車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備及其工作方法與流程
2023-04-30 17:16:26
本發明涉及一種車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備及其工作方法，屬於汽車製造領域。
背景技術：
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排氣輔助制動閥主要運用在中型和重型卡車上，通過控制汽車的尾氣排放來限制柴油發動機功率和轉速，進而達到車輛輔助制動的目的。近年來，國產汽車排氣輔助制動閥失效的頻次較高，人們從機械結構和材質兩個方面對排氣輔助制動閥進行改進，再通過在卡車上的實車試驗，來考核其性能和可靠性。但依靠實車進行排氣輔助制動閥的檢驗，有廠家型號的限制，不具有通用性；實車檢驗往往是在有限強度和有限時間內完成，不具有普遍性。
因此，我們設計製造了基於高能點火燃燒器替代發動機產生熱源的試驗考核裝置，提供了該設備的工作方法，模擬發動機高溫、高壓、高氧化性和高水蒸氣含量的複雜環境，達到考核排氣輔助制動閥性能和可靠性的目的。
技術實現要素：
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本發明提供一種車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備及其工作方法，設計並製造了脫離實車發動機而以燃燒器為熱源的閥門性能檢測設備，該設備能模擬發動機排氣道的溫度和壓力，模仿發動機氣缸的燃燒，可以實現對不同車型發動機的排氣模擬，考核各類排氣輔助制動閥的性能及可靠性，並可進行閥體的破壞性試驗。
本發明採用如下技術方案：一種車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備，包括壓縮氣源、進氣穩流管道、流量計、進氣調節閥、燃燒器、後端引流管道、旁通調節閥、旁通開關閥、旁通管道、試驗段管道、試驗閥、消音排氣管道、油泵站、供油閥以及供油管道；所述燃燒器內設有燃燒室、噴油嘴、高能點火器火花塞以及整流柵格；所述進氣穩流管道與燃燒器的進氣端相連，後端引流管道與燃燒器的出氣端相連；所述旁通管道和試驗段管道均與後端引流管道相連通；所述消音排氣管道與試驗閥的出氣端相連；所述油泵站通過供油管道與燃燒器裡面的噴油嘴相連，供油閥設於油泵站上；所述流量計和進氣調節閥均設於進氣穩流管道上，所述旁通調節閥和旁通開關閥均設於旁通管道上，試驗閥設於試驗段管道上；所述進氣穩流管道、後端引流管道以及試驗段管道上均設有測壓點和測溫點。
進一步地，還包括電控系統，所述電控系統包括測控系統、進氣穩流系統、燃燒系統、後端引流與旁通系統以及試驗段系統；所述測控系統包括上位機、下位機以及配合下位機的低壓電路；所述進氣穩流系統包括進氣穩流管道、流量計、進氣調節閥以及進氣穩流管道上的溫度傳感器和壓力傳感器；燃燒系統包括燃燒器、高能點火器、油泵站、供油閥、供油管道及控制油泵站的變頻器；後端引流與旁通系統包括後端引流管道、後端引流管道上的溫度傳感器和壓力傳感器、旁通調節閥、旁通開關閥以及旁通管道；試驗段系統包括試驗閥、試驗段管道及試驗段管道上的溫度壓力傳感器；所述進氣穩流系統、燃燒系統、後端引流與旁通系統、試驗段系統均受測控系統控制，進氣穩流系統、後端引流與旁通系統和試驗段系統將各閥體行程數據、溫度傳感器和壓力傳感器數據實時反饋給測控系統。
本發明還採用如下技術方案：一種車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備的工作方法，包括如下步驟：
1)開機時，氣源開啟，系統進行自檢並初始化，檢查各個監測點是否數據正常，通過監測進氣調節閥閥體位置的電流信號來檢查進氣調節閥是否處於關閉位置，如自檢和初始化有不正常情況，系統會顯示提示且不能實驗；
2)系統按程序的設定，打開一定角度的進氣調節閥，吹去進氣穩流管道內的殘留物；
3)人工設定目標溫度和壓力值，系統根據設定的參數計算進氣調節閥的行程，並等待流場穩定；
4)待流場穩定後，開始點火併按設定噴油量；
5)10秒內，如果後端引流管道部位的溫度達不到預定值，則說明噴油點火故障，提示檢查；
6)待以上都正確到位後，則可選擇人工單步運行或自動連續運行；
7)如選擇自動運行，在設定試驗運行次數和周期後，系統先關閉試驗閥，試驗段管道內開始升壓升溫，系統自行減少噴油量，待達到目標溫度、壓力後打開試驗閥，隨即增大噴油量以穩定預期流場，待流場穩定時繼續重複以上開關閥動作，試驗過程中有任何意外情況發生時都將立即停止噴油並以最大氣流量降溫，作為試驗的目的，試驗閥每次開關的溫度、壓力數據都會自動保存到數據表中，數據監測圖形也同時實時顯示在上位機界面上
本發明具有如下有益效果：本發明可以簡捷有效地模擬發動機排氣狀態，電氣實現方法穩定，可以對不同規格不同廠家的閥體進行性能檢測。
附圖說明：
圖1為本發明的燃氣流向及管道連接圖。
圖2為電氣系統結構圖。
圖3為通信結構圖。
圖4為控制流程圖。
具體實施方式：
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
請參照圖1所示，本發明車用排氣輔助制動閥的性能檢測設備，燃氣流向主順序為壓縮氣源101、進氣穩流管道102、流量計103、進氣調節閥104、燃燒器105、後端引流管道106、試驗段管道110、試驗閥111、消音排氣管道112。其中進氣穩流管道102、後端引流管道106以及試驗段管道110上均設有測壓點和測溫點。燃燒器105內有燃燒室118、噴油嘴116、高能點火器火花塞117以及整流柵格119。柴油經過油泵站113增壓後通過供油管道115至燃燒器105內的噴油嘴116，在壓縮氣源和噴油嘴的共同作用下霧化。
壓縮氣源101提供的常溫壓縮空氣進入管道的流量由進氣調節閥104控制，進入管道的氣流在燃燒室118內與柴油混合，燃燒後產生的熱氣流通過整流柵格119穩流後，接入後端引流管道106，再接入試驗段管道110到達試驗閥111處。這時若閥門打開，則熱氣流可以暢通地經由消音排氣管道112排出；若關閉閥門，則熱氣流排出受阻，在燃燒器的後段各管道內迅速升壓升溫，產生試驗用的預期流場和預期壓力溫度。試驗閥111經過開啟->閉合->開啟的過程，即排氣輔助制動閥的一個工作周期，通過連續的高頻次的開關動作，來考核排氣輔助制動閥的性能及可靠性。如果燃燒過程中溫度壓力過高，則打開旁通開關閥108，再調節旁通調節閥107協助進行穩流處理。
請參照圖1和圖2所示，本發明電控系統結構主要包括測控系統、進氣穩流系統、燃燒系統、後端引流與旁通系統以及試驗段系統。測控系統包括上位機、下位機以及配合下位機的低壓電路；進氣穩流系統包括進氣穩流管道102、流量計103、進氣調節閥104以及進氣穩流管道102上的溫度傳感器和壓力傳感器；燃燒系統包括燃燒器105、高能點火器、油泵站113、供油閥114、供油管道115及控制油泵站113的變頻器；後端引流與旁通系統包括後端引流管道106及後端引流管道106上的溫度傳感器和壓力傳感器、旁通調節閥107、旁通開關閥108、旁通管道109；試驗段系統包括試驗閥111、試驗段管道110及試驗段管道110上的溫度傳感器和壓力傳感器。所述進氣穩流系統、燃燒系統、後端引流與旁通系統、試驗段系統均受測控系統控制，進氣穩流系統、後端引流與旁通系統和試驗段系統將各閥體行程數據、溫度傳感器和壓力傳感器數據實時反饋給測控系統。
請參照圖3所示，本發明通信結構如下：PC機作為上位機，USB4716採集器、油泵變頻器、CPU224 XP可編程邏輯控制器均為同等級下位機，上下位機通過圖3中的線纜按照各自協議通信。人機交換HMI通過MPI線纜與CPU224單獨通信。CPU224 XP主要負責溫度監測、電動閥門驅動與控制、開關量輸出，USB4716採集器主要負責管道壓力和油泵油壓的監測，油泵變頻器通過控制油泵站轉速從而調節噴油壓力與噴油量，PC機同步控制上述3個下位機，進而協調系統的動作。
請參照圖4所示控制流程圖，試驗系統開機時，氣源開啟，系統會進行一次自檢並初始化，自檢是檢查各個監測點是否數據正常，初始化是檢查進氣調節閥104是否處於關閉位置，如自檢和初始化有不正常情況，系統會提示且不能實驗。之後系統按照設定，打開一定角度的進氣調節閥104，吹去管道內的殘留物。根據人工設定的目標溫度和壓力值，系統自行計算進氣調節閥104的行程，等待流場穩定。待流場穩定後，點火併按設定量噴油。10秒內，如果後端引流管道106部位的溫度達到預定值，則可選擇人工單步控制或自動運行模式，否則說明噴油點火故障，提示檢查。以自動運行模式為例，在設定試驗運行次數和周期後，系統先關閉試驗閥111，試驗段管道110內開始升壓升溫，系統自行減少噴油量，待達到目標溫度、壓力後，打開試驗閥111，隨即增大噴油量以穩定預期流場，待流場穩定時繼續重複以上開關閥動作。試驗過程中有任何意外情況發生都將立即停止噴油並以最大氣流量降溫。作為試驗的目的，試驗閥111每次開關的溫度、壓力數據都會自動保存到數據表中，數據監測圖形也同時實時顯示在上位機界面上。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。