一種電控發動機示教系統噴油回收裝置的設計

向志淵,尹汝坤

(1.鐘山職業技術學院,江蘇南京,210049；2.南京澤馬科技有限公司,江蘇南京,210049）

電控發動機示教系統選取一款電控發動機為基礎原型，將傳感器、電子控制部件、ECU 和儀表顯示裝置聯接起來，實現發動機電控裝置的模擬運轉，演示發動機電控系統的工作過程，特別是可以直觀的觀察到發動機噴油過程，高速斷油過程，火花塞的工作情況，節氣門體等執行元件的工作過程，還可以將發動機某一個傳感器工作狀態進行改變，用解碼儀和示波器檢測執行元件的變化，驗證發動機控制單元的控制策略。電控發動機示教系統中沒有發動機機械部分參加工作，就沒有了發動機的工作噪聲干擾，有利于電控元件工作情況的判斷；同樣沒有燃油的消耗，沒有尾氣的污染，更加經濟環保。在該系統中噴油回收裝置將汽油進行承接，再流回油箱中，實現反復循環使用，噴油回收裝置必須做到透明、密封、抗汽油腐蝕。

1 現有的電控發動機示教系統噴油回收方法及其優缺點

為了實現汽油噴射過程中回收功能，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。這樣的設計成本很低，經濟實惠，但是由于塑料針管易被汽油腐蝕，使用一段時間以后針管變的模糊不清，此時不易觀察噴油器噴油狀況。

2)采用一個亞克力的方盒，下端開有回油孔，安裝時可以根據不同發動機噴油器之間的間距，在亞克力方盒上開孔，再安裝噴油器，噴油器將燃油噴入方盒中，通過下端的會有孔燃油流回油箱。這樣的設計美觀大方，成本低，由于亞克力材質的原因，易被汽油腐蝕，同樣影響噴油器噴油狀況的觀察效果。

3)根據某款發動機噴油器之間的間距和噴油器尺寸制造配套玻璃器皿，玻璃材質抗腐蝕，該器皿整體制造密封性能好。該種噴油回收裝置開模制造，費用較高，適合大批量制造，單件生產周期長成本高，不宜采用。

2 電控發動機示教系統噴油回收裝置的結構設計

此次設計的電控發動機示教系統噴油回收裝置，如圖1 所示，吸取現有回收裝置的優點，滿足透明、密封、抗汽油腐蝕設計要求，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，中間通過螺紋可調裝置，將石英玻璃管和“O”型密封圈夾在其中，通過螺紋可調裝置在高度上進行調節，壓緊鋁合金螺紋支撐座和石英管之間的“O”型密封圈，實現金屬和玻璃之間的密封，如圖2 所示。

圖1 電控發動機示教系統噴油回收裝置結構圖

圖2 螺紋可調裝置結構示意圖

3 電控發動機示教系統噴油回收裝置的制造與裝配流程

3.1 測量噴油器之間間距

使用游標卡尺測量噴油器時間的間距，例如帕薩特 ANQ 發動機噴油器等間距，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安裝孔。

圖3 加工后的角鐵

3.2 測量噴油器密封圈直徑

使用游標卡尺測量噴油器密封圈，例如帕薩特 ANQ 發動機噴油器密封圈的外徑為14.4mm。考慮到密封圈的收縮性，將石英玻璃管的內徑為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一個直徑為0.5mm 的小孔。當將針閥關閉檢測噴油器噴油均勻性時候，如果腔體密封，油液上端空氣壓力增高，將破壞密封，開有排氣小孔，當液面上升，空氣從小孔排除。

3.3 按照玻璃管尺寸設計鋁合金螺紋支撐座

玻璃管外徑18mm，內徑14mm，鋁合金螺紋支撐座結構如圖4所示。在加工過程中控制尺寸，螺紋為M24，材料為鋁合金。再制作圓環內有M24 螺紋，形成一組裝配體。如果石英管尺寸發生變化后，可以修改鋁合金螺紋支撐座結構對應尺寸，就可以滿足各類型噴油器配對的要求。

圖4 鋁合金螺紋支撐座結構圖

3.4 閥門的選型

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

圖5 選擇角型針閥圖

3.5 “O”型密封圈的選型

“O”型密封圈需要很強的耐油型，選用氟橡膠材質的“O”型密封圈。

3.6 根據噴油器共軌支架定位點設計轉接支架進行固定

噴油器共軌支架定位點原本通過螺栓固定在發動機進氣歧管上，通過設計一個轉接支架，轉接后固定在示教系統面板上。

3.7 示教系統噴油回收裝置組裝

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，旋入第一個螺紋圓環（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，再旋入第二個螺紋圓環。將噴油器共軌支架和角鐵固定在示教系統面板上。鋁合金螺紋支撐座逆時針旋轉，調節螺紋鋁合金螺紋支撐座向上運動，壓緊密封圈。

3.8 安裝角型針閥和回油管

3.9 將原車進油管和回油管與共軌支架安裝好

3.10 放置24 小時待密封膠固化后可以進行測試

4 電控發動機示教系統噴油回收裝置的性能測試

4.1 密封試驗

使用沒有開有小孔的玻璃管組裝噴油回收裝置，將其反置，從螺紋調節接油裝置出油口將玻璃管內注入汽油，注滿后常壓放置72 小時，沒有泄漏現象。

4.2 性能測試

接通系統，噴油壓力建立，噴油開始工作，霧化的燃油噴入玻璃管內，燃油順著管壁流入螺紋調節接油裝置，通過角型針閥回流進入油箱。

關閉角型針閥，噴射燃油，打開針閥將各個石英管內的燃油在同一高度平面，再進行30 秒燃油噴射，可檢驗噴油器噴油均勻性。

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