燃油泵閥門啟閉特征的研究與在線檢測技術(shù)
在燃油泵體系方向控制閥門中,安全溢流閥的作用是防止供油管道中的油壓過高,而單向閥的作用是在燃油泵制止工作時,使燃油管道中保持肯定的油壓,以便在發(fā)動機再次起動時能及時供油而易于啟動。 為了進步產(chǎn)品的可靠性,確保設(shè)備的正常運行,必須精確地檢測出閥門是否失效。長期以來,對閥門啟閉特征的檢測一向相沿六七十年代的傳統(tǒng)方法——采用油液檢測,并在測試過程中是以人工操作為主。用傳統(tǒng)方法模仿燃油泵工作情況,必要在出油管道中充入油液,然后通過幾天的時間來觀察供油逆止閥的走漏情況。這種檢測體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很難知足生產(chǎn)主動化的要求。而且其檢測精度低、人工工作量大、測試服從低,且產(chǎn)品檢測完后,很難完全清洗還原。 隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,使用計算機技術(shù)應(yīng)用于液壓測試技術(shù)已表現(xiàn)出測試精度高、測試速度快和人工工作量大大削減的優(yōu)勝性。前不久筆者特設(shè)計出一套燃油泵閥門啟閉特征的在線檢測體系,行使氣路檢測代替油液,不但解決了曩昔存在的題目,而且還可以精確地掌握閥門工作性能與狀況。 一、燃油泵閥門工作特征 在任何工況下,燃油泵供應(yīng)體系都必須給發(fā)動機提供所需的燃油量。燃油泵將燃油持續(xù)地從油箱中吸出,經(jīng)過燃油濾清器、燃油分配器,送到電磁噴油器中。噴油器將燃油以正確的油量噴入發(fā)動機的進氣道內(nèi)。多余的燃油通過壓力調(diào)節(jié)器回到油箱。 燃油泵的單向閥重要用于防止燃油倒流,保持管路殘余壓力,以便發(fā)動機下次容易啟動,并可防止因為溫度較高所產(chǎn)生的油路氣阻征象,影響發(fā)動機熱啟動性能。因此對單向閥性能的要求重要是:當(dāng)油液通過單向閥流動時,阻力要小,也就是壓力損失要??;而當(dāng)油液反向流入時,閥口的密封性要好,無走漏;工作時不應(yīng)有振動、沖擊和噪聲等。 當(dāng)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,并在油泵和電動機內(nèi)循環(huán),以此可以避免因為油路堵塞而引起管路油壓過高造成管路破裂或燃油泵損壞等征象的發(fā)生。因而對溢流閥重要性能的要求是:調(diào)壓范圍大,調(diào)壓誤差小,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(yù)壓縮量肯定時,溢流閥從開啟到最大開口,以及從最大開口到閉合過程中的流量與壓力之間的關(guān)系,稱為溢流閥的啟閉特征。其動態(tài)性能是指當(dāng)體系壓力突變而超過溢流閥的調(diào)定壓力時,閥的壓力轉(zhuǎn)變和穩(wěn)固過程。一樣平常用壓力超調(diào)量,升壓時間和穩(wěn)壓時間來衡量。下面以浙江玉環(huán)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,沖開壓力p=0.45Mpa~0.63Mpa。根據(jù)測試數(shù)據(jù)得到溢流閥啟閉特征和溢流閥動態(tài)特征如圖1和圖2所示。 圖1 溢流閥啟閉特征 圖2 溢流閥動態(tài)特征 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,假如單向閥走漏量超過了要求值,管道中沒有充足存留的油液,會直接影響汽車的下一次發(fā)動。溢流閥的走漏量是一項綜合性性能指標,它反映了生產(chǎn)廠家的制造工藝和裝置水平,其大小對溢流閥的靜動態(tài)性能有顯明地影響。溢流閥的開啟壓力和閉合壓力隨著其內(nèi)走漏量的增長而降低,使其啟閉特征變差。 二、測試體系工作臺的設(shè)計 1.測試體系原理 整個檢測體系部分由帶出油口的端蓋(工件),5個電磁閥門,一個負壓發(fā)生器,一個傳感器和氣控三聯(lián)件組成。如圖3所示,電磁閥1是控制出油口處的單向閥,電磁閥2、3控制正壓源,電磁閥4、5控制負壓發(fā)生器,傳感器始終檢測工件內(nèi)腔的壓力。 圖3 氣路檢測原理圖 在工件被定位和密封好的情況下,從工件底部采用電動調(diào)壓閥加壓,達到給定壓力后,安全溢流閥開啟,進行保壓,計算機主動準時,保壓過程中判斷溢流閥的密封性。保壓結(jié)束后,由計算機控制的電磁閥1卸壓,單向閥開啟。接下來是行使抽真空檢測單向閥的密封性,改變傳統(tǒng)的方法,用氣路檢測代替油液。理論中被測工件的閥門壓力轉(zhuǎn)變曲線圖應(yīng)如圖4所示。 圖4 檢測閥門壓力轉(zhuǎn)變曲線 2.測試體系工作臺機械部分的設(shè)計 測試體系的設(shè)計包括:機械夾具工作臺的設(shè)計,氣路檢測體系的設(shè)計和體系控制電路的設(shè)計。這里重要介紹機械夾具工作臺的設(shè)計。筆者以浙江臺州玉環(huán)長征汽車配件廠的燃油泵為研究核心,在此基礎(chǔ)上進行閥門啟閉特征在線測試體系研究。 設(shè)計合理的工作臺,有以下幾個必要分外細致的關(guān)鍵題目: (1)工件的定位。 (2)汽缸的選取。工件靠汽缸壓緊后,再往工件內(nèi)通正氣壓進行檢測。所以要對工件所需的壓緊力進行計算,知足測試裝配的要求。汽缸選好后,我們才能對支持汽缸的支架進行設(shè)計,確定幾何尺寸并進行強度計算和可靠性計算,進步在線檢測體系運行的安全可靠性。 (3)設(shè)計中各個環(huán)節(jié)的密封題目。 3.測試體系智能化 大多數(shù)閥學(xué)生產(chǎn)廠家目前仍相沿人工行使油液方法測試,這種方法服從低、偏差大,并且只能對靜態(tài)性能作出測試,對動態(tài)試驗每每無能為力。當(dāng)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)不僅對元件的靜態(tài)性能要求很高,而且對直接影響產(chǎn)品精度的動態(tài)特征也提出了愈來愈高的要求。體系臺只有配備高速A/D轉(zhuǎn)換裝配及高精度計算機測試體系才能以規(guī)定精度測得元件的靜態(tài)特征,也只有計算機測試體系才能較為正確地測得元件的動態(tài)性能,并對之進行分析處理,從中獲取表征元件性能的有關(guān)信息,并為產(chǎn)品的設(shè)計提供依據(jù)。與手工測試手段相比,計算機輔助測試的好處是其具有壯大的數(shù)據(jù)處理功能、較高的測試精度、可保證測量的實時性、防止人為偏差、補償傳感器的非線性、實現(xiàn)整個測試過程的智能控制、嚴酷控制試驗條件,并進步試驗服從等。 測試體系控制圖如圖5所示,它包括:計算機、用于接收計算機輸出的數(shù)字旌旗燈號指令并向繼電器模塊輸出模仿旌旗燈號指令的I/O變換器、用于接收放大器模塊的模仿旌旗燈號并向計算機輸出數(shù)字旌旗燈號的A/D變換器、用于接收模仿旌旗燈號并向汽缸輸出控制旌旗燈號的繼電器模塊、用于接收壓力傳感器輸出的模仿旌旗燈號并調(diào)節(jié)旌旗燈號的放大器模塊、用于檢測燃油泵供油逆止閥的負壓傳感器,以及用于控制氣路的各個電磁閥等。 圖5 測試體系控制圖 其中A/D轉(zhuǎn)換器、I/O轉(zhuǎn)換器設(shè)置在計算機接口卡上,計算機接口卡設(shè)置在計算機主機內(nèi),計算機接口卡通過計算機的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。 在有旌旗燈號后,壓力傳感器通過放大器模塊將模仿旌旗燈號放大,然后經(jīng)I/O轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成我們所必要的數(shù)字旌旗燈號通過計算機表現(xiàn)。我們行使計算機,通過D/A轉(zhuǎn)換旌旗燈號來控制各個氣路中的電磁閥,完全實現(xiàn)檢測智能化。 三、結(jié)束語 正常工作時,單向閥的工作壓力要低于單向閥的額定工作壓力,單向閥的開啟壓力在知足體系要求的情況下應(yīng)盡量低,以減小壓力損失。溢流閥的調(diào)定壓力不得超過液壓體系的最高壓力,溢流閥的最大流量要在其額定流量范圍內(nèi)。通過試驗及實用電路分析注解,該測試體系工作可靠,具有較高的測試精度和速度以及較強的數(shù)據(jù)處理能力。 中國閥門信息網(wǎng)提供 (作者:佚名編輯:浙江水暖閥門行業(yè)協(xié)會)
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