專利名稱：柴油機燃油噴射壓力波測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機參數(shù)測量儀。特別適用于內(nèi)燃機車燃油噴射壓力波的測試。
目前國內(nèi)外在內(nèi)燃機車燃油系統(tǒng)的檢測中只局限于在高壓油管上安裝傳感器來測量，這種方法在測量時必須停機將高壓油管拆下，換上帶有傳感器的高壓油管來進行，這樣即麻煩又費工時。而且因為不可避免改裝了原管路，勢必引起管內(nèi)動態(tài)參數(shù)的改變，影響測試的真實性，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，提供一種外卡便攜式柴油機燃油噴射壓力波測試儀，不拆卸柴油機任何部件，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)方案是這樣實現(xiàn)的一種外卡便攜式柴油機燃油噴射壓力波測試儀包括便攜式計算機、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輸出軸上，反光通過光電傳感器接收;兩傳感器的輸出信號通過接口電路及計算機的快速采樣，迅速地顯示或打印出柴油機各缸的壓力與曲軸轉(zhuǎn)角相對應(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。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明最佳實施例。


圖1為柴油機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為典型故障標準圖譜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變換器5、A/D轉(zhuǎn)換器6、計算機7所組成。
計算機采用HX-20便攜式計算機，它是一種功能較強的計算機，它采用兩個6301八位CPU作中央處理器，可擴充至64K內(nèi)存，該機采用標準鍵盤，把主機、液晶顯示屏、打印機和外部貯存裝置等構(gòu)成一個整體，具有系統(tǒng)擴展靈活、價格便宜、體積小、便于攜帶等優(yōu)點。
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，保留有用信號。
接口電路部分包括轉(zhuǎn)速信號的整形、兩壓力信號疊加的加法器、低功耗運算放大器、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、對稱地夾持在被測高壓油管11的管壁上。管壁在動態(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，再將兩個輸出的電壓信號疊加，就換成計算機能接收的信號，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)速傳感器用于對柴油機曲軸轉(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，使用時無須與被測物接觸，用定向反射紙貼在柴油機的輸出軸上，反光通過光電傳感器接收，當被測點由反光面到無反光面時，光敏管則隨時受到反射光強弱的影響而產(chǎn)生相應(yīng)變化的電訊號，通過電壓放大、整形、輸出矩形脈沖信號。
計算機根據(jù)測速指令，將光電傳感器輸出的相鄰矩形脈沖用計算機的采樣周期進行計數(shù)，將計數(shù)的結(jié)果進行下列計算就得出柴油機的轉(zhuǎn)速NN＝ (1×60)/(n×t)式中N為柴油機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。
n為計算機所記脈沖數(shù)。
t為計算機的采樣周期，常數(shù)。
曲軸轉(zhuǎn)角分度的目的是為了將柴油機爭轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)分成360等分，也就是360度。計算機根據(jù)轉(zhuǎn)速N計算出分度的采樣周期，并在每一個采樣周期內(nèi)測試一個壓力數(shù)據(jù)，以此測出柴油機在每一度曲軸轉(zhuǎn)角中壓力的變化值。我們是將光標貼在柴油機第1缸的上止點處，通過計算機的軟件編程，就可以計算出各缸的上止點位置。并以此測出柴油機的轉(zhuǎn)速以及該轉(zhuǎn)速下的連續(xù)760個采樣周期所測的壓力數(shù)值，通過計算機處理，就可以得到我們所需要的壓力波曲線，并把計算機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準波譜如圖5所示進行比較，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將柴油機輸出軸上定向反射紙3傳遞的轉(zhuǎn)速信號，通過A/D板6和計算機7的程序進行測量、分度。同時卡具和壓力傳感器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，信號變換部分5、進入A/D板6同時測量。經(jīng)計算機7及軟件處理給出壓力變化波形與軸轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的波譜。與標準故障圖譜比較、判斷，就可以準確地識別出燃油噴射系統(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，是較理想的外卡式內(nèi)燃機車燃油故障診斷儀器，系統(tǒng)中主機還可單獨用于教學(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、測試機車型號東風(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，計算機6V充電電池。
權(quán)利要求
1.一種外卡便攜式柴油機燃油噴射壓力波測試儀包括便攜式計算機、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通過接口電路及計算機的處理顯示或打印出柴油機燃油噴射壓力變化波形與曲軸轉(zhuǎn)角相對應(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
一種柴油機參數(shù)測量儀，特別適用于內(nèi)燃機車燃油噴射壓力波的測試，它包括便攜式計算機、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、傳感器輸出的信號通過接口電路進入計算機輸出壓力波形與故障標準波譜進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。
文檔編號F02B3/06GK1076511SQ9310066
公開日1993年9月22日 申請日期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, 車源偉, 周永海 申請人:哈爾濱鐵路局齊齊哈爾科學(xué)技術(shù)研究所