CN101881246B - 喷油器响应时间的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

一种喷油器响应时间的测量装置，包括：背压容器、喷油器、燃油进油管、喷油器控制装置、进油阀、泄油阀、排气阀、压力传感器和压力采集装置，测量方法中喷油器向充满背压油的背压容器内部喷油，在喷油器控制装置发送脉冲触发信号的同时，压力传感器和压力采集装置记录背压容器内部的压力变化，通过计算喷油器控制装置发送脉冲触发信号和压力采集装置实际记录到的压力开始上升时刻之间的时间间隔，得出喷油器的响应时间。检测结果更加接近于不同发动机气缸背压条件下喷油器实际的喷油响应滞后时间，为评价发动机在不同缸内背压条件下喷油器的实际开启响应时间和为发动机电控单元制定喷油策略提供依据。

Description

喷油器响应时间的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及发动机的技术领域，具体说是一种通过测量注满背压油的背压容器中的压力延迟变化时间，从而得出发动机实际缸内背压下喷油器响应时间的测量装置及测量方法。

背景技术

喷油器是发动机电喷系统中的一个执行元件，即接受电控单元(Electronic Control Unit简称ECU)或喷油器控制装置的喷油信号，定时定量喷出高压燃油。通常，喷油器是一个电磁阀，喷油器内部有个电磁线圈，外面经插座与喷油器控制装置相连，喷油器头部的针阀与衔铁连为一体。当电磁线圈通电时，便产生吸力，将衔铁和针阀吸起，打开喷油孔、燃油经针阀头部的轴针和喷孔之间的环形间隙高速喷出，并形成雾状油束，与周围空气混合，保证电控发动机缸内的燃烧更完全、废气污染物排放更少。电磁线圈不通电时，磁力消失，弹簧将衔铁和针阀下压，关闭喷孔停止喷油。

通常，喷油器针阀在不到百分之一秒的时间内开启和关闭。ECU根据发动机各个传感器的输入信号进行处理，计算出喷油时刻和喷油持续时间，以控制发动机缸内混合气的形成质量，从而使发动机得到最佳动力性和经济性。ECU或喷油器控制装置得到信号后，通过喷油脉冲信号指令延长或缩短喷油时间，使喷油量与发动机工况所需的混合气量相匹配。当发动机负荷大时，根据油门位置和转速传感器输出信号增大喷油器的喷油脉宽时间，以满足发动机动力性的要求。当发动机负荷小时，根据油门位置和转速传感器输出信号，减少喷油脉宽时间，以便减少喷油量。

发动机工作时，从高压油泵来的高压燃油经燃油进油管进入喷油器，再经喷油器内中的油道进入针阀中部的高压油腔，高压燃油的油压作用在针阀的锥形承压环带面上，形成一个向上的轴向推力，当喷油器控制装置对喷油器发出喷油命令时，在喷油器电磁线圈吸力的作用下，打开喷孔，高压燃油喷入燃烧室中。喷油器停止喷油时，燃油进油管内的油压迅速下降，针阀在调压弹簧的作用下迅速回位，将密封锥面关闭。

发动机的喷油时刻对缸内混合气的形成和燃烧、有害排放物生成有重要的影响。因此，测量发动机喷油器在实际喷油环境下的开启时刻是制定发动机电控单元控制策略的前提。而喷油器的开启响应时间是指喷油器控制系统发出的脉冲信号上升沿到喷油器针阀离开阀座所需的时间，是评价喷油器响应特性的重要参数之一。根据喷油器的响应时间可以更好地制定喷油器喷油的控制策略，更好地控制发动机的工作状况。

但是，如上所述的已有技术中存在如下的不足点：

在现有技术的喷油器响应时间的测量装置及测量方法中，通常在喷油器中设置针阀升程传感器，检测针阀的移动，通过计算喷油器在接到喷油命令时到针阀离开针阀体之间的时间间隔得出喷油器的响应时间。这种检测方式只能检测喷油器中针阀的运动，而不能测量出实际的喷油时刻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过测量注满背压油的背压容器中的压力延迟变化时间，从而得出在模拟发动机缸内背压条件下喷油器响应时间的测量装置及测量方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的喷油器响应时间的测量装置，包括：背压容器，内部形成中空的空腔，构成上述测量装置的主体，在测量中容纳背压油形成背压环境；喷油器，与背压容器相固定，贯穿背压容器壁，其前端喷嘴通入背压容器内部，后端与燃油进油管相连接；燃油进油管，与喷油器相连接，将油泵中的燃油输送至喷油器；喷油器控制装置，与喷油器相连接，向喷油器发送喷油脉宽信号信号以控制喷油器的喷油动作；进油阀，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，通过进油阀向背压容器内部注入背压油；泄油阀，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，通过泄油阀将背压容器内部的背压油排出；排气阀，设置在背压容器顶端，连通外部环境和背压容器的内部空间；压力传感器，贯穿在背压容器壁，测量背压容器内部的压力；压力采集装置，与压力传感器相连接，记录背压容器内部压力与压力变化。

本发明还可采用以下技术方案：

上述测量装置中还包括压力表，压力表与背压容器相固定，贯穿背压容器壁，测量并显示背压容器中背压油的压力。

所述的进油阀安装在背压容器的顶部。

所述的泄油阀安装在背压容器的底部。

本发明利用权利要求1所述测量装置的喷油器响应时间的测量方法，包括以下步骤：

a、排空燃油进油管与喷油器中的空气，通过油泵将燃油进油管中充满高压燃油；

b、关闭背压容器的泄压阀，打开进油阀和排气阀，在向背压容器中注入背压油的同时将背压容器中的空气排出；

c、排净背压容器中的空气后，关闭泄气阀，向背压容器中继续添加背压油至背压容器内压力到达预设的背压值，背压值稳定后关闭进油阀；

d、喷油器控制装置向喷油器发送触发信号，喷油器向充满背压油的背压容器内部喷油，在喷油器控制装置发送触发信号的同时，压力传感器和压力采集装置记录背压容器内部的压力变化；

e、通过计算喷油器控制装置发送触发信号和压力采集装置实际记录到的压力开始上升时刻之间的时间间隔，得出喷油器的响应时间；

f、测量结束，打开排气阀和泄油孔，将背压容器内部的背压油排出。

所述的背压容器中注入的背压油与喷油器所喷出的高压燃油相同。

所述的喷油器控制装置向喷油器发送的触发信号为脉冲信号，压力采集装置于上述脉冲信号的上升沿开始记录背压容器中的压力情况。

多次测量同一喷油器的响应时间，并取平均值以减小误差。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的喷油器响应时间的测量装置及测量方法中，设置了充满背压油的背压容器，压力传感器和压力采集装置通过测量记录并比较背压容器中背压油的压力变化得出喷油器的实际喷油时间，实际喷油时间与喷油器控制装置发送触发喷油信号之间的时间间隔即视为喷油器的响应时间。在测量中喷油器的工作压力充分模拟为实际的发动机气缸内的压力，背压油的压力也可以根据喷油器将来的实际具体应用环境压力而作出相应的改变，以满足测量过程与实际工作压力情况尽量近似，从而可以使检测结果更加接近于喷油器实际的喷油响应滞后的时间，为评价发动机喷油器的开启响应时间参数并为发动机的电控单元制定喷油策略提供依据。

附图说明

图1是本发明的喷油器响应时间的测量装置的剖视图；

图2是本发明的喷油器响应时间的测量方法在测量过程中记录的响应时间时序图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

图1是本发明的喷油器响应时间的测量装置的剖视图；图2是本发明的喷油器响应时间的测量方法在测量过程中记录的响应时间时序图。

如图1、图2所示，本发明的喷油器响应时间的测量装置，包括：背压容器1，内部形成中空的空腔，构成上述测量装置的主体，在测量中容纳背压油形成背压环境，以模拟喷油器在实际发动机气缸内的工作压力，使检测压力与实际气缸内工作压力相同；喷油器8，作为本测量装置的被测体，与背压容器相固定，贯穿背压容器壁，其前端喷嘴通入背压容器内部，后端与燃油进油管相连接，通过喷油器向背压容器中喷入高压燃油；燃油进油管9，与喷油器相连接，将油泵中的燃油输送至喷油器；喷油器控制装置7，与喷油器相连接，作为电控单元的一部分向喷油器发送喷油脉冲信号以控制喷油器的喷油动作；进油阀2，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，测量开始时通过进油阀向背压容器内部注入背压油；泄油阀10，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，在测量结束后通过泄油阀将背压容器内部的背压油排出；排气阀6，设置在背压容器顶端，连通外部环境和背压容器的内部空间，在测量开始前通过排气阀可以将背压容器中的空气排出；压力传感器4，贯穿在背压容器壁，测量背压容器内部的压力；压力采集装置5，与压力传感器相连接，记录背压容器内部压力与压力变化，通过实际的背压油压力变化可得出喷油器的反应时间。

上述测量装置中还包括压力表3，压力表与背压容器相固定，贯穿背压容器壁，测量并显示背压容器中背压油的压力。在实际的测量过程中，检测者可以通过压力表直观地得出背压容器内部的背压油实际压力状况，从而对测量过程中背压容器内的压力进行监视。

进油阀安装在背压容器的顶部，将背压油从背压容器内部自上而下充入，使背压油完全充满背压容器并迅速达到压力稳定状态。

泄油阀安装在背压容器的底部，在测量结束后可以迅速将背压油从背压容器中排出。

本发明的喷油器响应时间的测量方法，包括以下步骤：

a、排空燃油进油管与喷油器中的空气，通过油泵将燃油进油管中充满高压燃油，在喷油器端做好喷油准备；

b、关闭背压容器的泄油阀，打开进油阀和排气阀，在向背压容器中注入背压油的同时将背压容器中的空气排出；

c、排净背压容器中的空气后，关闭排气阀，向背压容器中继续添加背压油至背压容器内压力到达预设的背压值，通过压力表或者压力传感器得出背压值稳定后关闭进油阀，测量的准备至此完全就绪；

d、喷油器控制装置向喷油器发送触发信号，喷油器向充满背压油的背压容器内部喷油，在喷油器控制装置发送触发信号的同时，压力传感器和压力采集装置记录背压容器内部的压力变化；

e、通过计算喷油器控制装置发送触发信号和压力采集装置实际记录到的压力开始上升时刻之间的时间间隔，得出喷油器的响应时间Ts，喷油器的实际喷油时间长度为Ti；

f、测量结束，打开排气阀和泄油阀，通过泄油阀将背压容器内部的背压油排出。

背压容器中注入的背压油与喷油器所喷出的高压燃油相同，测量结束后无需将燃油与背压油分离，从而可以多次进行测量。

喷油器控制装置向喷油器发送的触发信号为脉冲信号，压力采集装置于上述脉冲信号的上升沿开始记录背压容器中的压力情况。

多次测量同一喷油器的响应时间，并取平均值以减小误差，从而使测量得出的响应时间更加接近实际的喷油器响应时间。

本发明的喷油器响应时间的测量装置及测量方法中，设置了充满背压油的背压容器，压力传感器和压力采集装置通过测量记录并比较背压容器中背压油的压力变化得出喷油器的实际喷油时间，实际喷油时间与喷油器控制装置发送触发喷油信号之间的时间间隔即视为喷油器的响应时间。在测量中喷油器的工作压力充分模拟为实际的发动机气缸内的压力，背压油的压力也可以根据喷油器将来的实际具体应用环境而作出相应的改变，以满足测量过程与实际工作情况的尽量近似，从而可以使检测结果更加接近于喷油器实际的喷油响应滞后时间，为评价发动机喷油器的开启响应时间参数并为发动机的电控单元制定喷油策略提供依据。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种喷油器响应时间的测量方法，其中应用的测量装置包括：背压容器，内部形成中空的空腔，构成上述测量装置的主体，在测量中容纳背压油形成背压环境；喷油器，与背压容器相固定，贯穿背压容器壁，其前端喷嘴通入背压容器内部，后端与燃油进油管相连接；燃油进油管，与喷油器相连接，将油泵中的燃油输送至喷油器；喷油器控制装置，与喷油器相连接，向喷油器发送喷油脉冲信号以控制喷油器的喷油动作；进油阀，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，通过进油阀向背压容器内部注入背压油；泄油阀，与背压容器相固定，通入背压容器的内部空间，通过泄油阀将背压容器内部的背压油排出；排气阀，设置在背压容器顶端，连通外部环境和背压容器的内部空间；压力传感器，贯穿在背压容器壁，测量背压容器内部的压力；压力采集装置，与压力传感器相连接，记录背压容器内部压力与压力变化，上述测量方法包括以下步骤：

a、排空燃油进油管与喷油器中的空气，通过油泵将燃油进油管中充满高压燃油；

b、关闭背压容器的泄油阀，打开进油阀和排气阀，在向背压容器中注入背压油的同时，通过排气阀将背压容器中的空气排出；

c、排净背压容器中的空气后，关闭排气阀，向背压容器中继续添加背压油至背压容器内压力到达预设的背压值，背压值稳定后关闭进油阀；

d、喷油器控制装置向喷油器发送触发信号，喷油器向充满背压油的背压容器内部喷油，在喷油器控制装置发送触发信号的同时，压力传感器和压力采集装置记录背压容器内部的压力变化；

e、通过计算喷油器控制装置发送触发信号和压力采集装置实际记录到的压力开始上升时刻之间的时间间隔，得出喷油器的响应时间；

f、测量结束，打开排气阀和泄油阀，将背压容器内部的背压油排出。

2.根据权利要求1所述的喷油器响应时间的测量方法，其特征在于：背压容器中注入的背压油与喷油器所喷出的高压燃油性质相同。

3.根据权利要求2所述的喷油器响应时间的测量方法，其特征在于：喷油器控制装置向喷油器发送的触发信号为脉冲信号，压力采集装置于上述脉冲信号的上升沿开始采集背压容器中的压力情况。

4.根据权利要求2所述的喷油器响应时间的测量方法，其特征在于：多次测量同一喷油器的响应时间，并取平均值以减小误差。

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