[發明專利]一種柴油機用噴油器特性測量裝置的設計

無效

• 申請號: 201010544927.3
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102465808A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 陳琛;李云清;錢程;孟云霞;王德福;肖昕;曹海波
• 申請（專利權）人: 陳琛;李云清;錢程
• 主分類號: F02M65/00
• 分類號: F02M65/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明為涉及一種柴油機用噴油器的噴油特性的測量裝置的設計，所屬的技術領域的柴油機噴油器。

技術背景

隨著我國排放法規的不斷更新，內燃機排放面臨的壓力也越來越大。如何降低內燃機的有害排放物已成為社會共同關注的問題。為此，各類新技術和新思想應運而生。為了使車用柴油機滿足日益苛刻的排放法規和燃油經濟性以及噪聲舒適性的要求，必須合理地控制其燃燒室內的燃燒過程，因此需要合理組織柴油機的進氣、供油以及混合氣的形成過程。當柴油機的進氣系統和燃燒系統的性能得到優化以后，改善其供油系統的性能就成為提高發動機整體性能的重要措施。隨著世界各柴油機研究及生產機構對供油系統的逐漸改進，柴油機高壓共軌系統便以其優良的性能脫穎而出。

與傳統的噴油系統以及其它的電控噴油系統相比，高壓共軌系統的突出優點在于可實現噴油量、噴油定時、噴油壓力以及噴油規律的柔性控制。由于柴油機高壓共軌系統可使燃油的噴射壓力在一定的范圍內與發動機的轉速、負荷以及噴油量相對獨立，因此即使柴油機工作在低轉速和小負荷工況下，仍然能夠產生較高的相對穩定的噴油壓力。此外，共軌系統還可以實現對發動機的燃燒噪聲以及排放進行有效控制的關鍵技術———預噴射，并且由于較高的相對穩定的噴油壓力的存在，可實現柴油機極小的穩定預噴射油量的精確控制。燃油系統的噴射特性對柴油機的燃燒過程及其主要性能指標具有直接的影響。

噴油器是電控系統中實現精確計量燃油量并形成燃油噴霧的一個核心部件，其結構參數和性能直接影響到整個高壓共軌系統的工作性能。在電控系統中，電控單元(ECU)通過控制噴油器的噴油脈沖寬度與吸入空氣流量的匹配，使混合氣的空燃比得到精確控制，并進而直接影響發動機的排放性能、燃油經濟性能及動力性能等。電控噴油器的正常工作是指在發動機各種運行工況下都能提供精確的燃油量，即噴油器具有正確的噴油流量性能。

汽車電子燃油噴射系統中，電控噴油系統根據發動機工作狀態發出噴油脈沖，脈沖寬度的大小就決定了噴油器每次噴射的燃油量。按噴油器的動態流量特性，將噴油器工作過程分成4個階段。

(1)開啟遲滯階段：噴油器接收到驅動電路的電壓信號前，閥桿組件在外力(彈簧預緊力、油壓和自重)的作用下被壓緊在閥座上。當收到電壓信號后，線圈的磁通量逐漸增大，閥桿組件所受磁力增大克服外力，從而促使噴油器開啟。

(2)非線性流量開啟階段：閥桿組件加速上升直到與上管套相碰，經過幾個回合的反復碰撞后，動量逐漸損失而牢牢吸在上管套下端。

(3)線性流量階段：噴油器保持全開，到噴油器收到斷電信號后，由于電感使得線圈中電流逐漸減小，閥桿組件所受磁力也逐漸減小，直到磁力與外力達到瞬時平衡。

(4)非線性流量關閉階段：閥桿組件加速向下運動，直到碰到閥座，經過幾個反復碰撞后，貼在閥座上。

發明內容

為了更加準確的測量共軌式柴油機噴油器的噴油特性，本發明搭建了可以準確進行噴油器特性測量實驗的臺架，并設計了驅動電路。具體技術方案如下：

(1)實驗臺架的搭建：本臺架實驗的目標是某款電控共軌式柴油機的噴油器，測量系統包括油泵、12V的蓄電池、壓力調節器為2.5Mpa的油軌、GOS-620型示波器、噴油控制電路板、噴油驅動電路板、PC機，實驗臺架組成圖框附圖1所示。

(2)驅動電路的設計：由于噴油器類型是低阻型的，本噴油驅動電路采用電流控制驅動方法，控制過程中噴油器采用多點順序噴射，用4個高速輸出口(P2.0-P2.3)分別控制4個缸的噴油器，所以系統中配備了結構和參數相同的四套電路，噴油驅動電路圖如附圖2所示。

(3)噴油器噴油特性測量的具體方法：噴油器噴油量是可以通過帶刻度的試管來測量的。由于噴射的柴油本身量較少，噴射過程中還有一部分柴油附著在試管壁上，所以測量時應該靜置一段時間，等附著在試管壁上的油滴落下后再開始讀數。

在給定油軌壓力P＝2.5Mpa條件下，由噴油控制電路板的高速輸出口，經過噴油驅動電路板控制噴油器噴油。它可以通過改變脈沖周期的大小來模擬柴油噴射發動機轉速變化時的實際工況。由于噴油器的循環噴油量很小，為了提高燃油計量的精確度，對于每一個噴油脈沖寬度，均采用多次重復計量取平均值的辦法，這樣就可以大幅度地提高燃油量讀取的精度。噴油次數越高，燃油量讀取的精度就越高。噴油次數是可調的，當噴油次數達到設定值時將自動停止噴射。