制油,控制低速机喷油器(8)的喷射过程;所述低速机喷油器控制器ECU(5)通过控制低速机喷油器压力控制腔内媒介的压力,在喷嘴内的针阀两端形成压力差,克服预紧弹簧的作用力后将高压燃油喷出、雾化,完成整个喷射过程;在喷油过程中,所述低速机喷油器测量单元(7)通过对喷油质量、喷油流量、喷油规律、单次喷油量和喷油延迟等数据进行测量,从而对喷油器性能进行评估;所述高速同步控制系统通过同步信号发生器同时向低速机喷油器控制器ECU(5)、PLC、上位机等所有控制和测量功能模块发送时钟同步信号,控制和测量功能模块根据接收到的同步信号进行采样和控制。2.根据权利要求1所述的低速机喷油器试验装置,其特征在于,所述低速机喷油器试验装置具有低速机喷油器控制器ECU(5)直接驱动方式、伺服油系统(6)直接驱动方式以及低速机喷油器控制器ECU(5)和伺服油系统(6)复合驱动方式,适应于不同类型的低速机喷油器。3.根据权利要求1或2所述的低速机喷油器试验装置,其特征在于,所述低压供给单元还包括供给回路和循环温控过滤系统,为低压燃油供给系统(1)和润滑油系统(2)提供进行温度控制和过滤后的燃油或润滑油;所述供给回路和循环温控过滤系统包括容积箱、循环泵、吸油过滤器、管路过滤器、加热器、换热器、控制阀,所述容积箱内的液体由循环泵抽出,循环泵入口处安装吸油过滤器进行粗过滤,出口处安装管路过滤器进行精过滤,精过滤后的液体经管式加热器、换热器及其控制阀组成的温控系统进行加热或冷...

【专利技术属性】
技术研发人员:雷友军黄都杨雪莲贾波凯刘惠娥李文杰卢训
申请(专利权)人:重庆红江机械有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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