喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法，分别通过对应的固定装置将针阀试样和针阀体试样相向固定，在针阀体试样表面加润滑油，根据试验工况设定试验参数后，通过轴向力加载装置向针阀试样和针阀体施加载荷，通过加热装置加热，通过电磁驱动装置驱动永磁铁带动针阀试样和针阀体试样之间做高频率往复直线运动，通过外部主机实时监测相应的试验参数变化，并当摩擦系数达到预警值时，控制系统进行停机保护。本发明专利技术所述测试系统和测试方法能够大幅度缩短试验时间，且在测试过程中无需额外添加机油或燃油，有效节约试验成本。

【技术实现步骤摘要】
喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法
本专利技术属于汽车汽油发动机喷油器性能测试
，具体涉及喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法
技术介绍
喷油器是汽油发动机燃油喷射系统中最重要的总成。目前，对燃油经济性及发动机热效率的要求逐渐提升，相应地提高了喷油器的喷射压力及雾化能力等性能指标。在喷油器总成中，由针阀与针阀体配合，向燃烧室喷射燃油。燃油喷射过程中，针阀与针阀体均处于高温且高油压环境，易产生摩擦与磨损。因此，针阀与针阀体这对配副的摩擦磨损性能，直接影响了喷油器的喷射压力及燃油雾化效果，进而影响整机的燃油经济性及热效率。目前，测试不同材料、热处理工艺、表面处理工艺状态下针阀与针阀体的摩擦磨损性能，只能通过将配副安装于喷油器，并跟随整机进行可靠性验证试验，试验时间一般不少于550小时，试验周期较长；此外，由于该试验为“热机试验”，需耗费大量燃油，试验成本较高。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术公开了一种喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法，大幅度缩短试验时间，且在测试过程中无需额外添加机油或燃油，有效节约试验成本。结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，所述系统包括：轴向力加载装置、电磁驱动装置、永磁铁、针阀试样固定装置、针阀体试样固定装置和加热装置；所述针阀试样固定装置用于固定针阀试样；所述针阀体试样固定装置用于固定针阀体试样，并使针阀体试样与针阀试样上下相对设置；所述轴向力加载装置位于针阀试样固定装置上方，通过向针阀试样固定装置施加垂直方向上的预设载荷；所述永磁铁与针阀试样固定装置在水平方向上相对固定；所述永磁铁与安装在针阀试样固定装置水平外侧的电磁驱动装置相向且间隙设置；所述电磁驱动装置通过规律变化电磁驱动端的磁极，进而按预设频率及振幅控制永磁铁带动针阀试样固定装置做往复直线运动；所述加热装置安装在针阀体试样固定装置底部，通过通电加热使针阀试样与针阀体试样达到预设温度。进一步地，还包括：控制臂；所述控制臂固连于针阀试样固定装置顶部；所述永磁铁通过一个水平设置的连杆固连在控制臂一端；所述轴向力加载装置与控制臂顶部相连。进一步地，还包括：弹簧；所述弹簧水平设置，弹簧一端固定，另一端通过另一个水平设置的连杆固连在所述控制臂另一端；所述弹簧、电磁驱动装置和永磁铁呈线形设置，共同控制实现针阀试样固定装置在水平方向上做往复直线运动。进一步地，还包括：轴向力传导装置；所述轴向力传导装置一端与轴向力加载装置相连；所述轴向力传导装置另一端与控制臂在垂直方向上固定连接，与控制臂在水平方向上滑动连接。进一步地，还包括：外部主机；所述外部主机分别与轴向力加载装置、电磁驱动装置和加热装置信号连接，实时监控载荷、频率、温度和摩擦系数。进一步地，所述外部主机内置有报警模块；所述报警模块内安装有报警程序；所述报警程序设定摩擦系数预警值，当测试过程中的实际摩擦系数达到摩擦系数预警值时，外部主机通过向控制器发送停止试验的信号，并通过控制器信号控制轴向力加载装置、电磁驱动装置和加热装置停止工作。进一步地，还包括：主壳体；所述轴向力加载装置、永磁铁、针阀试样固定装置、针阀体试样固定装置和加热装置均位于主壳体内；所述加热装置通过底座安装在主壳体内腔底部；所述轴向力加载装置固定安装在主壳体内腔顶部；所述电磁驱动装置安装在主壳体侧壁上。喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统的测试方法，其特征在于：所述测试方法具体如下：S1：紧固安装针阀试样和针阀体试样；S2：在针阀体试样表面加润滑油；S3：通过轴向力加载装置向针阀试样和针阀体施加预紧力；S4：根据试验工况设定针阀试样和针阀体测试参数，所述测试参数包括：载荷、温度、频率、振幅及时间；S5：启动加热装置升温；S6：通过轴向力加载装置向针阀试样施加试验所需载荷；S7：通过电磁驱动装置驱动永磁铁带动针阀试样在针阀体试样表面持续直线往复滑动摩擦。进一步地，所述步骤S7中，通过外部主机实时监测频率、载荷、温度和摩擦系数，若摩擦系数的数值达到预警值，外部主机将向控制器发出停止试验的信号，进而通过控制器分别向电磁驱动装置、轴向力加载装置和加热装置发出控制信号，控制电磁驱动装置、轴向力加载装置和加热装置停止工作，以保护所述测试系统不受损伤。进一步地，所述步骤S7后还包括：S8：通过外部主机显示最终摩擦系数，并观察完成试验后的针阀试样和针阀体试样的磨损形貌。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法，将针阀试样与针阀体试样分别固定安装，并产生相对滑动摩擦，测试中加高温，使针阀试样与针阀体试样相互运动模式和受热条件与整机台架试验一致，并采用电磁驱动装置与永磁铁带动测试系统产生高频率运动，使针阀试样与针阀体试样配副仅经7小时的测试即可达到原有整机台架试验550小时的测试行程，大幅度地减少了工作量，缩短了试验时间。2、本专利技术所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法，仅需于测试前在针阀体试样表面一次性加注1.0ml左右的润滑油，在测试过程中无需额外的机油，且无燃油消耗，大幅节约了试验成本。3、本专利技术所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统及测试方法，可以快速测试针阀与针阀体的摩擦磨损性能，从而实现快速且准确地评价针阀与针阀体配副材料、热处理工艺、表面处理工艺的匹配性。附图说明图1为本专利技术所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统的结构示意图；图2为本专利技术所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统的测试方法流程框图；图3为针阀试样磨损形貌的电镜扫描图；图4为针阀体试样磨损形貌的电镜扫描图；图中：1-外部主机，2-电磁驱动装置，3-永磁铁，4-轴向力加载装置，5-轴向力传导装置，6-主壳体，7-连接杆，8-弹簧，9-控制臂，10-针阀试样固定装置，11-针阀试样，12-针阀体试样，13-针阀体试样固定装置，14-加热装置，15-底座具体实施方式为清楚、完整地描述本专利技术所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本专利技术的具体实施方式如下：在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：/n所述系统包括：轴向力加载装置、电磁驱动装置、永磁铁、针阀试样固定装置、针阀体试样固定装置和加热装置；/n所述针阀试样固定装置用于固定针阀试样；/n所述针阀体试样固定装置用于固定针阀体试样，并使针阀体试样与针阀试样上下相对设置；/n所述轴向力加载装置位于针阀试样固定装置上方，通过向针阀试样固定装置施加垂直方向上的预设载荷；/n所述永磁铁与针阀试样固定装置在水平方向上相对固定；/n所述永磁铁与安装在针阀试样固定装置水平外侧的电磁驱动装置相向且间隙设置；/n所述电磁驱动装置通过规律变化电磁驱动端的磁极，进而按预设频率及振幅控制永磁铁带动针阀试样固定装置做往复直线运动；/n所述加热装置安装在针阀体试样固定装置底部，通过通电加热使针阀试样与针阀体试样达到预设温度。/n

【技术特征摘要】
1.喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：
所述系统包括：轴向力加载装置、电磁驱动装置、永磁铁、针阀试样固定装置、针阀体试样固定装置和加热装置；
所述针阀试样固定装置用于固定针阀试样；
所述针阀体试样固定装置用于固定针阀体试样，并使针阀体试样与针阀试样上下相对设置；
所述轴向力加载装置位于针阀试样固定装置上方，通过向针阀试样固定装置施加垂直方向上的预设载荷；
所述永磁铁与针阀试样固定装置在水平方向上相对固定；
所述永磁铁与安装在针阀试样固定装置水平外侧的电磁驱动装置相向且间隙设置；
所述电磁驱动装置通过规律变化电磁驱动端的磁极，进而按预设频率及振幅控制永磁铁带动针阀试样固定装置做往复直线运动；
所述加热装置安装在针阀体试样固定装置底部，通过通电加热使针阀试样与针阀体试样达到预设温度。


2.如权利要求1所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：
还包括：控制臂；
所述控制臂固连于针阀试样固定装置顶部；
所述永磁铁通过一个水平设置的连杆固连在控制臂一端；
所述轴向力加载装置与控制臂顶部相连。


3.如权利要求2所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：
还包括：弹簧；
所述弹簧水平设置，弹簧一端固定，另一端通过另一个水平设置的连杆固连在所述控制臂另一端；
所述弹簧、电磁驱动装置和永磁铁呈线形设置，共同控制实现针阀试样固定装置在水平方向上做往复直线运动。


4.如权利要求2所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：
还包括：轴向力传导装置；
所述轴向力传导装置一端与轴向力加载装置相连；
所述轴向力传导装置另一端与控制臂在垂直方向上固定连接，与控制臂在水平方向上滑动连接。


5.如权利要求1所述喷油器针阀与针阀体摩擦磨损性能测试系统，其特征在于：
还包括：外部主机；
所述外部主机分别与轴向力加载装置、电磁驱动装置和加热装置信号连接，实时监控载荷、频率、温度和摩擦系数。


6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文平，王吉洋，高东宏，邓飞，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22