燃油泵閥門啟閉特征的研究與在線檢測(cè)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(shí),使燃油管道中保持肯定的油壓,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)再次起動(dòng)時(shí)能及時(shí)供油而易于啟動(dòng)。 為了進(jìn)步產(chǎn)品的可靠性,確保設(shè)備的正常運(yùn)行,必須精確地檢測(cè)出閥門是否失效。長(zhǎng)期以來,對(duì)閥門啟閉特征的檢測(cè)一向相沿六七十年代的傳統(tǒng)方法——采用油液檢測(cè),并在測(cè)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(shí)間來觀察供油逆止閥的走漏情況。這種檢測(cè)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很難知足生產(chǎn)主動(dòng)化的要求。而且其檢測(cè)精度低、人工工作量大、測(cè)試服從低,且產(chǎn)品檢測(cè)完后,很難完全清洗還原。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使用計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于液壓測(cè)試技術(shù)已表現(xiàn)出測(cè)試精度高、測(cè)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(jì)出一套燃油泵閥門啟閉特征的在線檢測(cè)體系,行使氣路檢測(cè)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的進(jìn)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(dòng)機(jī)下次容易啟動(dòng),并可防止因?yàn)闇囟容^高所產(chǎn)生的油路氣阻征象,影響發(fā)動(dòng)機(jī)熱啟動(dòng)性能。因此對(duì)單向閥性能的要求重要是:當(dāng)油液通過單向閥流動(dòng)時(shí),阻力要小,也就是壓力損失要?。欢?dāng)油液反向流入時(shí),閥口的密封性要好,無走漏;工作時(shí)不應(yīng)有振動(dòng)、沖擊和噪聲等。 當(dāng)油泵輸出壓力超過額定值時(shí),安全溢流閥會(huì)主動(dòng)打開,高壓燃油可回至油泵的進(jìn)油室,并在油泵和電動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán),以此可以避免因?yàn)橛吐范氯鸸苈酚蛪哼^高造成管路破裂或燃油泵損壞等征象的發(fā)生。因而對(duì)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(dòng)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(shí),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(dòng)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(shí),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(shí)間和穩(wěn)壓時(shí)間來衡量。下面以浙江玉環(huán)長(zhǎng)征汽車配件廠的燃油泵為對(duì)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(cè)試數(shù)據(jù)得到溢流閥啟閉特征和溢流閥動(dòng)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(dòng)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(shí)使管道中油液流通,且對(duì)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(huì)直接影響汽車的下一次發(fā)動(dòng)。溢流閥的走漏量是一項(xiàng)綜合性性能指標(biāo),它反映了生產(chǎn)廠家的制造工藝和裝置水平,其大小對(duì)溢流閥的靜動(dòng)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(zhǎng)而降低,使其啟閉特征變差。 二、測(cè)試體系工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 1.測(cè)試體系原理 整個(gè)檢測(cè)體系部分由帶出油口的端蓋(工件),5個(gè)電磁閥門,一個(gè)負(fù)壓發(fā)生器,一個(gè)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(fù)壓發(fā)生器,傳感器始終檢測(cè)工件內(nèi)腔的壓力。 圖3 氣路檢測(cè)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(dòng)調(diào)壓閥加壓,達(dá)到給定壓力后,安全溢流閥開啟,進(jìn)行保壓,計(jì)算機(jī)主動(dòng)準(zhǔn)時(shí),保壓過程中判斷溢流閥的密封性。保壓結(jié)束后,由計(jì)算機(jī)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(cè)單向閥的密封性,改變傳統(tǒng)的方法,用氣路檢測(cè)代替油液。理論中被測(cè)工件的閥門壓力轉(zhuǎn)變曲線圖應(yīng)如圖4所示。 圖4 檢測(cè)閥門壓力轉(zhuǎn)變曲線 2.測(cè)試體系工作臺(tái)機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 測(cè)試體系的設(shè)計(jì)包括:機(jī)械夾具工作臺(tái)的設(shè)計(jì),氣路檢測(cè)體系的設(shè)計(jì)和體系控制電路的設(shè)計(jì)。這里重要介紹機(jī)械夾具工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。筆者以浙江臺(tái)州玉環(huán)長(zhǎng)征汽車配件廠的燃油泵為研究核心,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行閥門啟閉特征在線測(cè)試體系研究。 設(shè)計(jì)合理的工作臺(tái),有以下幾個(gè)必要分外細(xì)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(jìn)行檢測(cè)。所以要對(duì)工件所需的壓緊力進(jìn)行計(jì)算,知足測(cè)試裝配的要求。汽缸選好后,我們才能對(duì)支持汽缸的支架進(jìn)行設(shè)計(jì),確定幾何尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和可靠性計(jì)算,進(jìn)步在線檢測(cè)體系運(yùn)行的安全可靠性。 (3)設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的密封題目。 3.測(cè)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(cè)試,這種方法服從低、偏差大,并且只能對(duì)靜態(tài)性能作出測(cè)試,對(duì)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)每每無能為力。當(dāng)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)不僅對(duì)元件的靜態(tài)性能要求很高,而且對(duì)直接影響產(chǎn)品精度的動(dòng)態(tài)特征也提出了愈來愈高的要求。體系臺(tái)只有配備高速A/D轉(zhuǎn)換裝配及高精度計(jì)算機(jī)測(cè)試體系才能以規(guī)定精度測(cè)得元件的靜態(tài)特征,也只有計(jì)算機(jī)測(cè)試體系才能較為正確地測(cè)得元件的動(dòng)態(tài)性能,并對(duì)之進(jìn)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(jì)提供依據(jù)。與手工測(cè)試手段相比,計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試的好處是其具有壯大的數(shù)據(jù)處理功能、較高的測(cè)試精度、可保證測(cè)量的實(shí)時(shí)性、防止人為偏差、補(bǔ)償傳感器的非線性、實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過程的智能控制、嚴(yán)酷控制試驗(yàn)條件,并進(jìn)步試驗(yàn)服從等。 測(cè)試體系控制圖如圖5所示,它包括:計(jì)算機(jī)、用于接收計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字旌旗燈號(hào)指令并向繼電器模塊輸出模仿旌旗燈號(hào)指令的I/O變換器、用于接收放大器模塊的模仿旌旗燈號(hào)并向計(jì)算機(jī)輸出數(shù)字旌旗燈號(hào)的A/D變換器、用于接收模仿旌旗燈號(hào)并向汽缸輸出控制旌旗燈號(hào)的繼電器模塊、用于接收壓力傳感器輸出的模仿旌旗燈號(hào)并調(diào)節(jié)旌旗燈號(hào)的放大器模塊、用于檢測(cè)燃油泵供油逆止閥的負(fù)壓傳感器,以及用于控制氣路的各個(gè)電磁閥等。 圖5 測(cè)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(jì)算機(jī)接口卡上,計(jì)算機(jī)接口卡設(shè)置在計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi),計(jì)算機(jī)接口卡通過計(jì)算機(jī)的ISA接口與計(jì)算機(jī)連接;繼電器模塊、放大器模塊、給負(fù)壓傳感器供電的電壓源都安裝在一塊板上。 在有旌旗燈號(hào)后,壓力傳感器通過放大器模塊將模仿旌旗燈號(hào)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(hào)通過計(jì)算機(jī)表現(xiàn)。我們行使計(jì)算機(jī),通過D/A轉(zhuǎn)換旌旗燈號(hào)來控制各個(gè)氣路中的電磁閥,完全實(shí)現(xiàn)檢測(cè)智能化。 三、結(jié)束語 正常工作時(shí),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(yàn)及實(shí)用電路分析注解,該測(cè)試體系工作可靠,具有較高的測(cè)試精度和速度以及較強(qiáng)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(huì))
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