气体发动机喷气测试装置的制作方法

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1.本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气体发动机喷气测试装置。

背景技术：

2.汽车行业的节能减排一直是各国政府高度关注的焦点问题之一，当前全球资源充足，已经技术发展成熟的汽车替代能源当属气体燃料。而使用燃气的气体发动机与同排量的柴油机相比，动力性相当，而且环保优势明显，更容易达到国家排放标准。我国较为丰富的天然气和液化石油气资源也为气体发动机的推广与应用提供了有力的能源保障。
3.喷射系统作为气体发动机的重要组成部分，其与发动机的性能有着直接的联系，所以对气体发动机的喷气检测十分重要。其中气轨与连接于气轨上的喷气阀是需要经常检测的核心部件。为了气体发动机更好的性能，需要一套测试气体发动机喷气的装置。但当前气体发动机喷气测试装置的容积固定，在测量喷气量较小的喷气阀时容易造成测量值不能瞬时响应，导致测量喷射规律出现误差。
4.因此，亟需提供一种气体发动机喷气测试装置以解决上述技术问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种气体发动机喷气测试装置，能对不同型号的喷气阀的喷气性能进行测试，且可以实施两种测试方式以对喷气阀的喷气性能进行相互验证，保证在喷气特性测试的准确性和灵敏性。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.气体发动机喷气测试装置，包括：
8.喷气规律测量仪，所述喷气规律测量仪包括定容室，所述喷气规律测量仪上设有喷气阀，所述定容室内的容积能根据所述喷气阀的喷气量进行调节；
9.喷射供气模块，用于将测试气体压缩至目标压力，并通过所述喷气阀向所述定容室内喷射气体；
10.背压供气模块，用于向所述定容室加压；
11.泄压与流量测量模块，用于对所述定容室泄压，并获取泄压的气体流量；
12.温压信号采集模块，用于获取所述定容室内的气体压力和温度。
13.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述喷气规律测量仪还包括多个填充件，根据所述喷气阀的喷气量设置所述定容室内所述填充件的个数以调节所述定容室内的容积。
14.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述填充件为与所述定容室的内径和形状相匹配的金属饼状件。
15.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述喷气规律测量仪还包括：
16.喷气规律测量仪本体，所述喷气规律测量仪本体内设有两端开口的所述定容室；
17.底盖，与所述喷气规律测量仪本体的一端可拆卸连接，用于封堵所述定容室的一端开口；
18.顶盖，与所述喷气规律测量仪本体的另一端可拆卸连接，用于封堵所述定容室的另一端开口，所述温压信号采集模块设置于所述顶盖上；
19.适配器，设置于所述顶盖上，所述喷气阀安装于所述适配器上。
20.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述顶盖内侧沿周向设有第一密封圈，所述第一密封圈抵于所述喷气规律测量仪本体的端面上；
21.所述底盖内侧沿周向设有第二密封圈，所述第二密封圈抵于所述喷气规律测量仪本体的端面上。
22.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述顶盖与所述喷气规律测量仪本体的一端通过螺栓连接；
23.所述底盖与所述喷气规律测量仪本体的另一端通过螺栓连接。
24.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述喷射供气模块包括：
25.高压供气单元；
26.缓冲罐，所述高压供气单元的排气口与所述缓冲罐的进气口通过第一高压气管连通，且所述第一高压气管上设有气体压力调节阀，所述缓冲罐的排气口通过第二高压气管与所述喷气阀连通。
27.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述背压供气模块包括供气泵，所述供气泵的排气口通过第三高压气管与所述定容室连通，所述第三高压气管上设有使气体由所述供气泵向所述定容室单向流通的单向阀。
28.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，所述泄压与流量测量模块包括泄压管路，所述泄压管路与所述定容室连通，所述泄压管路上设有泄压阀和流量计，所述流量计设置于所述泄压阀的下游，所述流量计被配置为获取泄压的气体流量。
29.作为上述的气体发动机喷气测试装置的一种可选技术方案，还包括信号采集模块，所述信号采集模块分别与所述喷气阀、所述喷射供气模块和所述温压信号采集模块电连接。
30.本实用新型的有益效果：
31.本实用新型提供的气体发动机喷气测试装置，定容室的容积可以根据喷气阀的喷气量进行调节，能对不同型号的喷气阀进行针对性的测试，保证喷气特性测试的准确性和灵敏性。喷射供气模块向定容腔内喷射气体，以达到所需的喷射压力；背压供气模块用于向定容室加压，确保定容室内的压力达到所需压力；泄压与流量测量模块用于调节喷气总量和泄压总量的动态平衡，且能获取泄压的气体流量；本实用新型提供的气体发动机喷气测试装置不仅可以实时测量喷气阀单次喷射规律和喷气量，还可以利用背压动态平衡的原理，泄压与流量测量模块可以测量出瞬时流量进而得出喷气阀的多次喷射总量，根据喷射总量计算得出单次喷气量，与单次喷射测量模式中得到的单次喷气量可以相互验证，进而提高了喷气阀喷气特性测试的准确性和灵敏性。
附图说明
32.图1是本实用新型实施例提供的气体发动机喷气测试装置的结构示意图；
33.图2是本实用新型实施例提供的喷气规律测量仪的结构示意图。
34.图中：
35.2、喷气阀；6、温压信号采集模块；
36.11、定容室；12、填充件；13、喷气规律测量仪本体；14、底盖；15、顶盖；16、适配器；17、第一密封圈；18、第二密封圈；
37.31、高压供气单元；32、缓冲罐；33、第一高压气管；34、气体压力调节阀；35、第二高压气管；
38.41、供气泵；42、第三高压气管；43、单向阀；44、压力表；
39.51、泄压管路；52、泄压阀；53、流量计；
40.71、驱动器；72、数据采集卡；73、上位机。
具体实施方式
41.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.针对现有技术中，气体发动机喷气测试装置的容积固定，在测量喷气量较小的喷气阀时容易造成测量值不能瞬时响应，导致测量喷射规律出现误差的问题，本实施例提供了一种气体发动机喷气测试装置以解决上述技术问题。
45.如图1和图2所示，具体地，本实施例提供的气体发动机喷气测试装置包括喷气规律测量仪、喷射供气模块、背压供气模块、泄压与流量测量模块和温压信号采集模块6。
46.喷气规律测量仪包括定容室11，喷气规律测量仪上设有喷气阀2，定容室11内的容积能根据喷气阀2的喷气量进行调节。喷射供气模块用于将测试气体压缩至目标压力，并通过喷气阀2向定容室11内喷射气体。背压供气模块用于向定容室11加压。泄压与流量测量模块用于对定容室11泄压，并获取泄压的气体流量。温度信号采集模块6用于获取定容室11内
的气体压力和温度。
47.本实施例提供的气体发动机喷气测试装置，定容室11的容积可以根据喷气阀2的喷气量进行调节，能对不同型号的喷气阀2进行针对性的测试，保证喷气特性测试的准确性和灵敏性。喷射供气模块向定容室11内喷射气体，以达到所需的喷射压力；背压供气模块用于向定容室11加压，确保定容室11内的压力达到所需压力；泄压与流量测量模块用于调节喷气总量和泄压总量的动态平衡，且能获取泄压的气体流量；本实施例提供的气体发动机喷气测试装置不仅可以实时测量喷气阀2单次喷射规律和喷气量，还可以利用背压动态平衡的原理，泄压与流量测量模块可以测量出瞬时流量进而得出喷气阀2的多次喷射总量，根据喷射总量计算得出单次喷气量，与单次喷射测量模式中得到的单次喷气量可以相互验证，进而提高了喷气阀2喷气特性测试的准确性和灵敏性。
48.在本实施例中，喷气规律测量仪还包括多个填充件12，根据喷气阀2的喷气量设置定容室11内填充件12的个数以调节定容室11内的容积。具体地，在需要减小定容室11内的容积时，向定容室11内添加填充件12，在需要增大定容室11内的容积时，取出定容室11内的填充件12。
49.进一步地，填充件12为与定容室11的内径和形状相匹配的金属饼状件，金属饼状件的厚度可以根据不同的喷气阀2的喷气特性进行设定，例如向定容室11内增加或者减少一个金属饼状件可以对一种类型的喷气阀2进行喷气性能测试。
50.本实施例提供的喷气规律测量仪还包括喷气规律测量仪本体13、底盖14和顶盖15。喷气规律测量仪本体13内设有两端开口的定容室11，底盖14与喷气规律测量仪本体13的一端可拆卸连接，底盖14用于封堵定容室11的一端开口，顶盖15与喷气规律测量仪本体13的另一端可拆卸连接，顶盖15用于封堵定容室11另一端开口，温压信号采集模块6设置于顶盖15上。顶盖15上还设有适配器16，喷气阀2安装于适配器16上。
51.喷气规律测量仪本体13由不锈钢材质制成。顶盖15和底盖14分别与喷气规律测量仪本体13密封连接。具体地，顶盖15内侧沿周向设有第一密封圈17，第一密封圈17抵于喷气规律测量仪本体13的端面上。顶盖15与喷气规律测量仪本体13的一端通过螺栓连接，连接结构简单，且便于安装和拆卸顶盖15，以改变定容室11内的容积。在使用螺栓连接顶盖15和喷气规律测量仪本体13时，旋拧螺栓，使第一密封圈17抵于喷气规律测量仪本体13的端面上，进而实现了对定容室11的密封。
52.进一步地，顶盖15的内侧沿周向设有第一凹槽，第一密封圈17安装于第一凹槽内，且第一密封圈17的部分置于第一凹槽外侧以用于与喷气规律测量仪本体13的端面抵接。
53.为了提高顶盖15与喷气规律测量仪本体13连接的结构强度，同时提高定容室11的密封性，沿顶盖15周向间隔设有若干螺栓连接顶盖15和喷气规律测量仪本体13。
54.底盖14内侧沿周向设有第二密封圈18，第二密封圈18抵于喷气规律测量仪本体13的端面上。底盖14与喷气规律测量仪本体13的另一端通过螺栓连接，连接结构简单，且便于安装和拆卸顶盖15。在使用螺栓连接底盖14和喷气规律测量仪本体13时，旋拧螺栓，使第二密封圈18抵于喷气规律测量仪本体13的端面上，进而实现了对定容室11的密封。
55.进一步地，底盖14的内侧沿周向设有第二凹槽，第二密封圈18安装于第二凹槽内，且第二密封圈18的部分置于第二凹槽外侧以用于与喷气规律测量仪本体13的端面抵接。
56.为了提高底盖14与喷气规律测量仪本体13连接的结构强度，同时提高定容室11的
密封性，沿底盖14周向间隔设有若干螺栓连接底盖14和喷气规律测量仪本体13。
57.本实施例提供的喷射供气模块包括高压供气单元31和缓冲罐32，高压供气单元31的排气口与缓冲罐32的进气口通过第一高压气管33连通，且第一高压气管33上设有气体压力调节阀34，缓冲罐32的排气口通过第二高压气管35与喷气阀2连通。高压供气单元31通过气体压力调节阀34向缓冲罐32内输送喷气阀2所需喷射压力的气体，通过调节气体压力调节阀34以获取喷气阀2所需喷射压力，实时向缓冲罐32内补充气体，喷气阀2被触发向定容室11内喷射气体。采用高压供气单元31，使得喷气阀2的喷气压力的可调范围广，适合多种类型的喷气阀2，测试时的适用性和稳定性得到保证。
58.本实施例提供的背压供气模块包括供气泵41，供气泵41的排气口通过第三高压气管42与定容室11连通，第三高压气管42上设有使气体由供气泵41向定容室11单向流通的单向阀43。为了模拟喷气阀2真实的喷射条件，需要提高定容室11内部的压力，因此通过背压供气模块不断向定容室11内输送气体。为了监测定容室11内部的气体压力，定容室11连接有压力表44，在定容室11内的气体压力达到所需压力时，供气泵41停止工作。在检测定容室11内的气体压力达不到所需压力时，供气泵41开始工作，向定容室11内补充气体。在本实施例中，供气泵41为空气压缩机。
59.泄压与流量测量模块包括泄压管路51，泄压管路1与定容室11连通，泄压管路51上设有泄压阀52和流量计53，流量计53设置于泄压阀52的下游，流量计53被配置为获取泄压的气体流量。在测试实验完成后，打开泄压阀52，定容室11内的气体通过泄压管路51排出。
60.本实施例提供的气体发动机喷气测试装置还包括信号采集模块，信号采集模块分别与喷气阀2、喷射供气模块和温压信号采集模块6电连接。具体地，信号采集模块控制喷气阀2的启动与关闭，信号采集模块控制喷射供气模块是否向喷气阀2提供气体，信号采集模块控制泄压与流量测量模块是否排出定容室11内的气体，信号采集模块控制接收温压信号采集模块6采集的信号并进行相应处理。在本实施例中，信号采集模块与各个模块的电连接的电路均为现有技术，在此不作具体赘述。
61.温压信号采集模块6将获取的压力信号和温度信号转化成电信号传递给信号采集模块，信号采集模块根据获取的电信号控制喷气阀2工作。
62.信号采集模块根据获取的缓冲罐32内的气体压力，控制气体压力调节阀34打开或者关闭，根据需求向缓冲罐32内注入气体。
63.在本实施例中，信号采集模块包括上位机73、数据采集卡72和驱动器71，驱动器71控制喷气阀2工作，数据采集卡72获取缓冲罐32内的气体压力的信号以及获取定容室11内气体压力和温度信号。具体地，上位机73、数据采集卡72和驱动器71的连接电路为现有技术，在此不作具体限定。
64.本实施例提供的气体发动机喷气测试装置具有两种测试模式，一种是对喷气阀2的单次喷气规律和喷气量的测试，另一种是对喷气阀2多次喷射的测试。
65.在对喷气阀2进行单次喷气规律和喷气量测试时，高压供气单元31通过气体压力调节阀34向缓冲罐32内输入喷射所需压力的气体，信号采集模块触发喷气阀2工作进行单次喷射，定容室11内的气体压力产生变化，温压信号采集模块6采集的温度和压力值传输给信号采集模块，信号采集模块根据获取的温度和压力值计算得出喷气阀2单次喷射规律和单次喷气量。
66.在对喷气阀2进行多次喷射测量时，首先关闭背压供气模块，记录此时的背压值，使喷气阀2在合适的喷射脉宽和喷射频率喷射，定容室11内的气体的背压缓慢上升，调节泄压与流量测量模块使定容室11内的气体压力缓慢下降，并达到先前记录的背压值，同时获取泄压时的气体瞬时的流量值，得到喷气阀2多次喷射总量，根据喷气阀2喷射的次数计算得出单次喷射量，与对喷气阀2进行单次喷气规律和喷气量测试时获取的喷气阀2单次喷气量相比较以进行相互验证，保证测试结构的准确性。
67.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.气体发动机喷气测试装置，其特征在于，包括：喷气规律测量仪，所述喷气规律测量仪包括定容室(11)，所述喷气规律测量仪上设有喷气阀(2)，所述定容室(11)内的容积能根据所述喷气阀(2)的喷气量进行调节；喷射供气模块，用于将测试气体压缩至目标压力，并通过所述喷气阀(2)向所述定容室(11)内喷射气体；背压供气模块，用于向所述定容室(11)加压；泄压与流量测量模块，用于对所述定容室(11)泄压，并获取泄压的气体流量；温压信号采集模块(6)，用于获取所述定容室(11)内的气体压力和温度。2.根据权利要求1所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述喷气规律测量仪还包括多个填充件(12)，根据所述喷气阀(2)的喷气量设置所述定容室(11)内所述填充件(12)的个数以调节所述定容室(11)内的容积。3.根据权利要求2所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述填充件(12)为与所述定容室(11)的内径和形状相匹配的金属饼状件。4.根据权利要求2所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述喷气规律测量仪还包括：喷气规律测量仪本体(13)，所述喷气规律测量仪本体(13)内设有两端开口的所述定容室(11)；底盖(14)，与所述喷气规律测量仪本体(13)的一端可拆卸连接，用于封堵所述定容室(11)的一端开口；顶盖(15)，与所述喷气规律测量仪本体(13)的另一端可拆卸连接，用于封堵所述定容室(11)的另一端开口，所述温压信号采集模块(6)设置于所述顶盖(15)上；适配器(16)，设置于所述顶盖(15)上，所述喷气阀(2)安装于所述适配器(16)上。5.根据权利要求4所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述顶盖(15)内侧沿周向设有第一密封圈(17)，所述第一密封圈(17)抵于所述喷气规律测量仪本体(13)的端面上；所述底盖(14)内侧沿周向设有第二密封圈(18)，所述第二密封圈(18)抵于所述喷气规律测量仪本体(13)的端面上。6.根据权利要求4所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述顶盖(15)与所述喷气规律测量仪本体(13)的一端通过螺栓连接；所述底盖(14)与所述喷气规律测量仪本体(13)的另一端通过螺栓连接。7.根据权利要求1所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述喷射供气模块包括：高压供气单元(31)；缓冲罐(32)，所述高压供气单元(31)的排气口与所述缓冲罐(32)的进气口通过第一高压气管(33)连通，且所述第一高压气管(33)上设有气体压力调节阀(34)，所述缓冲罐(32)的排气口通过第二高压气管(35)与所述喷气阀(2)连通。8.根据权利要求1所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述背压供气模块包括供气泵(41)，所述供气泵(41)的排气口通过第三高压气管(42)与所述定容室(11)连通，所述第三高压气管(42)上设有使气体由所述供气泵(41)向所述定容室(11)单向流通的单
向阀(43)。9.根据权利要求1所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，所述泄压与流量测量模块包括泄压管路(51)，所述泄压管路(51)与所述定容室(11)连通，所述泄压管路(51)上设有泄压阀(52)和流量计(53)，所述流量计(53)设置于所述泄压阀(52)的下游，所述流量计(53)被配置为获取泄压的气体流量。10.根据权利要求1所述的气体发动机喷气测试装置，其特征在于，还包括信号采集模块，所述信号采集模块分别与所述喷气阀(2)、所述喷射供气模块和所述温压信号采集模块(6)电连接。

技术总结

本实用新型涉及发动机技术领域，具体公开了一种气体发动机喷气测试装置。本实用新型提供的气体发动机喷气测试装置，定容室的容积可以根据喷气阀的喷气量进行调节，能对不同型号的喷气阀进行针对性的测试，保证喷气特性测试的准确性和灵敏性。本实用新型提供的气体发动机喷气测试装置不仅可以实时测量喷气阀单次喷射规律和喷气量，还可以利用背压动态平衡的原理，泄压与流量测量模块可以测量出瞬时流量进而得出喷气阀的多次喷射总量，根据喷射总量计算得出单次喷气量，与单次喷射测量模式中得到的单次喷气量可以相互验证，进而提高了喷气阀喷气特性测试的准确性和灵敏性。阀喷气特性测试的准确性和灵敏性。阀喷气特性测试的准确性和灵敏性。