CN104198192A - 一种可变气门***的测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种可变气门***的测试装置及其测试方法，配气机构驱动***安装在平台架上：电机与油泵连接，油泵进口与机油箱连接，油泵出口经管路顺次与溢流阀、蓄能器以及电磁阀的进油管连接，溢流阀的溢流口与机油箱连通，电磁阀第一出口与可变气门升程机构中的液压活塞缸连通，电磁阀第二出口与机油箱连通；本装置不仅可研究可变气门***的关键结构参数对于气门正时的影响规律，还可以标定和优化各结构参数值，以及对关键零部件进行冷磨合实验，确保零件的工作可靠性，为测试可变气门***提供一个方便、可靠的实验平台。
Description
技术领域
本发明涉及发动机可变气门***的测试装置，具体来说是用作对可变气门***的关键结构参数进行标定、优化以及对关键零器件进行冷磨合的实验测试装置。
背景技术
中国专利文献CN201210592547.6（申请人：韩国现代自动车株式会社）公开了一种“用于检测可变气门升程装置的故障的***及其检测方法”，该***包括，发动机，该发动机设置有可变气门升程装置以控制气门的升程；振动传感器：用于检测上述气门在闭合时产生的振动以及输出对应的振动信号；以及控制部分：接收振动信号，根据在预先确定的曲柄角内检测的振动信号确定可变气门升程装置的故障。
该专利仅从气门闭合时产生的单一振动信号来判定可变气门升程装置故障，不具有对可变气门升程装置的关键结构参数及其对气门正时影响方面进行检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种可变气门***的测试装置，在模拟发动机工况时凸轮轴转速给定条件下，控制液压油压力以改变气门升程，通过传感器采集气门升程量，以方便、可靠地对可变气门***进行试验测试。
本发明的目的是这样实现的：一种可变气门***的测试装置，包括数据采集***与电子控制***连接，配气机构驱动***安装在平台架上：电机与油泵连接，油泵进口经管路与机油箱的出油口连接，油泵出口经管路顺次与溢流阀、蓄能器以及电磁阀的进油管连接，溢流阀的溢流口经管路与机油箱连通，电磁阀为两位三通阀，电磁阀第一出口经管路与可变气门升程机构中的用作调节气门升程或凸轮轴凸轮相位的液压活塞缸连通，电磁阀第二出口经回油管与机油箱回油口连通；
用作模拟发油机工况时凸轮轴转速的调频电机经联轴器连接凸轮轴，调频电机安装在平台架上，与凸轮轴上凸轮接触而动作的待测试的可变气门升程机构经其缸盖固定在平台架上；
所述数据采集***组成为：用作采集凸轮轴转速信号的光电编码器设置在凸轮轴上，用作采集气门升程量的位移传感器设置在气门上或附近，温度传感器和压力传感器设置在电磁阀进回油管上。
所述电磁阀的进油管上还设有温度传感器和压力传感器。
所述机油箱内设置有加热管。
所述机油箱的出油口前或出油口后设置有机油滤清器。
所述数据采集***还具有数据采集卡：所述光电编码器、位移传感器、温度传感器以及压力传感器的信号输出端均与数据采集卡连接，数据采集卡的输出端与电子控制***中的PC机连接。
本发明的又一目的是提供一种可变气门***的测试装置的测试方法。
本发明的又一目的是这样实现的：一种可变气门***的测试装置的测试方法，通过光电编码器作为气门升程的触发和时钟信号，实现对气门升程的采集；通过温度和压力传感器实现对电磁阀进油管、回油管的温度和压力的监控；将以上信号通过数据采集卡传送给电子控制***的PC机，采用Labview编写软件，实现数据的实时和离线存储、计算和分析；通过凸轮轴转速信号获取控制时序，确定控制逻辑，通过电子控制***的PC机输入的控制信号来控制电磁阀的开启时刻和开启持续时间，从而确定各工况最佳控制数据，将最佳控制数据写入电子控制***的PC机，在此状况下对待测可变气门***实现冷磨合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本装置不仅可以研究新设计的可变气门***的关键结构参数对于气门正时的影响规律，还可以标定和优化各结构参数值，以及对关键零部件进行冷磨合实验，确保零件的工作可靠性。
2、本装置配气机构驱动***（液压***）、电子控制***和数据采集***三大部分均可集成于平台架上，从而为测试可变气门***提供一个方便、可靠地实验平台。
3、本装置中配气机构驱动***对可变气门升程机构输出的压力可调且压力稳定，保证了测试数据的准确性。
本发明的特点将在具体实施方式中进一步阐述。
附图说明
图1是本装置的***示意图。
图2是可变气门升程机构安装示意图。
具体实施方式
本装置主要由配气机构驱动***、数据采集***以及电子控制***三大部分组成。
图1中，1-平台架；2-调频电机；3-联轴器；4-凸轮轴；5-缸盖；6-可变气门升程机构；7-光电编码器；8-机油滤清器；9-电磁阀；10-蓄能器；11-溢流阀；12-油泵；13-电机；14-数据采集***；15-加热器；16-邮箱；17-电控单元。其中，T是温度；P是压力；S是位移；n是转速。
参见图1，一种可变气门***的测试装置，包括数据采集***与电子控制***连接，配气机构驱动***安装在平台架1上：电机与油泵连接，油泵进口经管路与机油箱的出油口连接，油泵出口经管路顺次与溢流阀、蓄能器以及电磁阀的进油管连接，溢流阀的溢流口经管路与机油箱连通，电磁阀为两位三通阀，电磁阀第一出口经管路与可变气门升程机构6中的用作调节气门升程或凸轮轴4凸轮相位的液压活塞缸连通，电磁阀第二出口经回油管与机油箱回油口连通；
用作模拟发油机工况时凸轮轴转速的调频电机2经联轴器3连接凸轮轴4，调频电机2安装在平台架1上，与凸轮轴上凸轮接触而动作的待测试的可变气门升程机构6经其缸盖5固定在平台架上；
所述数据采集***组成为：用作采集凸轮轴转速信号的光电编码器设置在凸轮轴上，用作采集气门升程量的位移传感器设置在气门上或附近，温度传感器和压力传感器设置在电磁阀回油管上（参见图2），所述电磁阀的进油管上还设有温度传感器和压力传感器。所述机油箱内设置有加热管。所述机油箱的出油口前或出油口后设置有机油滤清器。
图1示出，配气机构驱动***主要包括：机油箱、机油滤清器、溢流阀、油泵、电机、蓄能器以及电磁阀等部分构成。平台架上安装了符合精度要求的温度传感器、压力传感器、位移传感器以及光电编码器。试验平台开发的数据采集***软件由Labview软件编程实现，能够满足试验平台的数据采集、数据分析和测试需求。试验平台的电子控制***控制满足对电磁阀的灵活控制，实现进油和回油的精确控制。
配气机构驱动***具体原理如下：电机驱动油泵，使液压油在试验平台管路中循环流动。泵出的液压油通过机油滤清器，过滤掉液压油中的杂质，进入蓄能器。蓄能器是一种能量储蓄装置，该装置将液压油的波动能量转变为压缩能。当油压较低时，释放压缩能；当油压较高时，吸收压缩能。从而使得流入机构中的液压油保持稳定流动，消除油压波动。当蓄能器中的液压油油压超过目标供油压力时，溢流阀的溢流口开启，使高压油回流至油箱，以保持压力恒定。平台中高压油路上安装高速电磁阀，该电磁阀采用两位三通阀，控制液压油流入和流出液压活塞，从而控制可变气门升程机构的进油时刻、进油量、回油时刻和回油量，使其达到控制气门附加升程的目的。电磁阀的开启时刻将决定液压油进入可变气门升程机构的相位，电磁阀的开启持续时间将决定进入可变气门升程机构的进油量，从而决定气门的附加升程。平台上通过调频电机模拟发动机工况时凸轮轴的转速，为其提供动力，驱动气门原升程。同时，为了模拟发动机机油的正常工作状态，特别在机油箱里安装了加热管，使其始终工作在发动机正常机油温度，保证其粘度不致过高。
所述数据采集***还具有数据采集卡：所述光电编码器、位移传感器、温度传感器以及压力传感器的信号输出端均与数据采集卡连接，数据采集卡的输出端与电子控制***中的PC机连接。
一种可变气门***的测试装置的测试方法，通过光电编码器作为气门升程的触发和时钟信号，实现对气门升程的采集；通过温度和压力传感器实现对电磁阀进油管、回油管的温度和压力的监控；将以上信号通过数据采集卡传送给电子控制***的PC机，采用Labview编写软件，实现数据的实时和离线存储、计算和分析；通过凸轮轴转速信号获取控制时序，确定控制逻辑，通过电子控制***的PC机输入的控制信号来控制电磁阀的开启时刻和开启持续时间，从而确定各工况最佳控制数据，将最佳控制数据写入电子控制***的PC机，在此状况下对待测可变气门***实现冷磨合。
Claims (6)
1.一种可变气门***的测试装置，包括，数据采集***与电子控制***连接，其特征是，配气机构驱动***安装在平台架（1）上：电机与油泵连接，油泵进口经管路与机油箱的出油口连接，油泵出口经管路顺次与溢流阀、蓄能器以及电磁阀的进油管连接，溢流阀的溢流口经管路与机油箱连通，电磁阀为两位三通阀，电磁阀第一出口经管路与可变气门升程机构（6）中的用作调节气门升程或凸轮轴（4）凸轮相位的液压活塞缸连通，电磁阀第二出口经回油管与机油箱回油口连通；
用作模拟发油机工况时凸轮轴转速的调频电机（2）经联轴器（3）连接凸轮轴（4），调频电机（2）安装在平台架（1）上，与凸轮轴上的凸轮接触而动作的待测试的可变气门升程机构（6）经其缸盖（5）固定在平台架上；
所述数据采集***组成为：用作采集凸轮轴转速信号的光电编码器设置在凸轮轴上，用作采集气门升程量的位移传感器设置在气门上或附近，温度传感器和压力传感器设置在电磁阀进回油管上。
2.根据权利要求1所述的一种可变气门***的测试装置，其特征是，所述电磁阀的进油管上还设有温度传感器和压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种可变气门***的测试装置，其特征是，所述机油箱内设置有加热管。
4.根据权利要求3所述的一种可变气门***的测试装置，其特征是，所述机油箱的出油口前或出油口后设置有机油滤清器。
5.根据权利要求4所述的一种可变气门***的测试装置，其特征是，所述数据采集***还具有数据采集卡：所述光电编码器、位移传感器、温度传感器以及压力传感器的信号输出端均与数据采集卡连接，数据采集卡的输出端与电子控制***中的PC机连接。
6.一种如权利要求1或2、或3、或4所述可变气门***的测试装置的测试方法，通过光电编码器作为气门升程的触发和时钟信号，实现对气门升程的采集；通过温度和压力传感器实现对电磁阀进油管、回油管的温度和压力的监控；将以上信号通过数据采集卡传送给电子控制***的PC机，采用Labview编写软件，实现数据的实时和离线存储、计算和分析；通过凸轮轴转速信号获取控制时序，确定控制逻辑，通过电子控制***的PC机输入的控制信号来控制电磁阀的开启时刻和开启持续时间，从而确定各工况最佳控制数据，将最佳控制数据写入电子控制***的PC机，在此状况下对待测可变气门***实现冷磨合。
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