本發(fā)明涉及的是一種試驗(yàn)裝置，具體地說(shuō)是噴油器電磁閥試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)很難兼顧不同工況下對(duì)循環(huán)噴油量、噴油定時(shí)和噴油規(guī)律的最優(yōu)控制，其響應(yīng)慢和控制精度低等缺點(diǎn)限制了對(duì)柴油機(jī)性能的優(yōu)化，而高壓共軌系統(tǒng)因具有噴油壓力、噴油定時(shí)和噴油規(guī)律柔性可調(diào)等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)節(jié)能減排的核心技術(shù)之一，代表著電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展方向。高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性直接影響控制系統(tǒng)對(duì)共軌噴油器噴油定時(shí)、噴油規(guī)律和循環(huán)噴油量的控制精度，并決定多次噴射所能實(shí)現(xiàn)的最大噴射次數(shù)和噴射間隔時(shí)間，因此，高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的高速電磁閥是利用高壓共軌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)節(jié)能減排的關(guān)鍵部件之一。

中國(guó)專(zhuān)利CN103437931A提出了一種電磁閥運(yùn)動(dòng)延遲的測(cè)量方法，把加速度傳感器固定在電磁鐵的頂端，并與電磁鐵剛性連接，利用加速度傳感器采集電磁鐵的振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)分析電磁鐵振動(dòng)波動(dòng)和電磁閥驅(qū)動(dòng)電流波形來(lái)計(jì)算電磁閥的運(yùn)動(dòng)延遲。中國(guó)專(zhuān)利CN2842440Y設(shè)計(jì)了一種電磁閥性能測(cè)試裝置，在該裝置上可進(jìn)行電磁鐵動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性測(cè)試，可以對(duì)電磁閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、靜態(tài)電磁力和勵(lì)磁電流進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。上述兩個(gè)國(guó)內(nèi)專(zhuān)利在電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)量方面采用加速度傳感器或位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)特性測(cè)量的高精度，但上述專(zhuān)利所提出的試驗(yàn)測(cè)試裝置卻沒(méi)有考慮到應(yīng)用在高壓共軌噴油器上的高速電磁閥工作環(huán)境的特殊性，即電磁鐵和銜鐵間燃油液力對(duì)電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。中國(guó)專(zhuān)利CN103743562A提出了一種電磁閥測(cè)試平臺(tái)，該測(cè)試平臺(tái)包含有伺服油系統(tǒng)、電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性測(cè)試系統(tǒng)，可對(duì)電磁閥的瞬態(tài)流量、驅(qū)動(dòng)電流和閥芯位移等進(jìn)行測(cè)量，但該電磁閥測(cè)試平臺(tái)適用于兩位三通電磁閥的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究，而不適用于共軌噴油器內(nèi)二位二通高速電磁閥響應(yīng)特性的試驗(yàn)研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)展電磁鐵和銜鐵間燃油液動(dòng)力對(duì)高速電磁閥響應(yīng)特性影響試驗(yàn)研究的共軌噴油器高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明共軌噴油器高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置，其特征是：包括高速電磁閥、伺服油箱，所述高速電磁閥包括殼體、電磁鐵、銜鐵、電磁閥復(fù)位彈簧、閥桿，殼體內(nèi)部形成電磁閥液壓腔，電磁鐵和銜鐵均設(shè)置在殼體里，銜鐵位于電磁鐵下方，銜鐵與其上方的殼體之間設(shè)置電磁閥復(fù)位彈簧，閥桿連接銜鐵并伸出至殼體的下方，閥桿端部安裝側(cè)位移用閥針，側(cè)位移用閥針下方設(shè)置位移傳感器，殼體上設(shè)置進(jìn)油口和回油口，進(jìn)油口連接伺服油管，回油口連接伺服油回油管，伺服油管和伺服油回油管均連通伺服油箱，伺服油管上依次安裝精密壓力調(diào)節(jié)閥、單向閥、伺服油泵、伺服油過(guò)濾器，殼體上安裝溫度傳感器，溫度傳感器的探針伸入到殼體的內(nèi)壁上，溫度傳感器和位移傳感器均連接高速采集卡，高速采集卡連接計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明還可以包括：

1、電磁鐵連接驅(qū)動(dòng)其打開(kāi)和關(guān)閉的高低壓調(diào)節(jié)電路、可設(shè)定峰值電流和保持電流階段的電流值和持續(xù)時(shí)間的峰值電流和保持電流調(diào)節(jié)電路。

2、所述位移傳感器為霍爾式位移傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：

1、本發(fā)明的高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性測(cè)試裝置采用采用霍爾式位移傳感器對(duì)電磁閥響應(yīng)特性進(jìn)行精確測(cè)量，避免因采用渦流式位移傳感器在測(cè)量電磁閥響應(yīng)過(guò)程中受到電磁閥產(chǎn)生的渦流的影響，保證了測(cè)量的精度和測(cè)量結(jié)果的可靠性；

2、在該試驗(yàn)裝置中安裝有伺服油系統(tǒng)，通過(guò)伺服油壓力調(diào)節(jié)閥精確調(diào)節(jié)電磁閥液壓腔內(nèi)的伺服油壓力，真實(shí)模擬高速電磁閥在柴油機(jī)高壓共軌噴油器內(nèi)工作的液力環(huán)境，充分考慮了高速電磁閥在打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程中電磁鐵和銜鐵間的的液動(dòng)力對(duì)電磁閥響應(yīng)特性的影響；

3、該高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置安裝有溫度傳感器，通過(guò)溫度傳感器測(cè)量電磁閥線(xiàn)圈的溫度，利用線(xiàn)圈溫度計(jì)算得到高速電磁閥的發(fā)熱量，允許我們從穩(wěn)態(tài)熱分析角度對(duì)高速電磁閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)增加共軌噴油器高速電磁閥的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：

結(jié)合圖1，本發(fā)明共軌噴油器高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置包括伺服油系統(tǒng)A、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)B，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C和高速電磁閥D。

伺服油供給部分A包括伺服油箱1、伺服油過(guò)濾器2、伺服油泵3、單向閥4、精密壓力調(diào)節(jié)閥5、伺服油管6、電磁閥液壓腔7、伺服油回油管8。伺服油泵3用來(lái)產(chǎn)生0～10bar的伺服油油壓，精密壓力調(diào)節(jié)閥5位于伺服油過(guò)濾器2和單向閥4的前端，用來(lái)對(duì)伺服油泵3泵出的伺服油壓進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)電磁閥在不同的伺服油壓對(duì)電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的影響規(guī)律的試驗(yàn)研究，電磁閥液壓腔7可根據(jù)電磁閥的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，用來(lái)安裝高速電磁閥D，并營(yíng)造一個(gè)高速電磁閥工作的液力環(huán)境。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)B包括位移傳感器9、溫度傳感器10、高速采集卡11、計(jì)算機(jī)12和測(cè)位移用閥針13，位移傳感器9為霍爾式位移傳感器，位于測(cè)位移用閥針13的下面，并與測(cè)位移用閥針13保持同軸，為防止電磁閥液壓腔7內(nèi)的伺服油沿著閥桿18泄露，在閥桿18的底端安裝一個(gè)測(cè)位移用的細(xì)小的閥針13，位移傳感器9通過(guò)測(cè)量閥針13的位移獲得高速電磁閥閥桿18的位移，從而實(shí)現(xiàn)電磁閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變化規(guī)律的試驗(yàn)研究。溫度傳感器10的探針伸入到電磁閥液壓腔7的內(nèi)壁上，用來(lái)測(cè)量電磁鐵的溫度，為了防止伺服油沿著溫度傳感器10的探針泄露，需要對(duì)探針和液壓腔7上的探針油路進(jìn)行密封。高速采集卡11從位移傳感器9和溫度傳感器10采集相應(yīng)信號(hào)，實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)12。

高速電磁閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C包括高低壓調(diào)節(jié)電路14、峰值電流和保持電流調(diào)節(jié)電路15，通過(guò)高低壓調(diào)節(jié)電路14實(shí)現(xiàn)24V電源電壓的升壓可調(diào)，通過(guò)勵(lì)磁電流和保持電流調(diào)節(jié)電路15實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流、保持電流的反饋調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)展控制參數(shù)對(duì)高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性影響規(guī)律的試驗(yàn)研究。

高速電磁閥D包括電磁鐵16、銜鐵17、閥桿18、電磁閥復(fù)位彈簧19，高速電磁閥D位于電磁閥液壓腔7內(nèi)，銜鐵17位于電磁鐵16的下面，閥桿18通過(guò)螺母和銜鐵17剛性連接，銜鐵復(fù)位彈簧19壓在銜鐵17的上端面，當(dāng)高速電磁閥D不通電時(shí)，在銜鐵復(fù)位彈簧19的作用下，帶有銜鐵17的閥桿18位于電磁閥液壓腔7的最下端。

本發(fā)明的具體工作原理如下：高速電磁閥D為二位二通高速電磁閥，當(dāng)不通電時(shí)，電磁閥復(fù)位彈簧19將帶有閥桿18的銜鐵17壓在最下面。伺服油在伺服油泵3的作用下，從伺服油油箱1內(nèi)流出，通過(guò)伺服油過(guò)濾器2、單向閥4、伺服油管6流入到電磁閥液壓腔7內(nèi)，精密壓力調(diào)節(jié)閥4安裝伺服油管6上，該伺服油管將被精密壓力調(diào)節(jié)閥4調(diào)節(jié)好的伺服油供給到電磁閥液壓腔7內(nèi)，并通過(guò)伺服油回油管8回到伺服油箱1內(nèi)，完成伺服油的一個(gè)循環(huán)。在進(jìn)行高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)測(cè)試時(shí)，打開(kāi)伺服油泵3，實(shí)現(xiàn)伺服油通過(guò)伺服油過(guò)濾器3、單向閥4、壓力調(diào)節(jié)閥5,、伺服油管6進(jìn)入到電磁閥液壓腔7，之后通過(guò)伺服油回油管8回到伺服油箱1的液壓循環(huán)，并觀(guān)察試驗(yàn)裝置上是否存在伺服油泄漏，當(dāng)確定不存在伺服油泄漏后，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥5，將伺服油泵3內(nèi)產(chǎn)生的0-10bar的伺服油進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)所需要的電磁鐵和銜鐵間的伺服油壓。當(dāng)伺服油壓調(diào)節(jié)到設(shè)定值后，打開(kāi)電磁閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C上輸入增壓電壓值、峰值電流值和持續(xù)時(shí)間、保持電流值和持續(xù)時(shí)間，其中，峰值電流決定了電磁閥的開(kāi)啟響應(yīng)時(shí)間，保持電流時(shí)間決定了電磁閥打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間，即共軌噴油器的循環(huán)噴油量，而峰值電流是通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C上的高低壓調(diào)節(jié)電路14實(shí)現(xiàn)的，即將24V電源電壓升壓到所需的峰值電流的電壓值。當(dāng)電磁閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C開(kāi)始工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)向電磁閥電磁鐵16供電時(shí)，電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁力，在電磁力的作用下，帶有閥桿18的銜鐵17克服電磁閥復(fù)位彈簧19的向下的作用力向上快速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)電磁閥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)C停止向電磁鐵16供電時(shí)，電磁鐵16不產(chǎn)生電磁力，帶有閥桿18的銜鐵17在電磁閥復(fù)位彈簧19的作用下回落。電磁閥閥桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)B上的位移傳感器9記錄，通過(guò)記錄到的電磁閥閥桿18的位移可直接得到電磁閥的打開(kāi)響應(yīng)時(shí)間、關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)B上的溫度傳感器10記錄高速電磁閥連續(xù)工作的不同時(shí)間內(nèi)的溫度值，以便開(kāi)展電磁閥發(fā)熱量的試驗(yàn)研究。

根據(jù)上述工作過(guò)程的描述可知，共軌噴油器高速電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置真實(shí)模擬了共軌噴油器高速電磁閥工作的液力環(huán)境，考慮到了燃油液力對(duì)高速電磁閥打開(kāi)和關(guān)閉響應(yīng)的影響；試驗(yàn)裝置安裝的溫度傳感器可對(duì)高速電磁閥連續(xù)工作后的溫升進(jìn)行測(cè)量，有利于我們從電磁閥線(xiàn)圈發(fā)熱量的角度對(duì)電磁閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有利于提高高速電磁閥的使用壽命；高速電磁閥在工作過(guò)程中由于線(xiàn)圈自感的存在，在PWM波進(jìn)行控制時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的渦流，電磁閥響應(yīng)特性試驗(yàn)裝置采用霍爾式位移傳感器對(duì)電磁閥響應(yīng)特性進(jìn)行精確測(cè)量，避免因采用渦流式位移傳感器在測(cè)量電磁閥響應(yīng)過(guò)程中受到電磁閥產(chǎn)生的渦流的影響，保證了測(cè)量的精度和測(cè)量結(jié)果的可靠性。