專利名稱：自動壓力控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于汽車燃油噴射系統(tǒng)，尤其共軌燃油噴射系統(tǒng)(CRS)開發(fā) 及標定的自動壓力控制器。
背景技術：
液壓系統(tǒng)燃油噴射試驗臺架，尤其是共軌液壓系統(tǒng)燃油噴射試驗臺架，被用于燃 油噴射系統(tǒng)開發(fā)，性能標定及校準以滿足對發(fā)動機的配型要求，對燃油噴射系統(tǒng)的研究開 發(fā)和質(zhì)量保證具有重要意義。在燃油系統(tǒng)噴射試驗中，燃油噴射系統(tǒng)、尤其是共軌系統(tǒng)的壓力控制，包括系統(tǒng)進 油壓力、噴射壓力和噴油器噴射背壓的控制，需要動態(tài)進行，以滿足實際工況，并且由此實 現(xiàn)實際中所需的完整系統(tǒng)性能。在現(xiàn)有的燃油噴射試驗臺上，使用手工調(diào)節(jié)閥調(diào)整上述相 應壓力，例如用于噴油器背壓壓力控制的氮氣壓力調(diào)節(jié)閥。實際使用當中，噴油背壓壓力根 據(jù)不同的噴油器型號一次性地手工調(diào)節(jié)。此方法不能確保實時工況跟蹤和精確結果。此 外，通過安置在試驗臺架內(nèi)的調(diào)節(jié)閥進行壓力調(diào)解，試驗人員存在一定的危險，尤其是在進 行商務車系統(tǒng)實驗時(系統(tǒng)壓力可遠遠高于2000巴，臺架內(nèi)環(huán)境溫度可高于120攝氏度)， 無法滿足EHS (健康，安全，環(huán)保)有關人身安全的規(guī)定。此外對于一些特定試驗，在現(xiàn)有液壓系統(tǒng)試驗臺架上進行系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)時，主要 依靠手動高壓調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)，此調(diào)節(jié)方法亦無法達到精確調(diào)節(jié)和操作安全的要求。因此，需要對現(xiàn)有液壓臺架上的壓力控制設備作出改進，以便克服現(xiàn)有技術中存 在的上述缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種改進的壓力測試設備，使其能夠有效地提高操作人員的 安全性，同時提高測量結果的精度。為此，本實用新型提供了一種自動壓力控制器，其適用于液壓燃油噴射系統(tǒng)各級 壓力調(diào)節(jié)，主要包括壓力調(diào)節(jié)器；連接著壓力調(diào)節(jié)器的輸出端以檢測輸出壓力的壓力傳感器；連接著壓力調(diào)節(jié)器并且對輸出壓力進行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機構；連接在所述壓力傳感器和所述調(diào)節(jié)機構之間、基于所述壓力傳感器的測量到的輸 出壓力控制所述調(diào)節(jié)機構的動作的控制單元。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述控制單元中包括中央處理單元。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述中央處理單元為可編程邏輯控制器。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述壓力調(diào)節(jié)器包括閥元件，所述閥元件 的開度與所述壓力調(diào)節(jié)器的輸出壓力成正比，所述調(diào)節(jié)機構以控制閥元件開度的方式與閥 元件相連。[0015]根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述調(diào)節(jié)機構包括伺服電機，其與所述控制單元相連；變速器，其連接著所述伺服電機的輸出軸；調(diào)節(jié)手柄，其連接在所述變速器的輸出部與所述閥元件之間。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述伺服電機是旋轉或直線伺服電機。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述控制單元設有控制面板，所述控制面 板上設有設定壓力輸入元件。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述控制面板上還設有手動/自動模式選 擇鈕，以便選擇手動/自動操作模式。其它輸入/顯示元件，例如控制和顯示屏、啟動/停止按鈕、緊急停止按鈕、電源開 關鈕、開關狀態(tài)指示燈等也可以設置在控制面板上。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述自動壓力控制器還包括設在所述壓力 調(diào)節(jié)器下游的電磁卸壓閥，所述電磁卸壓閥與所述控制單元相連。根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，所述液壓燃油噴射試驗臺架還包括壓力 儲存器(壓縮氮氣鋼瓶)，其連接著所述自動壓力控制器的壓力調(diào)節(jié)器的輸入端；噴油器噴 油量指示器(EMI)，其與所述壓力調(diào)節(jié)器輸出端相連，并被所述壓力調(diào)節(jié)器供應噴油背壓。根據(jù)本實用新型，出于安全方面的考慮，實現(xiàn)了遙控壓力，以使得操作人員能夠在 試驗臺外面調(diào)節(jié)壓力，而不必在試驗臺內(nèi)手工調(diào)節(jié)壓力。這樣，操作人員的安全性大大提 尚ο此外，根據(jù)本實用新型，實現(xiàn)了噴油背壓壓力的自動閉環(huán)控制及設置，從而能夠確 保測量結果精確地反映真實工況。此外，共軌噴油系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力也可以通過此途徑實現(xiàn)。 通過這些措施，可顯著提高試驗結果的質(zhì)量。

圖1是根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的燃油噴射試驗設備的示意圖；圖2是圖1中的燃油噴射試驗設備中的控制單元的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖描述本實用新型的優(yōu)選實施方式。本實用新型的一個重要思想是，利用自動壓力控制器在燃油噴射試驗臺上對燃油 噴射系統(tǒng)(尤其是共軌系統(tǒng))噴油背壓自動地進行實時動態(tài)控制，而非利用手工調(diào)節(jié)閥來 進行壓力控制。如圖1所示，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式的燃油噴射試驗設備主要包 括試驗臺1，其用于承載燃油噴射試驗設備的其它部分，并且具有通信端口 12 ；壓力儲存 器2，例如罐氮氣瓶，其儲存并提供適宜的壓力給噴油量指示器4 ；壓力調(diào)節(jié)器3，其通過管 線Ll連接著壓力儲存器2以便從其接收壓力，并且對壓力自動進行調(diào)節(jié)同時輸出壓力，壓 力調(diào)節(jié)器3上具有壓力指示表3a ；噴油量指示器4，其通過管線L2連接著壓力調(diào)節(jié)器3，并 且接收來自壓力調(diào)節(jié)器3的壓力作為噴油背壓，以計量噴油器5噴射的燃油量；壓力傳感器 9，其靠近壓力調(diào)節(jié)器3的輸出端連接在管線L2上，用于檢測管線L2中的壓力；卸壓閥11，其在壓力傳感器9的下游連接在管線L2上，用于在壓力調(diào)節(jié)降低過程中管線L2中的壓力 高于預定值時打開，以便對管線L2進行卸壓；由伺服電機6、減速器7、調(diào)節(jié)手柄8組成的 調(diào)節(jié)機構，其調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器3的開度，從而控制壓力調(diào)節(jié)器3的輸出壓力；控制單元10， 其具有殼體，在殼體的易被操作者觸及的外表面上設有控制面板，該控制面板上裝有控制 和顯示屏22、壓力輸入端口 24、通信端口沈以及各種設置鈕和顯示燈等(如圖2中詳細顯 示)；殼體內(nèi)部裝有中央處理單元，在圖示的例子中為可編程邏輯控制器20 ；壓力輸入端口 M通過線路C4連接著壓力傳感器9，通信端口沈通過線路Cl連接著試驗臺1的通信端口 12，可編程邏輯控制器20分別通過線路C2和C3連接著卸壓閥11和伺服電機6。圖2中詳細示出了控制單元10的示例性結構。控制面板位于控制單元10的殼體 的前表面上，控制面板上除了裝有前述控制和顯示屏22、壓力輸入端口 24、通信端口沈以 外，還裝有啟動按鈕31、停止按鈕32、緊急停止按鈕33、電源開關鈕34、開關狀態(tài)指示燈35、 手動/自動模式選擇鈕36等。壓力輸入端口 24、通信端口沈也可以設置在殼體的其它部位，而非設在控制面板 上?？删幊踢壿嬁刂破?0可以安裝在控制單元10的殼體內(nèi)部的任何適宜位置上。壓力儲存器2、壓力調(diào)節(jié)器3、EMI 4、噴油器5、調(diào)節(jié)機構、壓力傳感器9都可以安 裝在試驗臺1之上/之中?？刂茊卧?0可以安裝在試驗臺1上?；蛘撸刂茊卧?0可以獨立于試驗臺1安 裝，例如安裝在與其相隔一段距離處或安裝在不同的房間中，以便提高操作人員的安全性?？刂茊卧?0、調(diào)節(jié)機構、壓力調(diào)節(jié)器3、壓力傳感器9和卸壓閥11形成一個閉環(huán)的 自動壓力控制器，其中卸壓閥11是可選的，但并非必需的。下面對這種自動壓力控制器進 行詳細描述。壓力調(diào)節(jié)器3具有內(nèi)部通道和閥元件(未示出)，閥元件的開度決定了內(nèi)部通道的 流通量，并由此決定了壓力調(diào)節(jié)器的輸出壓力。閥元件是由調(diào)節(jié)機構控制的。該調(diào)節(jié)機構包括伺服電機6、與伺服電機的輸出軸相 連的變速器7、與變速器的輸出部相連的調(diào)節(jié)手柄8。伺服電機6通過線路C3與控制單元10相連，并且受其控制。伺服電機6可以是旋轉伺服電機，其旋轉輸出通過變速器7而被減速。變速器7 可輸出IONm以上的扭矩。調(diào)節(jié)手柄8連接在變速器7的輸出軸與壓力調(diào)節(jié)器3的閥元件之間，從而在伺服 電機6旋轉時，調(diào)節(jié)手柄8以減小的速度隨之轉動，并且?guī)娱y元件轉動，由此改變閥元件 的開度，并因此而調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器3的輸出壓力。可選地，伺服電機6可以是直線伺服電機。利用控制單元10上的控制和顯示屏22，可以輸入期望的壓力調(diào)節(jié)器輸出壓力，即 設定壓力。其它工作參數(shù)也可以通過控制和顯示屏22輸入。在操作中，通過電源開關鈕34，可以將控制單元10接通，此時開關狀態(tài)指示燈35 可以變亮以顯示接通狀態(tài)。接下來，通過按下啟動按鈕31，可以啟動整個自動壓力控制器的 操作。壓力傳感器9檢測到管線L2中的實際壓力，即壓力調(diào)節(jié)器3的輸出壓力，控制單元 10通過與壓力傳感器9相連的線路C4獲取這種實際壓力，控制單元10中的可編程邏輯控制器20將檢測到的實際壓力與設定壓力作比較。如果判斷出實際壓力與設定壓力不同，則 控制單元10通過線路C3向伺服電機6輸出電信號，以驅動伺服電機6輸出旋轉或直線動 作，伺服電機6的輸出動作經(jīng)變速器7減速后傳遞給調(diào)節(jié)手柄8，以通過調(diào)節(jié)手柄8的旋轉 或直線運動來改變壓力調(diào)節(jié)器3的閥元件的開度。閥元件的開度與所需的輸出壓力大體上 成正比。接下來，壓力傳感器9檢測到管線L2中的新的實際壓力，并且控制單元10重復前 述判斷和控制動作，直到實際壓力與設定壓力相同。這樣，就利用自動壓力控制器對供應的 噴油背壓壓力實現(xiàn)了閉環(huán)控制。整個控制過程是自動進行的，無需對壓力調(diào)節(jié)器進行人工 調(diào)節(jié)。通過停止按鈕32可終止/結束操作。在燃油噴射試驗設備中出現(xiàn)異常情況時，可通過緊急停止按鈕33來中斷整個設 備的操作?？刂坪惋@示屏22可以顯示檢測到的實際壓力、設定壓力，還可以顯示其它操作模 式和參數(shù)，例如壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)速度等。具有上述功能的控制和顯示屏22可以是觸摸顯示屏?；蛘?，可以在控制面板上設 置單獨的輸入鍵，而控制和顯示屏22只具有顯示功能，例如采用IXD屏幕。本實用新型的自動壓力控制器可具有手工和自動兩種操作模式，通過手動/自動 模式選擇鈕36可選擇相應的操作模式。卸壓閥11是電磁卸壓閥，其也被控制單元10控制。由于噴油指示器壓力消耗量 過小，當系統(tǒng)處于降壓過程中，系統(tǒng)將一邊減小壓力并以一定頻率進行短暫地泄壓，壓力傳 感器9將實時監(jiān)測管線L2中的實際壓力，控制單元10通過線路C2將卸壓閥11打開，以實 現(xiàn)管線L2中的卸壓。本實用新型的自動壓力控制器可以被組合為標準模塊，并且成為燃油噴射系統(tǒng)試 驗臺中的重要部分。本實用新型的自動壓力控制器可以被集成在試驗臺1上，并且成為其一個附件。本實用新型的自動壓力控制器和燃油噴射試驗設備可被用于各種燃油噴射動態(tài) 系統(tǒng)試驗臺的研制過程，還能應用于其它需要上述功能的領域。本實用新型的自動壓力控制器適用于在燃油噴射試驗臺上對燃油噴射系統(tǒng)、尤其 是共軌系統(tǒng)進行自動壓力控制，而非利用手工對閥進行調(diào)節(jié)。本實用新型的燃油噴射試驗 設備的主要優(yōu)勢如下所述。利用自動壓力控制器可以實現(xiàn)噴油背壓/燃油供給壓力的遙控和自動控制，手工 閥被取代，由此，試驗臺內(nèi)的手工操作可被避免。此外，利用自動壓力控制器可實現(xiàn)對噴油背壓供給壓力的閉環(huán)控制，使得控制更 為精確，并且可獲得精確的真實結果。利用自動壓力控制器可實現(xiàn)實時監(jiān)視，數(shù)據(jù)丟失和誤操作可被避免?？刂茊卧峁┝俗詣雍褪止た刂频慕M合，因此操作更為靈活。本實用新型的自動壓力控制器可以與現(xiàn)有的試驗臺控制單元通信，因此試驗臺功 能可被擴展。本實用新型的自動壓力控制器可實現(xiàn)對燃油共軌系統(tǒng)壓力的自動控制。[0063]本實用新型提供了獨立的控制單元方案，其基本上獨立于試驗臺。本實用新型的燃油噴射試驗設備可以用于燃油共軌系統(tǒng)的開發(fā)和標定，以及針對 用戶項目提供必要的測量。雖然這里基于特定的實施例顯示和描述了本實用新型，但本實用新型并不限制于 所示出的細節(jié)。相反地，在權利要求及其等同替換的范圍內(nèi)，本實用新型的各種細節(jié)可以被 改造。
權利要求1.一種自動壓力控制器，適用于液壓燃油噴射系統(tǒng)各級壓力調(diào)節(jié)，其特征在于，所述自 動壓力控制器包括壓力調(diào)節(jié)器；連接著壓力調(diào)節(jié)器的輸出端以檢測輸出壓力的壓力傳感器； 連接著壓力調(diào)節(jié)器并且對輸出壓力進行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機構；連接在所述壓力傳感器和所述調(diào)節(jié)機構之間、基于所述壓力傳感器測量到的輸出壓力 控制所述調(diào)節(jié)機構動作的控制單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述控制單元中包括中央處理單元。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述中央處理單元為可編程 邏輯控制器。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述壓力調(diào)節(jié)器 包括閥元件，所述閥元件的開度與所述壓力調(diào)節(jié)器的輸出壓力成正比，所述調(diào)節(jié)機構以控 制閥元件開度的方式與閥元件相連。
5.根據(jù)權利要求4所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機構包括 伺服電機，其與所述控制單元相連；變速器，其連接著所述伺服電機的輸出軸；調(diào)節(jié)手柄，其連接在所述減速器的輸出部與所述閥元件之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述伺服電機是旋轉或直線 伺服電機。
7.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述控制單元設 有控制面板，所述控制面板上設有設定壓力輸入元件。
8.根據(jù)權利要求7所述的自動壓力控制器，其特征在于，所述控制面板上還設有手動/ 自動模式選擇鈕。
9.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的自動壓力控制器，其特征在于，還包括設在所述 壓力調(diào)節(jié)器下游的電磁卸壓閥，所述電磁卸壓閥與所述控制單元相連。
專利摘要本實用新型提供了一種自動壓力控制器，其適用于適用于液壓燃油噴射系統(tǒng)各級壓力調(diào)節(jié)，并且包括壓力調(diào)節(jié)器；連接著壓力調(diào)節(jié)器的輸出端以檢測輸出壓力的壓力傳感器；連接著壓力傳感器并且對輸出壓力進行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機構；連接在所述壓力傳感器和所述調(diào)節(jié)機構之間、基于所述壓力傳感器的測量到的輸出壓力控制所述調(diào)節(jié)機構的動作的控制單元。本實用新型可有效地提高操作人員的安全性，并且能夠提高測量結果的精度。
文檔編號F02M65/00GK201934237SQ201120037509
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權日2011年2月11日
發(fā)明者楊梅勝, 田堂茂, 繆乾, 高麗娜 申請人:博世汽車柴油系統(tǒng)股份有限公司