一種電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置的設(shè)計(jì)

向志淵,尹汝坤

(1.鐘山職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南京,210049；2.南京澤馬科技有限公司,江蘇南京,210049）

電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)選取一款電控發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)原型，將傳感器、電子控制部件、ECU 和儀表顯示裝置聯(lián)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控裝置的模擬運(yùn)轉(zhuǎn)，演示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作過(guò)程，特別是可以直觀的觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)噴油過(guò)程，高速斷油過(guò)程，火花塞的工作情況，節(jié)氣門(mén)體等執(zhí)行元件的工作過(guò)程，還可以將發(fā)動(dòng)機(jī)某一個(gè)傳感器工作狀態(tài)進(jìn)行改變，用解碼儀和示波器檢測(cè)執(zhí)行元件的變化，驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的控制策略。電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)中沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部分參加工作，就沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲干擾，有利于電控元件工作情況的判斷；同樣沒(méi)有燃油的消耗，沒(méi)有尾氣的污染，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。在該系統(tǒng)中噴油回收裝置將汽油進(jìn)行承接，再流回油箱中，實(shí)現(xiàn)反復(fù)循環(huán)使用，噴油回收裝置必須做到透明、密封、抗汽油腐蝕。

1 現(xiàn)有的電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

為了實(shí)現(xiàn)汽油噴射過(guò)程中回收功能，有以下幾種方式：

1)使用塑料一次性針管，將噴油器插入針管中，針管倒掛懸置，噴油器噴射將燃油噴射入針管中，針頭位置接回油管，將燃油輸送回油箱。這樣的設(shè)計(jì)成本很低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但是由于塑料針管易被汽油腐蝕，使用一段時(shí)間以后針管變的模糊不清，此時(shí)不易觀察噴油器噴油狀況。

2)采用一個(gè)亞克力的方盒，下端開(kāi)有回油孔，安裝時(shí)可以根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器之間的間距，在亞克力方盒上開(kāi)孔，再安裝噴油器，噴油器將燃油噴入方盒中，通過(guò)下端的會(huì)有孔燃油流回油箱。這樣的設(shè)計(jì)美觀大方，成本低，由于亞克力材質(zhì)的原因，易被汽油腐蝕，同樣影響噴油器噴油狀況的觀察效果。

3)根據(jù)某款發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器之間的間距和噴油器尺寸制造配套玻璃器皿，玻璃材質(zhì)抗腐蝕，該器皿整體制造密封性能好。該種噴油回收裝置開(kāi)模制造，費(fèi)用較高，適合大批量制造，單件生產(chǎn)周期長(zhǎng)成本高，不宜采用。

2 電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置，如圖1 所示，吸取現(xiàn)有回收裝置的優(yōu)點(diǎn)，滿足透明、密封、抗汽油腐蝕設(shè)計(jì)要求，采取以噴油器共軌支架為上支撐，以加工后40*40 的角鐵為下支撐，中間通過(guò)螺紋可調(diào)裝置，將石英玻璃管和“O”型密封圈夾在其中，通過(guò)螺紋可調(diào)裝置在高度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，壓緊鋁合金螺紋支撐座和石英管之間的“O”型密封圈，實(shí)現(xiàn)金屬和玻璃之間的密封，如圖2 所示。

圖1 電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置結(jié)構(gòu)圖

圖2 螺紋可調(diào)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3 電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置的制造與裝配流程

3.1 測(cè)量噴油器之間間距

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量噴油器時(shí)間的間距，例如帕薩特 ANQ 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器等間距，間距為90mm。在一根40*40 的角鐵上按照間距為90mm，使用數(shù)控銑床加工出直徑為25mm 的圓孔。如圖3 所示。在另一面加工出兩個(gè)安裝孔。

圖3 加工后的角鐵

3.2 測(cè)量噴油器密封圈直徑

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量噴油器密封圈，例如帕薩特 ANQ 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器密封圈的外徑為14.4mm?？紤]到密封圈的收縮性，將石英玻璃管的內(nèi)徑為14mm，外徑18mm，壁厚2mm。為了排除空氣，在石英玻璃管與密封圈接觸的下沿開(kāi)一個(gè)直徑為0.5mm 的小孔。當(dāng)將針閥關(guān)閉檢測(cè)噴油器噴油均勻性時(shí)候，如果腔體密封，油液上端空氣壓力增高，將破壞密封，開(kāi)有排氣小孔，當(dāng)液面上升，空氣從小孔排除。

3.3 按照玻璃管尺寸設(shè)計(jì)鋁合金螺紋支撐座

玻璃管外徑18mm，內(nèi)徑14mm，鋁合金螺紋支撐座結(jié)構(gòu)如圖4所示。在加工過(guò)程中控制尺寸，螺紋為M24，材料為鋁合金。再制作圓環(huán)內(nèi)有M24 螺紋，形成一組裝配體。如果石英管尺寸發(fā)生變化后，可以修改鋁合金螺紋支撐座結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)尺寸，就可以滿足各類型噴油器配對(duì)的要求。

圖4 鋁合金螺紋支撐座結(jié)構(gòu)圖

3.4 閥門(mén)的選型

選擇角型針閥，如圖5 所示。一端通過(guò)透明耐油管與螺紋調(diào)節(jié)接油裝置下端出油管相連，另一端伸入示教面板內(nèi)，通過(guò)油管將燃油送回油箱，美觀大方，同時(shí)還隱藏了回油管。

圖5 選擇角型針閥圖

3.5 “O”型密封圈的選型

“O”型密封圈需要很強(qiáng)的耐油型，選用氟橡膠材質(zhì)的“O”型密封圈。

3.6 根據(jù)噴油器共軌支架定位點(diǎn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接支架進(jìn)行固定

噴油器共軌支架定位點(diǎn)原本通過(guò)螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管上，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)接支架，轉(zhuǎn)接后固定在示教系統(tǒng)面板上。

3.7 示教系統(tǒng)噴油回收裝置組裝

將原車的噴油器共軌架和噴油器卡扣聯(lián)接，將4 根玻璃管插入噴油器中并推緊，將“O”型密封圈打好TB1102 密封膠放入鋁合金螺紋支撐座的沉孔中，再將石英管套入鋁合金螺紋支撐座，旋入第一個(gè)螺紋圓環(huán)（放置在鋁合金螺紋支撐座螺紋的中間位置），其次安裝好其他噴油器接油裝置。將鋁合金螺紋支撐座放入加工好的角鐵內(nèi)，再旋入第二個(gè)螺紋圓環(huán)。將噴油器共軌支架和角鐵固定在示教系統(tǒng)面板上。鋁合金螺紋支撐座逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)螺紋鋁合金螺紋支撐座向上運(yùn)動(dòng)，壓緊密封圈。

3.8 安裝角型針閥和回油管

3.9 將原車進(jìn)油管和回油管與共軌支架安裝好

3.10 放置24 小時(shí)待密封膠固化后可以進(jìn)行測(cè)試

4 電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教系統(tǒng)噴油回收裝置的性能測(cè)試

4.1 密封試驗(yàn)

使用沒(méi)有開(kāi)有小孔的玻璃管組裝噴油回收裝置，將其反置，從螺紋調(diào)節(jié)接油裝置出油口將玻璃管內(nèi)注入汽油，注滿后常壓放置72 小時(shí)，沒(méi)有泄漏現(xiàn)象。

4.2 性能測(cè)試

接通系統(tǒng)，噴油壓力建立，噴油開(kāi)始工作，霧化的燃油噴入玻璃管內(nèi)，燃油順著管壁流入螺紋調(diào)節(jié)接油裝置，通過(guò)角型針閥回流進(jìn)入油箱。

關(guān)閉角型針閥，噴射燃油，打開(kāi)針閥將各個(gè)石英管內(nèi)的燃油在同一高度平面，再進(jìn)行30 秒燃油噴射，可檢驗(yàn)噴油器噴油均勻性。

[1] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京：高等教育出版社.2006

[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005

[3] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖（第六版）［M］.北京：高等教育出版社.2007

[4] 夏良耀 汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)示教臺(tái)的研制［J］重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2005.3

[5] 秦興順；羅斌電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)［J］ 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008.01