CN110082253B - 一种根据压力波周期在线识别燃油密度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种根据压力波周期在线识别燃油密度的方法属于内燃机喷射领域。柴油机燃油喷射系统是通过改变电控喷油器的加电时间来调整喷油器喷嘴的打开时间，从而控制流过喷油器喷孔的燃油体积量。柴油机燃烧需要的实质上是喷油的质量，因此需要将燃油体积量转化为燃油质量，这个过程中燃油密度是一个关键参数。在柴油机燃油喷射系统中，针阀的开启关闭会形成高压油管内的压力波，当高压油管的长度和喷射压力为定值时，则压力波的周期和燃油密度单调相关，因此可以根据压力波周期来确定燃油密度。本申请提出在高压油管靠近喷油器入口的位置安装一个压力传感器，收集燃油喷射的过程中压力波的变化，并提出了根据压力波周期具体计算燃油密度的方法。

Description

一种根据压力波周期在线识别燃油密度的方法
技术领域
本发明涉及到一种新型的基于喷油器入口压力波在线识别燃油密度的方法，属于内燃机喷射领域。
背景技术
本发明提出的是一种基于喷油器入口处压力波来识别柴油机燃油系统中燃油密度的方法，可应用于燃油质量的计算。
燃油系统喷油时会在喷油器入口的油管内产生一种呈衰减状态的压力波，这种压力波的周期与燃油密度密切相关，因此如果获得这种压力波的周期特征将实现燃油密度的识别。
在燃油喷射过程中，主要是通过控制加电时间来确定流经喷孔的燃油体积量，如何将燃油的体积量转化成更为直观的燃油质量就离不开燃油的密度。因此，燃油的密度对于燃油系统的燃油喷射具有重要意义。
发明内容
本发明提出了一种根据喷油器入口压力波的在线识别燃油密度的方法。基于高压油管长度、燃油系统的喷射压力、喷油器入口压力波的周期，进而得到燃油密度，可应用于燃油质量的计算。
因为入口压力传感器安装的位置离喷油器很近，故将高压油管的长度看作压力波的传播距离。
本发明的测试方法系统包括：压力传感器、数据采集模块，用于获取喷油器的喷射压力以及入口的压力波周期特征；再将得到的喷射压力以及压力波周期代入燃油密度公式计算。
数据采集模块采集靠近喷油器入口(距喷油器4cm-5cm处)的压力传感器测量到的数据，得到燃油喷射系统的喷射压力P和压力波周期t，燃油系统中高压油管的长度L是定值。因为高压油管长度为定值，根据所述的燃油密度与喷射压力、压力波周期之间的关系式得到燃油系统的燃油密度。
根据燃油系统的喷射压力、高压油管长度、喷油器入口压力波的周期与燃油密度的关系式求出燃油密度，最后求得喷油质量。
发明具有以下特点：1.基于喷油器入口的压力波特征得到的燃油密度，更加精准的实现了将喷射燃油体积量转化为直观的燃油质量。2.本发明方法可应用于各种柴油机，具有广泛的通用性。
附图说明
图1燃油供给系统附图标记说明：
1-油箱
2-滤清器
3-低压油泵
4-高压油泵
5-轨压传感器
6-共轨管道
7-限压阀
8-喷油器入口压力传感器
9-喷油器
10-电控单元
11-各种其他传感器
图2是数据采集模块采集的喷油器入口压力传感器某次的入口处压力波动图；
图3是燃油密度计算流程图；
具体实施方式：
本发明通过以下步骤来实现：
在靠近喷油器入口处的高压油管上安装一个压力传感器，如图1所示的燃油供给系统中8所表示的就是喷油器入口压力传感器。
采用信号采集模块来采集压力信号。
信号采集模块基于时间采集喷油器入口压力传感器的压力，如图2所示，其中A、B两点之间的时间间隔便是压力波的周期，所以根据信号采集模块可以采集到喷射压力P和压力波周期t。
假设从高压油轨到喷油器的高压油管长度为L。
压力波的周期公式定义式为：
Figure BDA0002038038710000031
式中，L是高压油管的长度，单位是m；a是压力波在高压油管内的传播速度，即声速，单位是m/s；t是压力波周期，单位是s。
燃油密度随温度及压力的变化关系为：
Figure BDA0002038038710000032
λT是热膨胀系数，单位是℃-1，它的取值受温度影响较大,20℃时的柴油其λT值可取[(0.9～0.8)×10-3]℃-1,温度每增加20℃,λT取值可增加[0.055×10-3]℃-1，燃油喷射的温度T大约为80℃，λT取值为定值,；ρ0是初始燃油密度，单位是Kg/m3；T是燃油喷射温度，单位是K；T0是燃油喷射温度，单位是K。
故
Figure BDA0002038038710000033
压力波在高压油管内传播速度公式为：
Figure BDA0002038038710000034
Figure BDA0002038038710000035
其中，P是燃油喷射的压力，单位是Pa。
将压力波的速度a带入到周期公式中可以得到：
Figure BDA0002038038710000041
由入口压力波的周期公式可以得出：压力波周期与喷射压力、高压油管的长度以及燃油密度有关。其中，压力波周期与高压油管的长度和燃油密度成正相关，与喷射压力成反比。
所以若是用压力波周期求得燃油密度，燃油密度公式则为：
Figure BDA0002038038710000042
将高压油管长度L(定值)、数据采集模块得到压力波周期t、喷射压力P代入上式，可以求得当时燃油密度ρ。
根据求得的喷射过程燃油密度，可以更加精准的将喷射的燃油体积量转变为燃油质量。

Claims (2)

1.一种根据压力波周期在线识别燃油密度的方法，其特征在于：根据燃油系统的喷射压力P、高压油管长度L、喷油器入口压力波的周期t，得到燃油密度ρ，具体关系式为：
Figure FDA0002038038700000011
2.根据权利要求1所述的一种根据压力波周期在线识别燃油密度的方法，其特征在于：在高压油管上距喷油器4cm-5cm处安装一个压力传感器，利用信号采集模块采集喷油器入口压力波周期特征。
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