一种喷油环的测试系统的制作方法

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1.本发明涉及水流量实验设备技术领域，具体为一种喷油环的测试系统。

背景技术：

2.c-7发动机供油装置生产过程中需要进行水流量测试，零件喷油杆状态下及组件喷油环状态下均需标定总管流量以及单个喷油孔的流量。受目前喷油孔加工精度所限，且组件与零件状态下的流阻存在差异，流量标定过程中需对大量的喷油孔反复进行研磨、测试。喷油环中设置有若干个输出口，在试验过程中需要对喷油环各个管路的输出流量进行测量，现有技术中需要对若干根据喷油管内管路进行逐一检测，其检测工作量较大，检测的数据误差较大，且无法精准定位到不符合标准的管路位置。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种喷油环的测试系统。
4.本技术在使用时将需要进行测试的喷油环安装在测试台上，水源系统的输出端连通增压系统，增压系统的输出端连通调试系统，调试系统的输出端连通至测试台上的喷油环的输入端，称重系统安装至喷油环的输出端，且喷油环的各个输出口分别与单个称重系统中的集液罐连通。
5.水源系统：其用于提供测试用的介质水，并且将各个系统中排出的介质水进行回收；
6.增压系统：其用于对水源系统中的介质水进行增压；
7.调压系统：其用于对增压系统中输出的介质水进行调压；
8.测试台：其用于对喷油环进行安装以便于测试；
9.称重系统：其用于对流过喷油环的介质水进行承接并称重；
10.水源系统的输出端连通至增压系统，增压系统的输出端连通至调压系统，调压系统的输出端连通至喷油环的输入端，所述称重系统在喷油环的输出端；
11.设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐若干时间内承载的介质水分别进行称重，结合计时时间以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口的流量值。
12.进一步的，为了稳定的调控介质水处于指定范围内，所述调压系统设置三条调压管路，三条调压管路相互并联设置，每个调压管路上分别设置一个用于控制管路压力的调压阀，三条调压管路的压力范围分别为0.1mpa～1mpa、0.1mpa～1mpa和1mpa～3.0mpa，使用时根据工作人员的设定控制对应调压管路的开合来匹配介质水的压力。
13.进一步的，所述增压系统设置中并联设置四个高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为30～60l/mi n的高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为150～170l/mi n的高
压水泵，通过四个并联的高压水泵来对调压系统进行介质水的供给，使用时根据工作人员的设定控制对应的高压水泵启动对介质水进行输出。
14.进一步的，记录喷油环输入端介质水的压力值，记录喷油环输入端介质水的流量值，对喷油环输入端的介质水压力以及流量进行检测，从而防止实验系统故障导致的实验数据不准确的情况。
15.进一步的，记录试验过程中喷油环输入端的压力值与流量值，在完成试验后对照实验过程中喷油环输入端的压力值与流量值的变化幅度进行检测，如果在实验过程中介质水的流量值与压力值波动幅度较大则判定该次试验数据无效，进行重新实验。
16.进一步的，完成单次测试后重新输入压力值，增压系统与调压系统配合连通对应调压管路与高压水泵，进行多次试验，以此能够提高试验的准确性。
17.更进一步的，单次试验中称重系统对喷油环90s～180s输出的介质水进行称重。
18.本发明与现有技术相比的优点在于：
19.其一，本技术中设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐若干时间内承载的介质水分别进行称重，结合计时时间以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口的流量值，通过输入指定压力值的介质水进入喷油环内，然后对设定时间内对喷油环各个输出口输出的介质水进行称重检测，从而能够计算出喷油环各个输出口的流量值，并且能够通过到不合格集液罐对应的喷油环输出端从而精准出不符合标准的输出口位置。
附图说明
20.图1为喷油环试验系统的工作流程图；
21.图2为测控系统组成框图；
22.图3为测试系统的结构框图。
具体实施方式
23.一种喷油环的测试系统，包括：
24.水源系统：其用于提供测试用的介质水，并且将各个系统中排出的介质水进行回收；
25.增压系统：其用于对水源系统中的介质水进行增压；
26.调压系统：其用于对增压系统中输出的介质水进行调压；
27.测试台：其用于对喷油环进行安装以便于测试；
28.称重系统：其用于对流过喷油环的介质水进行承接并称重；
29.水源系统的输出端连通至增压系统，增压系统的输出端连通至调压系统，调压系统的输出端连通至喷油环的输入端，所述称重系统在喷油环的输出端；
30.设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐90s
内承载的介质水分别进行称重，结合90s以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口准确的流量值，完成单次试验后打开集液罐底部的电磁阀，将已经承载的介质水从集液罐中排出，以便于后续的试验；
31.设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐180s内承载的介质水分别进行称重，结合180s以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口准确的流量值；完成单次试验后打开集液罐底部的电磁阀，将已经承载的介质水从集液罐中排出，以便于后续的试验。
32.根据上述对测试台、水源系统、增压系统、调压系统和称重机构的分析，单喷孔流量测量数据的准确度受到试验压力波动度以及单孔流量测量精度的影响，在压力稳定的前提下，来考虑单孔流量测量精度，单孔流量指的是喷孔出口流量，介质从喷孔喷出，经过喷孔流量测量工装，到达集液罐，最后由称重传感器称量得到测量值，喷孔流量测量的绝对精度无法测算，但通过设计能够保证的是多次测量数据的重复性指标，这取决于称重传感器的测量误差。
33.本方案中选用称重传感器来测量一段时间内的介质的质量间接得到流量。
34.g测1＝g罐+g阀+g水1
35.g测2＝g罐+g阀+g水2
36.l＝(g测2—g测1)/t
37.即l＝(g水2—g水1)/t
38.其中：g罐——积液罐质量，单位g
39.g阀——电磁阀质量，单位g
40.g水——罐内水的质量，单位g
41.g测——称重传感器测量值，单位g
42.l——单孔测量流量，单位g/s
43.t——称重传感器两次测量之间的时间差，单位为s
44.根据上述分析，单孔流量测量值的相对误差仅仅取决于称重传感器本身的重复性误差，故选用称重传感器时要求传感器重复性要好，选用综合误差为0.02％fs的单点式称重传感器，根据测算，假定两次采集之间的时间差值为1分钟，流量数值范围为120g～1800g，初步测算集液罐和电磁阀以及其附件等的质量大约为2500g左右，故本方案中拟选用量程为5kg的称重传感器；
45.考察使用环境，要求传感器具有防尘防水的性能指标，采用防护等级为i p66的称重传感器。
46.为了使调压系统能够精准控制介质水的压力，调压系统设置三条调压管路，三条调压管路相互并联设置，每个调压管路上分别设置一个用于控制管路压力的调压阀，三条调压管路的压力范围分别为0.1mpa～1mpa、0.1mpa～1mpa和1mpa～3.0mpa。
47.进行喷油环试验时，根据试验流量和压力参数选择所需调压支路。
48.三路调压管路的调压阀选用美国tescom产品配精度为0.5％的阀门定位器，型号分别为44-1363+er5000si-1-ql、54-2821+er5000si-1-ql和54-2769+er5000si-1-ql。调压
阀后端安装流量匹配的质量流量计，采用emerson公司的产品，型号为cmfs025、cmfs100和cmfs100。同时根据质量流量计使用要求，用于水介质的质量流量计正装于管路系统，同时将前后管路系统安装放气阀，确保水介质满流经过流量计，保证流量测量的准确性；质量流量计后端设计单向阀，防止介质反流损坏流量计；同时，管路末端安装蓄能器，稳定介质压力。
49.调压阀参数表：
50.管路序号阀门型号定位器型号流量范围144-1363er5000si-1-ql0kg/s～0.5kg/s254-2821er5000si-1-ql0.2kg/s～3.2kg/s354-2821er5000si-1-ql1kg/s～6kg/s
51.为了稳定输出介质水的压力，所述增压系统设置中并联设置四个高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为30～60l/mi n的高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为150～170l/mi n的高压水泵；
52.增压系统的功能是为试验系统提供压力稳定的水源。增压系统由粗过滤器、高压水泵、精过滤器、溢流阀、球阀、压力传感器、蓄能器、连接管路等组成。
53.水源经过球阀后进入高压水泵，高压泵前后分别安装过滤精度为10μ、10μ、4μ的三重过滤器，保证水的洁净度。高压水泵组由2台流量为54l/mi n(0.9kg/s)和2台流量为160l/mi n(2.67kg/s)的柱塞泵组成，型号分别为xlt5415t和rtd160.130，泵组参数详见下表1所示；泵后设计容积为100l的蓄能器，对管路介质进行稳压，4台水泵并联使用，每台水泵后均安装溢流阀对试验台的安全进行保障，起到超压溢流，保护元器件的作用；后端设计单向阀，防止水介质反流导致水泵反转，起到保护水泵的作用。
54.进行整环试验时，控制系统根据流量及压力需求自动确定开启水泵数量，后端再经调压系统进行压力调节后可满足系统对介质压力供给的需求；泵组参数表：
55.序号型号参数功率质量泵1xlt5415t13mpa，流量54l/min；0.9kg/s；7.5kw17.2kg泵2xlt5415t13mpa，流量54l/min；0.9kg/s；7.5kw17.2kg泵3rtd160.13015mpa，流量160l/min；2.67kg/s；15kw58kg泵4rtd160.13015mpa，流量160l/min；2.67kg/s；15kw58kg
56.测量喷油环输入端介质水的压力值，测量喷油环输入端介质水的流量值，试验过程中测量对介质水的压力值与流量值，将测量值与设定值进行对照，从而防止介质水的压力存在偏差导致试验数据不准确，同时在测量值与设定值相同后称重系统启动开始进行计时，测量一段时间内喷油环的介质水重量，以此进一步提高了试验的准确性。
57.为了在保证试验数据的有效性，在称重系统的记录试验过程中喷油环输入端的压力值与流量值，实时记录称重系统的数值，并且在完成单次试验后对喷油环输出介质水的流量值与压力值进行判断检查，判断介质水在试验过程中是否属于稳定状态，如果介质水在称重系统的计时过程中的波动较大则判断试验数据无效进行再次实验。
58.完成单次测试后重新输入压力值，增压系统与调压系统配合连通对应调压管路与高压水泵，进行多次试验。
59.从经济性、实用性、稳定性、先进性等方面综合考虑，拟采用可编程序控制器系统
来实现泵、调节阀以及电磁阀等设备的控制，采用高精度数据采集系统来实现压力、流量、流量等信号的采集。这种组合即降低了硬件成本，又不损失数据采集精度。测控系统由测控软件系统、硬件系等组成。
60.压力传感器的设置：
61.根据试验需求，控制系统的工作模式分为单喷油杆流量标定工作模式和整环标定工作模式。单喷油杆标定模式在定压0.7mpa下来进行。整环模式又分为两路来调节，一路为0.1mpa～1mpa，一路为1.0mpa～3.5mpa.压力的调节由调压阀来实现，并由压力表采集到的信号来作为反馈信号，由5.4节调压系统的设计可知调压阀以及阀门定位器组合后其调节精度可达0.5％，故传感器的综合精度应优于该指标，本方案中选用静态精度0.1％fs的压力传感器，由于系统的设计压力最大为4mpa，根据压力传感器的选型惯例，考虑水压的冲击和过程控制的压力尖峰，压力传感器压力范围最大应为系统最大压力值的1.5倍，考虑到压力测量范围广，最大为4mpa，最小仅为0.1mpa，根据管路设计压力，并考虑一定裕度来选择传感器的量程，传感器需具有较高的综合精度和长期稳定性，选用美国通用电气公司(简称ge)的压力传感器；
62.压力传感器选型表：
[0063][0064]
质量流量计的设置：
[0065]
流量的测量常常采用涡轮流量计和质量流量计来实现，本系统最小流量仅为0.222kg/s，最大流量为5.2kg/s，故需选用量程比宽的高精度的质量流量计来测量，目前常采用科里奥利质量流量计来实现高量程比的流量测量，科里奥利质量流量计的工作原理是使得介质流经的流量管发生振动，形成了旋转坐标系统，从而引发科里奥利效应，传感器将检测并分析流量管频率，相位差和振幅的变化，从而实现流体的质量流量和密度的测量，但科里奥利的流量范围偏测量上限时，在测量管内产生的压损较大，选型时需考虑量程比与压降指标，根据系统组成，单喷杆流量测量选用dn15的流量计，整环流量测量时选用dn25的质量流量计；
[0066]
质量流量计选型表：
[0067]
[0068][0069]
采集系统的设置：
[0070]
传感器作为整个采集系统的前端设备，采集系统为信号转换及处理的设备，其采集精度要与采集前端设备相匹配。
[0071]
作为工业测控领域的常用设备首选为plc系统，这里选用具有更快的处理速度和更大的容量的欧姆龙cj1 h系列cpu系统以及相应的处理模块来实现系统的控制，但是模拟量采集模块的分辨率最高仅为1/8000，为了不损失信号测量的精度，采用n i公司的compactdaq模块化数据采集平台来实现压力、流量以及质量等信号的采集，选用模拟量输入模块9208为16通道24位带隔离的模拟量输入模块，完全能够满足数据采集的精度要求。
[0072]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0073]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。
[0074]
在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0075]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种喷油环的测试系统，其特征在于，包括：水源系统：其用于提供测试用的介质水，并且将各个系统中排出的介质水进行回收；增压系统：其用于对水源系统中的介质水进行增压；调压系统：其用于对增压系统中输出的介质水进行调压；测试台：其用于对喷油环进行安装以便于测试；称重系统：其用于对流过喷油环的介质水进行承接并称重；水源系统的输出端连通至增压系统，增压系统的输出端连通至调压系统，调压系统的输出端连通至喷油环的输入端，所述称重系统在喷油环的输出端；设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐若干时间内承载的介质水分别进行称重，结合计时时间以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口的流量值。2.根据权利要求1所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，所述调压系统设置三条调压管路，三条调压管路相互并联设置，每个调压管路上分别设置一个用于控制管路压力的调压阀，三条调压管路的压力范围分别为0.1mpa～1mpa、0.1mpa～1mpa和1mpa～3.0mpa。3.根据权利要求1所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，所述增压系统设置中并联设置四个高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为30～60l/min的高压水泵，四个高压水泵中设置两台流量为150～170l/min的高压水泵。4.根据权利要求1所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，记录喷油环输入端介质水的压力值。5.根据权利要求4所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，记录喷油环输入端介质水的流量值。6.根据权利要求5所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，记录试验过程中喷油环输入端的压力值与流量值。7.根据权利要求1所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，完成单次测试后重新输入压力值，增压系统与调压系统配合连通对应调压管路与高压水泵，进行多次试验。8.根据权利要求1所述的一种喷油环的测试系统，其特征在于，单次试验中称重系统对喷油环90s～180s输出的介质水进行称重。

技术总结

本发明公开了一种喷油环的测试系统，涉及水流量实验设备技术领域，包括：设定目标的检测压力值，启动水源系统、增压系统和调压系统将设定压力值的介质水输入喷油环的输入端，称重系统中设置若干个集液罐，每个集液罐的底部均设置一个电磁阀，若干个集液罐分别设置在喷油环的若干个出液口处，称重系统对若干个集液罐90s～180s内承载的介质水分别进行称重，结合90s以及各个集液罐的重量计算出喷油环各个输出口准确的流量值，完成单次试验后打开集液罐底部的电磁阀，将已经承载的介质水从集液罐中排出，以便于后续的试验。以便于后续的试验。以便于后续的试验。