專利名稱：柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)參數(shù)測量儀。特別適用于內(nèi)燃機(jī)車燃油噴射壓力波的測試。
目前國內(nèi)外在內(nèi)燃機(jī)車燃油系統(tǒng)的檢測中只局限于在高壓油管上安裝傳感器來測量，這種方法在測量時(shí)必須停機(jī)將高壓油管拆下，換上帶有傳感器的高壓油管來進(jìn)行，這樣即麻煩又費(fèi)工時(shí)。而且因?yàn)椴豢杀苊飧难b了原管路，勢必引起管內(nèi)動(dòng)態(tài)參數(shù)的改變，影響測試的真實(shí)性，得不到推廣使用。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有上述測試技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種外卡便攜式柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀，不拆卸柴油機(jī)任何部件，將傳感器卡在高壓油管上就能測出管內(nèi)的壓力波的變化。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種外卡便攜式柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀包括便攜式計(jì)算機(jī)、傳感器、放大器、接口電路、充電電源，其特殊之處在于壓力傳感器采用石英晶體作敏感元件，利用卡具將兩只輸出極性不同的傳感器，對(duì)稱地夾在被測管壁上;轉(zhuǎn)速傳感器采用單頭反射式，用定向反射紙貼在柴油機(jī)輸出軸上，反光通過光電傳感器接收;兩傳感器的輸出信號(hào)通過接口電路及計(jì)算機(jī)的快速采樣，迅速地顯示或打印出柴油機(jī)各缸的壓力與曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的波譜。方案中的卡具預(yù)緊力可調(diào)。是通過棘輪與調(diào)節(jié)彈簧的剛度來實(shí)現(xiàn)的;接口電路由小型密封電荷放大器、變換電源、A/D板組成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比在于具有固定可調(diào)的預(yù)緊力和克服振動(dòng)干擾，保證測量精度，不拆卸任何部件的情況下，使用方便、操作簡單，很少維修、測試速度快的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明最佳實(shí)施例。


圖1為柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀的組成結(jié)構(gòu)框2為壓力傳感器的卡具結(jié)構(gòu)示意3為壓力傳感器的卡具A-A剖面4為轉(zhuǎn)速測量方框5為典型故障標(biāo)準(zhǔn)圖譜a、正常噴射b、噴油提前c、噴油滯后d、噴油咀霧化不良e、針閥升程過小f、噴油泵柱塞偶件密封不好g、噴油泵柱塞偶件密封差，出油閥密封不好h、霧花不穩(wěn)多次噴射i、二次噴射k、多次噴射l、噴油咀堵塞柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀，如圖1所示，它由卡具和壓力傳感器1、電荷放大器2、定向反射紙3、光電傳感器4、由加法器和放大器組成的信號(hào)變換器5、A/D轉(zhuǎn)換器6、計(jì)算機(jī)7所組成。
計(jì)算機(jī)采用HX-20便攜式計(jì)算機(jī)，它是一種功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，它采用兩個(gè)6301八位CPU作中央處理器，可擴(kuò)充至64K內(nèi)存，該機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，把主機(jī)、液晶顯示屏、打印機(jī)和外部貯存裝置等構(gòu)成一個(gè)整體，具有系統(tǒng)擴(kuò)展靈活、價(jià)格便宜、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。
電荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷量成正比的低功耗運(yùn)算放大器，該放大器具有低通濾波功能，可以濾除高頻干擾信號(hào)，保留有用信號(hào)。
接口電路部分包括轉(zhuǎn)速信號(hào)的整形、兩壓力信號(hào)疊加的加法器、低功耗運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換部分、自校電路及電源變換電路。
高壓油管壓力的傳感器如圖2、3所示，圖中8為卡具帽，9為傳感器，10為卡具體，11為高壓油管，12為棘輪，13為棘輪體，14為調(diào)整螺釘，15為彈簧，16為棘爪。傳感器采用石英晶體作敏感元件，利用特制的卡具10將兩只輸出極性相同的傳感器9，可靠地、對(duì)稱地夾持在被測高壓油管11的管壁上。管壁在動(dòng)態(tài)油壓力作用下，使管壁產(chǎn)生徑向變形(位移)，由管壁11傳給傳感器9的膜片，此力作用于石英晶體片，使之產(chǎn)生壓電效應(yīng)，晶片表面使集聚與壓力成比的電荷，經(jīng)電荷放大器，再將兩個(gè)輸出的電壓信號(hào)疊加，就換成計(jì)算機(jī)能接收的信號(hào)，在卡具10的棘輪體13內(nèi)裝有可調(diào)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它由棘輪12，調(diào)整螺釘14、彈簧15、棘爪16所組成，用調(diào)整螺釘14改變了彈簧的剛度，通過棘輪12、棘爪16調(diào)整卡具的夾緊力。
轉(zhuǎn)速傳感器用于對(duì)柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角的測量它采用光電轉(zhuǎn)速傳感器如圖4所示該傳感器采用了單頭反射式，使用時(shí)無須與被測物接觸，用定向反射紙貼在柴油機(jī)的輸出軸上，反光通過光電傳感器接收，當(dāng)被測點(diǎn)由反光面到無反光面時(shí)，光敏管則隨時(shí)受到反射光強(qiáng)弱的影響而產(chǎn)生相應(yīng)變化的電訊號(hào)，通過電壓放大、整形、輸出矩形脈沖信號(hào)。
計(jì)算機(jī)根據(jù)測速指令，將光電傳感器輸出的相鄰矩形脈沖用計(jì)算機(jī)的采樣周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)的結(jié)果進(jìn)行下列計(jì)算就得出柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速NN＝ (1×60)/(n×t)式中N為柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。
n為計(jì)算機(jī)所記脈沖數(shù)。
t為計(jì)算機(jī)的采樣周期，常數(shù)。
曲軸轉(zhuǎn)角分度的目的是為了將柴油機(jī)爭轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)分成360等分，也就是360度。計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速N計(jì)算出分度的采樣周期，并在每一個(gè)采樣周期內(nèi)測試一個(gè)壓力數(shù)據(jù)，以此測出柴油機(jī)在每一度曲軸轉(zhuǎn)角中壓力的變化值。我們是將光標(biāo)貼在柴油機(jī)第1缸的上止點(diǎn)處，通過計(jì)算機(jī)的軟件編程，就可以計(jì)算出各缸的上止點(diǎn)位置。并以此測出柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速以及該轉(zhuǎn)速下的連續(xù)760個(gè)采樣周期所測的壓力數(shù)值，通過計(jì)算機(jī)處理，就可以得到我們所需要的壓力波曲線，并把計(jì)算機(jī)打印出的高壓油管中壓力波隨曲軸轉(zhuǎn)角變化圖譜與故障標(biāo)準(zhǔn)波譜如圖5所示進(jìn)行比較，從中分析出噴油系統(tǒng)的故障和缺陷。
該測試儀的工作過程是通過光電傳感器4將柴油機(jī)輸出軸上定向反射紙3傳遞的轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過A/D板6和計(jì)算機(jī)7的程序進(jìn)行測量、分度。同時(shí)卡具和壓力傳感器1將高壓油管中的壓力引起管壁的變形通過電荷放大器2，信號(hào)變換部分5、進(jìn)入A/D板6同時(shí)測量。經(jīng)計(jì)算機(jī)7及軟件處理給出壓力變化波形與軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的波譜。與標(biāo)準(zhǔn)故障圖譜比較、判斷，就可以準(zhǔn)確地識(shí)別出燃油噴射系統(tǒng)的各種故障和缺陷。本儀器具有體積小、重量輕、攜帶方便、操作簡單、自備電源、磁帶記錄、波形打印、液晶顯示等特點(diǎn)，是較理想的外卡式內(nèi)燃機(jī)車燃油故障診斷儀器，系統(tǒng)中主機(jī)還可單獨(dú)用于教學(xué)等其它方面。
主要技術(shù)參數(shù)1、測試高壓油管內(nèi)最高壓力125MPa2、高壓油管外徑尺寸φ10mm3、最大輸出電壓5V4、測試機(jī)車型號(hào)東風(fēng)4型、東風(fēng)2型5、測量轉(zhuǎn)速范圍500轉(zhuǎn)/分-1100轉(zhuǎn)/分6、增益0db、20db、40db7、低通濾波器30HZ、100HZ、300HZ、1KHZ8、噪聲儀器最大輸出噪聲＜2.5mV9、外型尺寸300×250×13010、重量12.5Kg(包括電池重量)11、電源直流，儀器8節(jié)1.2V、4Ah充電電池，計(jì)算機(jī)6V充電電池。
權(quán)利要求
1.一種外卡便攜式柴油機(jī)燃油噴射壓力波測試儀包括便攜式計(jì)算機(jī)、傳感器、放大器、接口電路、充電電源。其特征在于壓力傳感器采用石英晶體作敏感元件，利用卡具將兩只輸出極性不同的傳感器，對(duì)稱地夾在被測油管壁上；轉(zhuǎn)速傳感器采用單頭反射式，把定向反射紙貼在柴油機(jī)的輸出軸上，其反射光通過光電傳感器接收；兩傳感器的輸出信號(hào)通過接口電路及計(jì)算機(jī)的處理顯示或打印出柴油機(jī)燃油噴射壓力變化波形與曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的波譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力波測試儀，其特征在于卡具預(yù)緊力可調(diào)，是通過棘輪與調(diào)節(jié)彈簧的剛度來實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力波測試儀，其特征在于接口電路由小型密封電荷放大器、變換電源、A/D板組成。
全文摘要
一種柴油機(jī)參數(shù)測量儀，特別適用于內(nèi)燃機(jī)車燃油噴射壓力波的測試，它包括便攜式計(jì)算機(jī)、傳感器、放大器、接口電路、充電電源其特征在于壓力傳感器采用石英晶體作敏感元件，利用卡具將兩只輸出極性不同的傳感器，對(duì)稱地夾在被測油管壁上；轉(zhuǎn)速傳感器采用單頭反射式，用定向反射，通過光電傳感器接收、傳感器輸出的信號(hào)通過接口電路進(jìn)入計(jì)算機(jī)輸出壓力波形與故障標(biāo)準(zhǔn)波譜進(jìn)行比較從中分析出噴油系統(tǒng)的故障和缺陷。該儀器的優(yōu)點(diǎn)是具有體積小、重量輕、攜帶方便、操作簡單、自備電源、磁帶記錄、波形打印、液晶顯示等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02B3/06GK1076511SQ9310066
公開日1993年9月22日 申請(qǐng)日期1993年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月3日
發(fā)明者龔志遠(yuǎn), 車源偉, 周永海 申請(qǐng)人:哈爾濱鐵路局齊齊哈爾科學(xué)技術(shù)研究所