CN106092586A - 一种发动机制动器功能性试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机台架试验技术，特指一种发动机制动器的功能性试验台及试验方法，包括驱动电机、油箱、油泵、用于检测被测产品的凸轮轴转速的编码器及用于检测被测产品气门位移的位移传感器；驱动电机用于驱动被测产品的凸轮轴转动；在油泵的出油口上连接有将油箱内的油泵入被测产品的进油通道内的进油管，油箱上连接有将被测产品流出的油回收的回油管；编码器采集被测产品的凸轮轴的转速，位移传感器记录气门的位移，编码器、位移传感器将得到的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图；本发明可研究不同油压、油温、转速下发动机的制动升程及被测产品摇臂特征变化对制动升程的影响。

Description

一种发动机制动器功能性试验台及试验方法

技术领域：

本发明属于发动机台架试验技术，特指一种发动机制动器的功能性试验台及试验方法。

背景技术：

集成式压缩释放式发动机制动摇臂技术作为一种高新技术，目前在国内还缺乏研究，特别是对于其制动量大小的研究，更是寥寥无几，急待解决。本试验台设计的目的主要是模拟发动机制动器的工作状态，实时跟踪监测发动机制动器处于制动状态时排气门位移曲线，同时可研究不同转速、油温、油压及摇臂特征的变化对制动的影响。

发明内容：

本发明的目的是提供一种研究发动机制动器制动特性的发动机制动器功能性试验台。

本发明是这样实现的：

一种发动机制动器的功能性试验台，包括驱动电机、油箱、油泵、用于检测被测产品的凸轮轴转速的编码器及用于检测被测产品气门位移的位移传感器；所述驱动电机用于驱动被测产品的凸轮轴转动；在油泵的出油口上连接有将油箱内的油泵入被测产品的进油通道内的进油管，油箱上连接有将被测产品流出的油回收的回油管；所述驱动电机、油泵、编码器、位移传感器均与控制器连接；编码器采集被测产品的凸轮轴的转速，位移传感器记录气门的位移，编码器、位移传感器将得到的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述驱动电机与变频器连接，变频器与控制器连接，由变频器控制驱动电机的转速。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述油箱上设置有加热器，加热器对油箱内的油进行加热，加热器与控制器连接。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述油箱上还设置有对油温进行检测的温度传感器，温度传感器将检测到的温度传送至控制器，当温度高于控制器预先设定的温度值时，控制器控制继电器断开，加热器停止加热。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述油泵的出油口上设置有电动调压阀，在进油管上设置有对管内油压进行检测的压力传感器，压力传感器与控制器连接，压力传感器将检测到的油压传送至控制器，控制器控制电动调压阀调节出油口的压力将进油管内的油压调节至预先设定的油压值。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与被测产品的凸轮轴连接。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述编码器设置在被测产品的凸轮轴的末端。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，还包括有电磁阀，电磁阀是安装在被测产品中，用于控制被测产品制动的开启与关闭，电磁阀与控制器连接。

在上述的一种发动机制动器的功能性试验台中，所述驱动电机安装在台架上，油箱、油泵设置在台架下方。

本发明的另一个目的是提供一种发动机制动器的功能性试验台的试验方法，包括如下步骤：

(1)将被测产品安装至台架上相应位置，被测产品的凸轮轴通过联轴器与驱动电机的输出轴连接；

(2)在凸轮轴上设置有编码器；

(3)在被测产品的气门的一侧设置有检测气门移动的位移传感器；

(4)将进油管的一端连接油泵，另一端与被测产品的进油通道连接，回油管的一端连接被测产品的出油通道，另一端与油箱连接；

(5)在控制器上预先设定油箱内油的温度、进油管内油压、通过变频器设定驱动电机的转速；

(6)由控制器开启加热器，加热器对油箱内的油进行加热，且温度传感器检测油箱内的油温，当油温超过预先设定的温度时，控制器控制继电器断开，加热器停止加热，低于预先设定的温度时，持续加热；

(7)由控制器启动油泵，由压力传感器检测进油管内的油压，并将数据反馈至控制器，由控制器控制电动调压阀使进油管内的油压保持在设定的压力值；

(8)由控制器启动驱动电机，并对电磁阀断/通电，实施被测产品的正常/制动工作模式，驱动电机带动被测产品的凸轮轴转动及气门上下动作，凸轮轴上的编码器采集凸轮轴的转速，位移传感器采集气门的位移数据，编码器、位移传感器将采集的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。

本发明具有的优点是：

1、本发明可研究不同油压、油温、转速下发动机的制动升程及被测产品摇臂特征变化对制动升程的影响；

2、相比于复杂的发动机台架，本发明可通过研究制动升程来间接研究发动机的制动性能。

附图说明：

图1是本发明的示意简图。

图中：1-驱动电机，2-油箱，3-油泵，4-被测产品，5-凸轮轴，6-编码器，7-气门，8-位移传感器，9-联轴器，10-输出轴，11-进油管，12-回油管，13-变频器，14-加热器，15-温度传感器，16-电动调压阀，17-压力传感器，18-台架,19-油泵电机。

具体实施方案：

下面结合附图对本发明的具体实施方案作进一步详细的描述，参见图1：

一种发动机制动器的功能性试验台，包括驱动电机1、油箱2、油泵3、用于检测被测产品4的凸轮轴5转速的编码器6及用于检测被测产品4气门7位移的位移传感器8；本发明的被测产品4为发动机制动器。本发明的编码器6设置在凸轮轴5的末端，也可以根据实际情况设置在凸轮轴5的其他地方。

本发明的驱动电机1用于驱动被测产品4的凸轮轴5转动，本发明的连接方式是通过联轴器9连接。具体是将驱动电机1的输出轴10通过联轴器9与被测产品4的凸轮轴5连接。当然也可以采用皮带传动机构、链条传动机构或齿轮传动机构等由驱动电机1带动被测产品4的凸轮轴5转动。在油泵3的出油口上连接有将油箱2内的油泵入被测产品4的进油通道内的进油管11，油箱2上连接有将被测产品4流出的油回收的回油管12；所述驱动电机1、油泵3、编码器6、位移传感器8均与控制器连接；编码器6采集被测产品4的凸轮轴5的转速，位移传感器8记录气门7的位移，编码器6、位移传感器8将得到的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。

本发明的驱动电机1与变频器13连接，变频器13与控制器连接，由变频器13控制驱动电机1的转速。

由于在不同的油温下，所得出的结果也是不同的。在所述油箱2上设置有加热器14，加热器14对油箱2内的油进行加热，加热器14与控制器连接。

为了控制油温，油箱2上还设置有对油温进行检测的温度传感器15，温度传感器15将检测到的温度传送至控制器，当温度高于控制器预先设定的温度值时，控制器控制继电器断开，加热器15停止加热。

本发明的油泵3的出油口上设置有电动调压阀16，在进油管11上设置有对管内油压进行检测的压力传感器17，压力传感器17与控制器连接，压力传感器17将检测到的油压传送至控制器，控制器控制电动调压阀16调节出油口的压力将进油管11内的油压调节至预先设定的油压值。

被测产品4的制动由电磁阀控制。电磁阀用于控制被测产品4制动的开启与关闭，电磁阀与控制器连接。当电磁阀通电时，制动开启；电磁阀不通电，则制动不开启。

在控制器上设置有制动控制框，包括有正常、制动两个选项。选择正常选项时，控制器控制继电器断开，电磁阀不通电，制动关闭；选择制动选项时，控制器控制继电器接通，电磁阀通电，制动开启。

本发明的驱动电机1的转速、油箱2内油温及进油管11内的油压均可以调整。在控制器的控制界面中包括有转速框、油温框及油压框。在转速框、油温框及油压框上可以预设数值。

控制器设定编码器6的信号即凸轮轴5转角作为横坐标，位移传感器8的信号即气门7位移作为纵坐标，便可生成气门升程包含制动升程的曲线图；通过调整控制界面中转速框、油温框、油压框中数值的大小，可得到不同转速、油温、油压下的气门升程-转角曲线图。

为了使用方便，所述驱动电机1安装在台架18上，油箱2、油泵3设置在台架18下方。

本发明可选用发动机使用的机油，其温度可以由设置在油箱2内的加热器14来控制，并通过温度传感器15来检测。

在所述的油温框中输入数值来定义油温。若输入的数值大于目前的温度，则控制器控制继电器接通，使得加热器14上电，对油进行加温；当温度加热至所输入的数值时，控制器控制继电器断开，加热器14断电，由此可控制油温稳定。

本发明的油压由设置在油泵3出油口上的电动调压阀16调节，并通过压力传感器17来检测。

在所述的油压框中输入数值来定义油压。若输入的数值与实际压力不同，则控制器控制电动调压阀16动作，从而可将压力稳定控制在输入的数值处。

本发明油路如下：

油泵3由油泵电机19带动，使油从油箱2中泵出，通过电动调压阀16调节油压后，经过进油管路11进入被测产品4中；油同时作为润滑油和制动油使用；之后油从被测产品4中流出，经过回油管12回到油箱2中，从而形成循环。

本发明的工作原理是：

通过在油温框中输入数值，通过加热管9可使油温稳定在固定的值；通过在油压框中输入数值，通过电动调压阀16可使油压稳定在固定的值；通过在转速框中输入数值，通过变频器13可使驱动电机1的转速保持在固定数值；驱动电机1通过联轴器9带动凸轮轴3旋转，凸轮轴5带动被测产品4动作，使得气门7上下动作；通过制动控制框控制制动的开启与关闭；装在凸轮轴5末端的编码器6跟随凸轮轴5旋转，并向采集卡发送外部触发信号；采集卡向位移传感器8发送采集信号，记录气门7位移并传回采集卡；控制器通过程序将编码器6信号即凸轮轴5转角作为横坐标，位移传感器8信号即气门7位移作为纵坐标，便可生成气门升程包含制动升程的曲线图；通过调整转速框、油温框、油压框中数值的大小，可得到不同转速、油温、油压下气门升程-转角曲线图；另外亦可以研究摇臂错漏装、清洁度、工件尺寸及粗糙度等对制动的影响。

本发明的另一个目的是提供一种发动机制动器的功能性试验台的试验方法，包括如下步骤：

(1)将被测产品4安装至台架18上相应位置，被测产品4的凸轮轴5通过联轴器9与驱动电机1的输出轴10连接；

(2)在凸轮轴5上设置有编码器6；

(3)在被测产品4的气门7的一侧设置有检测气门7移动的位移传感器8；

(4)将进油管11的一端连接油泵3，另一端与被测产品4的进油通道连接，回油管12的一端连接被测产品4的出油通道，另一端与油箱2连接；

(5)在控制器上预先设定油箱2内油的温度、进油管11内油压、通过变频器13设定驱动电机1的转速；

(6)由控制器开启加热器14，加热器14对油箱2内的油进行加热，且温度传感器15检测油箱2内的油温，当油温超过预先设定的温度时，控制器控制继电器断开，加热器14停止加热，低于预先设定的温度时，持续加热；

(7)由控制器启动油泵3，由压力传感器17检测进油管11内的油压，并将数据反馈至控制器，由控制器控制电动调压阀16使进油管11内的油压保持在设定的压力值；

(8)由控制器启动驱动电机1，并对电磁阀断/通电，实施被测产品4的正常/制动工作模式，驱动电机1带动被测产品4的凸轮轴5转动及气门7上下动作，凸轮轴5上的编码器6采集凸轮轴5的转速，位移传感器8采集气门7的位移数据，编码器6、位移传感器8将采集的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例之一，并非以此限制本发明的实施范围，故：凡依本发明的形状、结构、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：包括驱动电机、油箱、油泵、用于检测被测产品的凸轮轴转速的编码器及用于检测被测产品气门位移的位移传感器；所述驱动电机用于驱动被测产品的凸轮轴转动；在油泵的出油口上连接有将油箱内的油泵入被测产品的进油通道内的进油管，油箱上连接有将被测产品流出的油回收的回油管；所述驱动电机、油泵、编码器、位移传感器均与控制器连接；编码器采集被测产品的凸轮轴的转速，位移传感器记录气门的位移，编码器、位移传感器将得到的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。

2.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述驱动电机与变频器连接，变频器与控制器连接，由变频器控制驱动电机的转速。

3.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述油箱上设置有加热器，加热器对油箱内的油进行加热，加热器与控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述油箱上还设置有对油温进行检测的温度传感器，温度传感器将检测到的温度传送至控制器，当温度高于控制器预先设定的温度值时，控制器控制继电器断开，加热器停止加热。

5.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述油泵的出油口上设置有电动调压阀，在进油管上设置有对管内油压进行检测的压力传感器，压力传感器与控制器连接，压力传感器将检测到的油压传送至控制器，控制器控制电动调压阀调节出油口的压力将进油管内的油压调节至预先设定的油压值。

6.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述驱动电机的输出轴通过联轴器与被测产品的凸轮轴连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述编码器设置在被测产品的凸轮轴的末端。

8.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：还包括有电磁阀，电磁阀是安装在被测产品中，用于控制被测产品制动的开启与关闭，电磁阀与控制器连接。

9.根据权利要求1所述的一种发动机制动器的功能性试验台，其特征在于：所述驱动电机安装在台架上，油箱、油泵设置在台架下方。

10.一种发动机制动器的功能性试验台的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将被测产品安装至台架上相应位置，被测产品的凸轮轴通过联轴器与驱动电机的输出轴连接；

(2)在凸轮轴上设置有编码器；

(3)在被测产品的气门的一侧设置有检测气门移动的位移传感器；

(4)进油管的一端连接油泵，另一端与被测产品的进油通道连接，回油管一端连接被测产品的出油通道，另一端与油箱连接；

(5)在控制器上预先设定油箱内油的温度、进油管内油压、通过变频器设定驱动电机的转速；

(6)由控制器开启加热器，加热器对油箱内的油进行加热，且温度传感器检测油箱内的油温，当油温超过预先设定的温度时，控制器控制继电器断开，加热器停止加热，低于预先设定的温度时，持续加热；

(7)由控制器启动油泵，由压力传感器检测进油管内的油压，并将数据反馈至控制器，由控制器控制电动调压阀使进油管内的油压保持在设定的压力值；

(8)由控制器启动驱动电机，并对电磁阀断/通电，实施被测产品的正常/制动工作模式,驱动电机带动被测产品的凸轮轴转动及气门上下动作，凸轮轴上的编码器采集凸轮轴的转速，位移传感器采集气门的位移数据，编码器、位移传感器将采集的数据发送至控制器，由控制器生成气门升程与凸轮轴转角相互关系的曲线图。