專利名稱：單缸噴油泵出油閥升程的測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單缸噴油泵出油閥升程的測量技術(shù)，具體地說，它涉及一種具有較高供油壓力的單缸噴油泵出油閥升程的測量裝置及方法。
背景技術(shù)：
出油閥是單缸噴油泵的重要組成部件，其閥芯在高壓油路中高頻往復(fù)振跳，出油閥的工作情況直接影響到噴油泵的供油特性，以及噴油器的噴射特性，特別針對目前正在研制的新一代高壓單缸噴油泵(最高泵端壓力可達(dá)600bar甚至更高)，測量出油閥升程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是對燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行深入研究的重要技術(shù)手段之一。出油閥閥芯在高壓油的作用下作高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要測量其升程，就需要在相應(yīng)位置裝設(shè)某類型的位移傳感器，同時(shí)應(yīng)盡量不改變出油閥及相關(guān)部件的原始結(jié)構(gòu)及慣量，從而保證噴油泵的供油特性不發(fā)生變化。由于位移傳感器安裝在高壓油路中，所以傳感器本身需要有足夠的耐壓能力，同時(shí)要解決傳感器安裝后位移信號引出線的高壓密封問題，這樣才能保證整個(gè)測量方案的可行。目前，可以檢索到的有關(guān)單缸噴油泵出油閥升程測量的技術(shù)方案很少，比較可行的測量方案可以參見洛陽工學(xué)院內(nèi)燃機(jī)研究室發(fā)表的文章:《噴油泵出油閥升程傳感器的研制結(jié)果與出油閥的運(yùn)動(dòng)規(guī)律》(發(fā)表于《洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào)》，1982年第2期，15-38頁)，其方案選用差動(dòng)變壓器式的位移傳感器，傳感器安裝不改變原有的燃油流向，且傳感器線性較好、重復(fù)性佳。但是，這種出油閥升程傳感器只適用于最高200bar的供油壓力，而目前的高壓單缸噴油泵的泵端壓力可達(dá)600bar，若采用這種測量方案傳感器本身因高壓會產(chǎn)生變形而損壞。另外，差動(dòng)變壓器的電感線圈是一次元件，造成油溫對傳感器的測量精度影響較大，同時(shí)傳感器芯棒在油路中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會在一定程度上影響原有的供油特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有測量技術(shù)的不足，提供一種適用于具有較高供油壓力的單缸噴油泵出油閥升程的 測量裝置及方法，其可以承受600bar的泵端壓力，同時(shí)能保持噴油泵原有的供油特性。本發(fā)明的目的是通過下述的測量裝置和方法來實(shí)現(xiàn)的。一種單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，包括測量部件、信號引出線7、放大器8、數(shù)據(jù)采集儀9等。其中，測量部件包括磁敏元件4和磁性材料5，磁敏元件4封裝在減容體2頭部，磁性材料5封裝在出油閥閥芯3頭部，磁敏元件4可感知磁性材料5即出油閥閥芯3的升程情況；信號引出線7包括漆包線13和多芯屏蔽線12，升程信號經(jīng)漆包線13過渡輸出后由多芯屏蔽線12引出。所述的信號引出線7經(jīng)由減容體2、出油閥緊座1、夾線套6后引出。所述的信號引出線7中漆包線13和芯線10分別串接而成，其中漆包線13和芯線10的各焊點(diǎn)14之間相互錯(cuò)位。減容體2的側(cè)向設(shè)有進(jìn)油孔。
所述的磁性材料5采用緊固聯(lián)接的方式固定在出油閥閥芯3頭部。出油閥緊座I底部設(shè)有螺紋。上述的測量裝置測量出油閥升程的量程范圍是0_3mm。一種應(yīng)用于所述測量裝置的單缸噴油泵出油閥升程測量方法，包括以下步驟:a、在減容體2頭部封裝磁敏元件4 ；b、在被測試的出油閥閥芯3頭部封裝磁性材料5 ；C、將磁敏元件4的輸出信號用漆包線13進(jìn)行過渡輸出，再由多芯屏蔽線12引出，其中漆包線13和芯線10的各焊點(diǎn)14之間要求相互錯(cuò)位；d、將引出的多芯屏蔽線12先連接至放大器8放大升程信號，再連接至數(shù)據(jù)采集儀9采集升程變化的電壓數(shù)據(jù)；e、根據(jù)出油閥升程比例系數(shù)，將數(shù)據(jù)采集儀9采集的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的升程
量數(shù)據(jù)；f、所述的出油閥升程比例系數(shù)由標(biāo)定機(jī)構(gòu)得出，其中測量桿16推動(dòng)出油閥閥芯3作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)量由安裝在測量桿16尾部的千分表15進(jìn)行精確測量，磁敏元件4的輸出信號經(jīng)放大器8放大后用數(shù)據(jù)采集儀9進(jìn)行采集，從而得出升程量和電壓值的比例關(guān)系，即出油閥升程比例系數(shù)。測量多個(gè)周期的出油閥升程量，并取平均值以減小測量誤差。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下:1、測量裝置結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝方便；2、通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和信號引出線中的過渡連接，形成了良好的耐壓能力，測量裝置能承受600bar的供油壓力；3、測量部件的封裝方式基本不改變出油閥、減容體等的原始結(jié)構(gòu)，單缸噴油泵能保持原有的供油特性，測量結(jié)果的參考價(jià)值較大；4、磁感應(yīng)的測量方式具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)，能測得出油閥升程的全過程；5、測量精度高，能達(dá)到0.0lmm,且重復(fù)性好；6、設(shè)有相應(yīng)的標(biāo)定機(jī)構(gòu)及標(biāo)定方法，方便對出油閥升程進(jìn)行定量分析。


圖1是本發(fā)明中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中信號引出線過渡連接的示意圖。圖3是本發(fā)明中標(biāo)定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的測量方法獲得的出油閥升程曲線。圖中1、出油閥緊座，2、減容體，3、出油閥閥芯，4、磁敏元件，5、磁性材料，6、夾線套，7、信號引出線，8、放大器，9、數(shù)據(jù)采集儀，10、芯線，11、絕緣層，12、多芯屏蔽線，13、漆包線，14、焊點(diǎn)，15、千分表，16、測量桿，17、螺套。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。本發(fā)明是一種單缸噴油泵出油閥升程的測量裝置，如圖1所示，包括:測量部件、信號引出線7、放大器8、數(shù)據(jù)采集儀9等。測量部件由磁敏元件4和磁性材料5組成,其中磁敏元件4作為感應(yīng)元件被封裝在減容體2的頭部，磁性材料5作為被測元件被封裝在出油閥閥芯3的頭部；在出油閥偶件工作過程中，出油閥閥芯3帶動(dòng)磁性材料5 —起作往復(fù)運(yùn)動(dòng),磁敏元件4處的磁場就會發(fā)生相應(yīng)的周期性變化，根據(jù)磁感應(yīng)原理可以得到出油閥閥芯3和磁性材料5的運(yùn)動(dòng)情況，即出油閥升程。信號引出線7包括漆包線13和多芯屏蔽線12，升程信號經(jīng)漆包線13過渡輸出后由多芯屏蔽線12引出。最后，放大器8對升程信號進(jìn)行放大，并通過數(shù)據(jù)采集儀9進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和保存。為了安裝測量部件以及弓丨出升程信號，需對減容體2、出油閥閥芯3、出油閥緊座I進(jìn)行局部的改制。所述的減容體2的頭部封裝有磁敏元件4，所以將原來的軸向進(jìn)油改為側(cè)向進(jìn)油，在減容體2的側(cè)壁上設(shè)有兩個(gè)進(jìn)油孔，并設(shè)計(jì)有足夠大的進(jìn)油流通截面，用以滿足不同油壓、不同油量下的流量要求，從而保持原有的供油特性；由于減容體2的側(cè)向設(shè)有進(jìn)油孔，其內(nèi)、外腔的油壓始終保持一致，從而保證了磁敏元件4始終處于壓力平衡狀態(tài)，不會因高壓油作用而造成損壞。所述的出油閥閥芯3采用緊固聯(lián)接的方式將磁性材料5固定在其頭部，其中緊固連接方式可以采用粘接的方式，也可以采用焊接、鉚接等不可拆卸的連接方式；由于磁性材料5的體積很小，且材質(zhì)密度和出油閥閥芯3的差別不大，所以出油閥閥芯3基本保持了原有的運(yùn)動(dòng)慣量。為了封裝磁敏元件4對減容體2進(jìn)行了改制，其體積也發(fā)生了變化，所述的出油閥緊座I需要改變其內(nèi)腔容積，來保證總的減壓容積不發(fā)生改變，從而保持原有的供油特性；出油閥緊座I上還安裝有夾線套6，用于延長信號引出線7的封裝長度并固定其出線方向。信號引出線7經(jīng)由減容體2、出油閥緊座1、夾線套6后引出，為了保證足夠的耐壓能力，所述的信號引出線7中要用漆包線13進(jìn)行過渡連接。如圖2所示，多芯屏蔽線12由芯線10、絕緣層11和屏蔽層組成，磁敏元件4至多芯屏蔽線12的信號輸出和電源輸入要將漆包線13分別串接其中，本實(shí)施例中漆包線13的長度為20_左右，連接方式可以采用焊接的方式，其中漆包線13和芯線10的焊點(diǎn)14之間要相互錯(cuò)位，以防止相互間發(fā)生短路。芯線10的絕緣層11是尼龍材質(zhì)，在高壓作用時(shí)有較大的壓縮量，而漆包線13基本沒有壓縮量，采用這種過渡連接的方式可以提高信號引出線7封裝后的粘結(jié)強(qiáng)度，保證600bar的密封能力。出油閥緊座I的底部即安裝出油閥偶件的一端設(shè)有螺紋，可用于連接相應(yīng)的標(biāo)定機(jī)構(gòu)，便于對出油閥升程進(jìn)行定量測量。如圖3所示，所述的標(biāo)定機(jī)構(gòu)主要由千分表15、測量桿16、螺套17組成，其中螺套17鎖緊在出油閥緊座I的底部，測量桿16和螺套17通過細(xì)牙螺紋連接，在螺套17的導(dǎo)向作用下測量桿16推動(dòng)出油閥閥芯3作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)量由安裝在測量桿16尾部的千分表15進(jìn)行精確測量，本實(shí)施例中步進(jìn)量為0.01mm，標(biāo)定量程為3mm ;磁敏元件4的輸出信號經(jīng)放大器8放大后用數(shù)據(jù)采集儀9進(jìn)行采集，所有標(biāo)定數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后可得出出油閥升程的比例系數(shù)，同時(shí)可得出整個(gè)測量裝置的精度、線性度、重復(fù)性等指標(biāo)。上述的測量裝置對出油閥升程測量的量程范圍是0-3mm，測量精度是0.01mm。一種應(yīng)用于所述測量裝置的單缸噴油泵出油閥升程測量方法，主要包括以下步驟:a、在減容體2頭部封裝磁敏元件4,作為測量部件中的感應(yīng)元件；
b、在出油閥閥芯3頭部封裝磁性材料5，作為測量部件中的被測元件；C、將磁敏元件4的輸出信號用漆包線13進(jìn)行過渡輸出，再由多芯屏蔽線12引出，其中漆包線13和芯線10的各焊點(diǎn)14之間要求相互錯(cuò)位，避免發(fā)生短路的情況；d、將引出的多芯屏蔽線12先連接至放大器8放大升程信號，便于信號傳輸和采集，再連接至數(shù)據(jù)采集儀9采集升程變化的電壓數(shù)據(jù)；e、根據(jù)出油閥升程比例系數(shù)，將數(shù)據(jù)采集儀9采集的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的升程量數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行相關(guān)的定量分析；f、所述的出油閥升程比例系數(shù)由標(biāo)定機(jī)構(gòu)得出，其中測量桿16推動(dòng)出油閥閥芯3作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)量由安裝在測量桿16尾部的千分表15進(jìn)行精確測量，磁敏元件4的輸出信號經(jīng)放大器8放大后用數(shù)據(jù)采集儀9進(jìn)行采集，從而得出升程量和電壓值的比例關(guān)系，即出油閥升程比例系數(shù)。測量多個(gè)周期的出油閥升程量，并取平均值以減小測量誤差，同時(shí)可以分析出油閥升程量的一致性情況。另外，可同時(shí)采集出油閥升程信號和油泵試驗(yàn)臺的轉(zhuǎn)角信號，測量出油閥升程零點(diǎn)及峰值的相位角，同樣也可以分析多個(gè)周期內(nèi)該相位角的變化情況。圖4是本發(fā)明的測量方法在試驗(yàn)過程中記錄的出油閥升程曲線。從曲線中可以看出，該出油閥升程為1.9_，與實(shí)際情況相符，測量結(jié)果真實(shí)可信。
權(quán)利要求
1.一種單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，包括測量部件、信號引出線(7)、放大器(8)、數(shù)據(jù)采集儀(9)等，其特征在于:所述的測量部件包括磁敏元件(4)和磁性材料(5)，磁敏元件(4)封裝在減容體(2)頭部，磁性材料(5)封裝在出油閥閥芯(3)頭部，磁敏元件(4)可感知磁性材料(5)即出油閥閥芯(3)的升程情況；所述的信號引出線(7)包括漆包線(13)和多芯屏蔽線(12)，升程信號經(jīng)漆包線(13)過渡輸出后由多芯屏蔽線(12)引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:所述的信號引出線(7)經(jīng)由減容體(2)、出油閥緊座(I)、夾線套(6)后引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:所述的信號引出線(7)中漆包線(13)和芯線(10)分別串接而成，其中漆包線(13)和芯線(10)的各焊點(diǎn)(14)之間相互錯(cuò)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:減容體(2)的側(cè)向設(shè)有進(jìn)油孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:所述的磁性材料(5)采用緊固聯(lián)接的方式固定在出油閥閥芯(3)頭部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:出油閥緊座(I)底部設(shè)有螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單缸噴油泵出油閥升程測量裝置，其特征是:上述的測量裝置測量出油閥升程的量程范圍是0-3mm。
8.一種應(yīng)用于權(quán)力要求I所述測量裝置的單缸噴油泵出油閥升程測量方法，包括以下步驟: a、在減容體(2)頭部封裝磁敏元件(4)； b、在被測試的出油閥閥芯(3)頭部封裝磁性材料(5)； C、將磁敏元件(4)的輸出信號用漆包線(13)進(jìn)行過渡輸出，再由多芯屏蔽線(12)引出，其中漆包線(13)和芯線(10)的各焊點(diǎn)(14)之間要求相互錯(cuò)位； d、將引出的多芯屏蔽線(12)先連接至放大器(8)放大升程信號，再連接至數(shù)據(jù)采集儀(9)采集升程變化的電壓數(shù)據(jù)； e、根據(jù)出油閥升程比例系數(shù)，將數(shù)據(jù)采集儀(9)采集的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的升程量數(shù)據(jù)； f、所述的出油閥升程比例系數(shù)由標(biāo)定機(jī)構(gòu)得出，其中測量桿(16)推動(dòng)出油閥閥芯(3)作步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)量由安裝在測量桿(16)尾部的千分表(15)進(jìn)行精確測量，磁敏元件(4)的輸出信號經(jīng)放大器(8)放大后用數(shù)據(jù)采集儀(9)進(jìn)行采集，從而得出升程量和電壓值的比例關(guān)系，即出油閥升程比例系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單缸噴油泵出油閥升程測量方法，其特征在于:測量多個(gè)周期的出油閥升程量，并取平均值以減小測量誤差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單缸噴油泵出油閥升程的測量裝置及方法。測量裝置包括磁敏元件、磁性材料、信號引出線、放大器、數(shù)據(jù)采集儀。測量方法包括在減容體頭部封裝磁敏元件，在出油閥閥芯頭部封裝磁性材料；磁敏元件將感應(yīng)到的升程信號先用漆包線進(jìn)行過渡輸出，再由多芯屏蔽線引出至放大器和數(shù)據(jù)采集儀；根據(jù)標(biāo)定機(jī)構(gòu)得出的升程比例系數(shù)，得出最終的升程量數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和信號引出線中的過渡連接，能承受600bar的供油壓力；結(jié)構(gòu)簡單可靠，安裝方便，并能保持單缸噴油泵原有的供油特性；動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能測得完整的升程過程，測量精度高；設(shè)有相應(yīng)的標(biāo)定機(jī)構(gòu)，方便進(jìn)行定量分析。
文檔編號G01M13/00GK103162948SQ20111044352
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者朱慶秋, 殷松森, 居鈺生, 陳光利, 董文武, 華弢, 駱聰 申請人:中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所