柴油汽車電噴嘴檢測儀的製作方法
2023-05-29 19:16:11
專利名稱：柴油汽車電噴嘴檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柴油汽車電噴嘴檢測裝置。
由於柴油發動機的大功率和經濟性，更適應於大型的機車，航運，裝卸機械等的動力配套。從現場實踐情況來看，柴油發動機的動力下降，燃燒不良，啟動不良，耗能增加，等現象都和電噴嘴有關。由於柴油電噴是當代世界的先進技術，如果用傳統的柴油發動機概念去理解目前的新型柴油電噴技術，往往無法正確判斷故障和及時的維護保養。從而使設備經常處於病態，效率低下，無法發揮其優勢。尤其是故障判斷不到位，靠備件更換來估計判斷，還造成了維修保養成本上升。
從設備來看，機車、裝載機的柴油電噴發動機一般工作缸都在8個以上，每個汽缸配一個電噴嘴，一個電噴嘴價值0.5萬。如果一次性更換8個就是4萬，10臺車就是40萬。電噴嘴的正常生命為5000小時左右。由此可見，能正確檢測單個電噴嘴工作狀況的手段，對於故障判斷，和備品更換就具有針對性，就能大大提高設備的完好率，降本增效。
柴油電噴組合基本結構剖視圖，請見
圖1，其中有高壓腔1、高壓油道2、電噴頭3。圖2是柴油電噴頭3的剖視圖。其主要高壓油道2，高速組合閥4，衝擊柱塞5。
柴油電噴系列發動機是以電子控制模塊(ECM)為中心，與設備上的各類傳感器組合成閉環控制系統，並根據設備的負荷進行運算，計算出精確的噴油時間(量)，由伺服機構自動調整燃油噴射液力增壓器的壓力(5Mpa---23Mpa)，同時產生高能量的脈寬自動調整的高壓脈衝，激勵啟動柴油電噴嘴。柴油電噴嘴3內的燃油在內腔柱塞5不同壓力衝擊下(決定燃油的流量)，又根據ECM送來的指令，自動調整脈衝寬度(決定燃油噴射的時間)並按時序向各個工作缸內實現噴油，使發動機均速運轉。根據柴油電噴發動機的工作情況，柴油電噴嘴的每秒鐘開閉頻率為4--19次，每開閉一次的瞬間耗能約為120W出現的故障一般可分為4大類，1是ECM系統故障，2是電噴嘴故障，3燃油供油系統故障，4燃油噴射液力增壓器故障。
由配套的ECM系統分析儀分析各個控制模塊工作情況，分析儀還能分析出燃油噴射液力增壓器的壓力情況，燃油供油系統的情況，唯獨電噴嘴的高速運行情況無法檢測，因為這一區域涉及許多機械結構電腦無法完成分析，而由於電噴嘴的原因常使電噴柴油發動機工作狀況不佳。
目前還未見到隨車檢測電噴嘴專用器具，拆下後更沒有手段檢測，採用唯一的辦法，就是把所有的電噴嘴全都更新。如果仍無法啟動，再檢查其它部位。由於缺乏檢測工具，被更換下的電噴嘴還無法分清那個是好是壞。所以每發生一次發動機運行不良的故障維修成本非常大，而且效率極低。這是因為電噴嘴的電氣部分用萬用表去測量個個都是好的，更談不上檢測它的高速工作狀態，更換電噴嘴的工作量又非常大，所以對這些高新設備的維護保養代價太高。
根據中國專利檢索，只找到一項類似的關於電噴嘴檢測的儀器(中國專利汽車電噴嘴自動檢測清洗分析儀，98243171.6)，但是它和本設計的應用範圍各異，從資料中分析它只適應汽油車電噴嘴的檢測，這是因為汽油電噴嘴和柴油電噴嘴的工作特點不相同，汽油電噴嘴的噴射壓力僅為柴油電噴的1/5-1/20，開啟電噴頭的能量相對小，但電噴頭容易堵塞。柴油電噴頭噴射壓力強大，噴頭基本不會堵塞，但開啟電噴頭的能量(IU)需求相對大得多。所以，中國專利「汽車電噴嘴自動檢測清洗分析儀」。不適合柴油電噴頭的檢測，還由於它的結構設計外形體積較大，不適應野外的搶修，和現場作業。
本發明的設計重點是1、為柴油電噴頭的工作特點而設計，主要落實在適應柴油電噴頭的開閉能量調控，並容入速度、模擬噴油量(PWM)的調整，模擬柴油發動機的轉速顯示。
2、配置外接埠，使檢測器內部信號的輸出、設備上的控制信號輸入檢測，在現場實際對整個設備進行檢測調試可發揮更大的作用。
3、本檢測器，充分利用被檢測設備的現有各種壓力油道和設施配合測試，所以外形尺寸為可攜式，便於攜帶移動，更適應於設備現場搶修。
根據本發明，其技術解決方案是1、採用直流低壓逆變升壓的方法來解決柴油電噴嘴的啟動大能量(120W)問題；2、整機採用蓄電池供電、充電一次可連續工作3小時以上，可移動可攜式，靈活性強；3、採用大功率單向可控矽為電噴嘴啟動的高速開關，開閉特性好；4、LED數碼顯示器通過轉換開關，直接顯示噴油嘴工作時相對應的發動機轉速和電噴嘴的每秒鐘噴油頻率；5、附帶其它功能。
如上所述，本發明包括電源E和與柴油電噴嘴成電路聯結的啟動主電路，還有依次成電路連接的功率細節組合件、高壓發生器、整流器，並還有脈衝寬度調製發生器；該脈衝寬度調製發生器控制該整流器與該啟動主電路的電聯結通路。
進一步，所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，所選的脈衝寬度調製發生器還連接有頻率調整單元、脈寬調整單元和幅值調整單元。
本發明所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，還有一後接該脈衝寬度調製發生器的顯示器，且該脈衝寬度調製發生器還經一信頻器連接該顯示器。
本發明所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，還有一分別接該脈衝寬度調製發生器和該顯示器的外接埠。
本發明所選的信頻器是一隻二信頻器。
所選的供電電源E是蓄電池。
所選的啟動主電路是一隻高反壓單向可控矽，其觸發端經一光電耦合器與該脈衝寬度調製發生器相連接。
本發明的優點是1、由於本設計的攜帶靈活性，在實際應用中可以不用拆卸電噴嘴，做到隨機檢測，現場搶修的效率大大提高；2、可以檢測低速狀態，也可以檢測高速狀態1--18次/秒；3、噴油脈寬佔空比隨意調整、頻率可調、幅值可調、功率可調，以適應柴油電噴嘴的不同工作狀態；4、柴油、汽油電噴嘴兩用(汽油車只能檢測噴嘴開閉狀態)；5、自帶電源，充電循環，可以作為CAT控制系統的檢測信號源，一機多用；6、儲能式蓄勢觸發，瞬間大功率釋放，迅速打開高壓柴油電噴嘴(電噴嘴內腔壓強高達5Mpa---23Mpa)；7、多功能化，即能作柴油電噴嘴檢測器，又能作其它設備一般信號的檢測和一般數控信號的模擬(例數碼溫控信號、壓力信號、時速信號等等)。
8、在現場設備上，將本發明的檢測線夾直接連接於柴油發動機各個汽缸上的電噴嘴線端上，按需選擇、調整本發明上的各類調整鈕，打開啟動開關即可；9、本發明柴油電噴嘴檢測儀的研製成功。它的成功使得原先高成本、低效率，幾天幾夜查不到點的作業方式，徹底改觀，工作效率提高了20倍以上。尤其是直接可以檢測出換下的，還不知能否繼續使用的各類柴油電噴頭，直接與間接效益每年估計，僅就上海五鋼有限公司可降本創收近百萬元。
請參閱圖4，本發明包括電源E和連接柴油電噴嘴3的啟動主電路33，並有依次以電路連接的功率調節組合件30、高壓發生器31、整流器32；以及一脈衝寬度調製發生器(PWM)，由其控制該整流器32與啟動34的電連通通路，從而控制對柴油汽車電噴嘴的供電。此外，該脈衝寬度調製發生器34經一倍頻器35、36和外接埠37，而且該脈衝的寬度調製發生器34也分別直接連接該顯示器36和外接埠37，該脈衝寬度調製發生器34分別設有頻率調整單元341、脈衝寬度調整單元342和幅值調整單元343。
請參見圖5，它是本發明的一個實施電路原理圖。
如圖所示，本發明是由5個模塊組合而成，MK1--MK5，MK1是LED數碼顯示器，MK2是逆變器，MK3是充電器，MK4是倍頻器，MK5是PWM信號發生器。
圖5的K1是分線調功開關，R1、R2、R3分別是不同阻值的大功率電阻，調節K1可使MK2輸出功率發生變化。B1、B2分別是電流表和電壓表。E為蓄電池，PTC為自恢復保險器。K2是倒相開關，當它所處合適的位置時；電流表B1即能顯示MK2的工作電流，又能顯示MK3的充電電流。
ZL是整流橋，它輸出的高壓直流直接向電容C2積累貯存(沒有PWM信號時呈待命狀態)，R5和LED1組合成直流高壓指示。DZ是充電器的插頭。
CR是高反壓單向可控矽，它的觸發端G和光電耦合器的4腳相連，光電耦合器的1腳經電阻R6相接於C2的+極。當PWM信號發生器的信號經R8輸入光電耦合器的的3、2腳並與GND構成迴路時，光電耦合器內部(4、1腳)導通，可控矽陽陰極也被觸發導通。C2中的電能迅速地經CR、變壓器T、插腳JC2、柴油電噴頭DPZ、JC1、C2構成迴路。此時柴油電噴嘴被打開工作。變壓器T的次級繞組感應的電能經電阻R7、LED2作發光指示，(主要指示；柴油電噴嘴和柴油電噴嘴檢測器的連接是否良好)。DK為外接高壓直流端座口。
圖5中的PWM是，佔空比可調高頻方波脈衝發生器。LED3是PWM工作狀態指示燈，RW2、RW3組成頻率的粗調和細調。RW4調整脈寬佔空比，RW1調整PWM信號的輸出幅值。K5是高、低頻選擇開關兼PWM的電源開關。
圖5中的IC1、IC2都是三端穩壓器，分別為PWM、MK1、MK4提供穩壓電源。圖5中的MK1是多功能5位數碼顯示器，本設計中用來顯示頻率和轉速。由於四行程的柴油發動機汽缸活塞是每上下運行2次才作功一次(進、壓、爆、排)，也就是說2次中只有一次是噴油，因此MK1的實際轉速的顯示就必須使它的信號採樣是雙倍的頻率，為此本設計中接入了倍頻器MK4，MK4是一個2倍頻器，它將PWM輸出的脈衝信號進行×2(一個變二個)，MK4的OUT端是它的輸出端。K4是數碼顯示器MK1的功能開關，開關指向Rpm時顯示轉速，同時MK1的IN端輸入的是2倍頻信號。當K4指向FR時顯示頻率，此時由於K4的作用MK1的IN端輸入的是一倍原版信號。MK1上的AN是顯示器的復位按鈕。K3是MK1的輸入端功能分線開關，通過K3的作用使顯示器進行內測與外測的多功能化。R4、C1是為了MK1的輸入阻抗匹配和雜波信號旁路。CZ1是外接檢測插座，CZ2是本發明的PWM信號輸出插座，供系列數控設備的信號模擬以及維修調試之用。
權利要求
1.一種柴油汽車電噴嘴檢測儀，包括電源E和與柴油電噴嘴(3)成電路聯結的啟動主電路(33)，其特徵在於，還有依次成電路連接的功率調節組合件(30)、高壓發生器(31)、整流器(32)，並還有脈衝寬度調製發生器(34)；該脈衝寬度調製發生器(34)控制該整流器(32)與該啟動主電路(33)的電聯結通路。
2.根據權利要求1所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，其特徵在於，所選的脈衝寬度調製發生器(34)還連接有頻率調整單元(341)、脈寬調整單元(342)和幅值調整單元(343)。
3.根據權利要求1所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，其特徵在於，還有一後接該脈衝寬度調製發生器(34)的顯示器(36)，且該脈衝寬度調製發生器(34)還經一倍頻器(35)連接該顯示器(36)。
4.根據權利要求1或3所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，其特徵在於，還有一分別接該脈衝寬度調製發生器(34)和該顯示器(36)的外接埠(37)。
5.根據權利要求3所述的柴油汽車電噴嘴檢測儀，其特徵在於，所選的信頻器(35)是一隻二倍頻器。
6.根據權利要求2所述的柴油電噴嘴檢測儀，其特徵在於，所選的供電電源E是蓄電池。
7.根據權利要求1所述的柴油電噴嘴檢測儀，其特徵在於，所選的啟動主電路(33)是一隻高反壓單向可控矽，其觸發端經一光電耦合器與該脈衝寬度調製發生器(34)相連接。
全文摘要
一種柴油汽車電噴嘴檢測儀，包括電源E和與柴油電噴嘴成電路聯結的啟動主電路，還有依次成電路連接的功率細節組合件、高壓發生器、整流器，並還有脈衝寬度調製發生器；該脈衝寬度調製發生器控制該整流器與該啟動主電路的電聯結通路，本發明具有攜帶方便，適於現場使用等優點。
文檔編號F02M65/00GK1410667SQ0112693
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月29日 優先權日2001年9月29日
發明者孔利明 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司