CN103225581A - 发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种燃料喷射装置的测试技术，进一步涉及一种发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统。本发明的目的在于提供了一种台架上观察发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统。发动机喷油器积碳形成模拟装置，包括：带有与喷油器外部形状相符通孔的喷油器包覆装置，用于嵌入喷油器；嵌在包覆装置内，位于喷油器喷油口外围的加热线圈15；盖板13。本发明相对于现有技术的有点在于：提供了模拟发动机环境的一种实验装置，可单一地调整每个参数，从而为积碳的形成机理提供了实验手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射装置的测试技术，进一步涉及一种发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统。
背景技术
汽油机缸内直喷技术由于能显著改善燃油经济性，满足未来更严格的排放标准，已经成为车用汽油机的一个重要发展方向。但是，这些新型汽车使用过程中形成的沉积物会显著影响GDI发动机的优越性能。根据相关文献，喷孔处6μm厚的积碳就能使流量降低26%。积碳问题对直喷汽油机尤其是喷雾引导型直喷汽油机的影响不容忽视，由于积碳对汽车动力性的影响很难察觉，故绝大部分车主不注意对喷油器的保养和更换，而一些汽油清净分散剂也无法从根本解决这个问题，所以对喷油器积碳问题的研究十分必要。
喷油器积碳现象在发动机运行很短时间后即可形成，并且与运行时间并不呈线性关系。由于积碳的形成与多种因素有关，若要定量研究各种因素对积碳的影响，可设定各影响参数，使喷油器在发动机上连续运行一段时间，观测不同参数对积碳的影响。
由于喷油器安装在发动机上，观测积碳的行程过程非常困难，急需一种台架上观察发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种台架上观察发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统。
发动机喷油器积碳形成模拟装置，包括：
带有与喷油器外部形状相符通孔的喷油器包覆装置，用于嵌入喷油器；嵌在包覆装置内，位于喷油器喷油口外围的加热线圈15；盖板13。
所述喷油器包覆装置上部有一对固定外缘，外缘中开有固定孔并安放紧固螺栓14a、14b。
包含上述发动机喷油器积碳形成模拟装置的发动机喷油器积碳形成模拟系统，还包括：
与喷油器连接的喷油器控制电路1，与喷油器连接的稳压器6，与稳压器相连的温度传感器2、压力传感器3、油泵4，与油泵另一端相连的油箱5,与加热线圈相连的温控仪9，与控制电路相连的上位机10，用于收集喷油器喷出油料的集油器8。
作为优选方案，该系统还包括：一个温度、压力和氧浓度可控的喷雾箱，发动机喷油器积碳形成模拟装置置于其中。
所述喷雾箱外围包覆加热板；外部连接氧气、氮气供给系统，控制箱内压力以及氧浓度。
在使用过程中，可通过调节加热线圈的温度，使其模拟发动机内的温度环境，通过对油路的流量、压力进行调节，观察积碳在特定条件下的行程过程，对于优化喷油器设计具有很好的参考价值。
本发明相对于现有技术的有点在于：
提供了模拟发动机环境的一种实验装置，可单一地调整每个参数，从而为积碳的形成机理提供了实验手段。
附图说明
图1为本发明发动机喷油器积碳形成模拟装置结构示意图。
图2为实施例1发动机喷油器积碳形成模拟装置装配结构示意图，图中，11代表发动机喷油器积碳形成模拟装置，12代表喷油器，13代表盖板，14a、14b代表紧固螺栓，15代表加热线圈。
图3为图2中盖板的俯视图。
图4为实施例1发动机喷油器积碳形成模拟系统结构示意图，图中，1代表喷油器控制电路，2代表温度传感器，3代表压力传感器，4代表油泵，5代表油箱，6代表稳压器，7代表发动机喷油器积碳形成模拟装置，8代表集油盘，9代表温控仪，10代表上位机。
具体实施方式
实施例1：
对照图2、3、4，说明本发明的实现方式。
发动机喷油器积碳形成模拟装置，包括：
带有与喷油器外部形状相符通孔的喷油器包覆装置，用于嵌入喷油器；嵌在包覆装置内，位于喷油器喷油口外围的加热线圈15；盖板13；所述喷油器包覆装置上部有一对固定外缘，外缘中开有固定孔并安放紧固螺栓14a、14b。
发动机喷油器积碳形成模拟系统，包括：上述发动机喷油器积碳形成模拟装置7；与喷油器12连接的喷油器控制电路1，与喷油器连接的稳压器6，与稳压器相连的温度传感器2、压力传感器3、油泵4，与油泵另一端相连的油箱5,与加热线圈相连的温控仪9，与控制电路相连的上位机10，用于收集喷油器喷出油料的集油器8。
在一台实验室搭建的2升4缸增压直喷带EGR汽油机台架上开展喷油器积碳实测，该实验机具有开放式ECU，双VVT系统，能够实现对喷油压力、喷油脉宽、点火提前角以及EGR率、增压比等的控制，以商用97#汽油为实验用油，选取不同的转速、EGR率以及增压比，调整点火定时、喷油脉宽、喷油压力等参数，使发动机在各实验工况下连续运行固定时间，获取喷油器在不同燃烧控制因素下积碳的形成。表1是对该喷油器积碳的成分分析。
发动机喷油器积碳形成模拟系统，采用上面实验中的喷油器，将加热线圈的温度设定在20-400℃之间，发动机喷油器积碳形成模拟装置放置在一个温度、压力和氧浓度可控的喷雾箱内，喷雾箱由加热板温控系统控制箱内温度，由氧气、氮气供给系统控制箱内压力以及氧浓度。喷射燃油的压力和喷射脉宽可控。表2是在发动机喷油器积碳形成模拟系统对该喷油器积碳的成分分析。
所用检测仪器为岛津能量色散X射线光谱仪Energy DispersiveX-Ray Spectroscopy，型号为：岛津EDX-LE。该仪器能够借助分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现对波长的测定，从而得出试样所含的元素，根据强度测定元素的相对含量。
从表1、2的对比分析来看，发动机喷油器积碳形成模拟系统可以较好的模拟喷油器在发动机内的工作环境。
表1喷油器在实际发动机中积碳的成分分析
| 元素 | 重量百分比（%） | 原子百分比（%） |
| 碳 | 69.07 | 77.87 |
| 氧 | 20.77 | 17.58 |
| 纳 | 3.77 | 2.22 |
| 镁 | 0.06 | 0.04 |
| 铝 | 0.05 | 0.02 |
| 硅 | 0.09 | 0.04 |
| 磷 | 3.74 | 1.58 |
| 硫 | 0.40 | 0.14 |
| 钾 | 0.17 | 0.06 |
| 钙 | 0.17 | 0.05 |
| 铬 | 0.60 | 0.15 |
| 锰 | 0.86 | 0.21 |
| 铁 | 0.26 | 0.05 |
| 锌 | 0.09 | 0.04 |
| 总量 |
表2喷油器在积碳形成模拟系统上的成分分析
| 元素 | 重量百分比（%） | 原子百分比（%） |
| 碳 | 61.79 | 71.68 |
| 氧 | 26.11 | 22.73 |
| 纳 | 3.91 | 2.37 |
| 镁 | 0.22 | 0.12 |
| 铝 | 0.51 | 0.26 |
| 硅 | 0.65 | 0.32 |
| 磷 | 0.09 | 0.04 |
| 硫 | 3.71 | 1.61 |
| 钾 | 0.47 | 0.17 |
| 钙 | 0.53 | 0.18 |
| 铬 | 0.04 | 0.01 |
| 锰 | 1.05 | 0.27 |
| 铁 | 0.64 | 0.16 |
| 锌 | 0.29 | 0.06 |
| 总量 | 100.00 |
Claims (5)
1.发动机喷油器积碳形成模拟装置，其特征在于，包括：
带有与喷油器外部形状相符通孔的喷油器包覆装置，用于嵌入喷油器；嵌在包覆装置内，位于喷油器喷油口外围的加热线圈（15）；盖板（13）。
2.根据权利要求1所述发动机喷油器积碳形成模拟装置，其特征在于，所述喷油器包覆装置上部有一对固定外缘，外缘中开有固定孔并安放紧固螺栓（14a、14b）。
3.包含权利要求1所述发动机喷油器积碳形成模拟装置的发动机喷油器积碳形成模拟系统，其特征在于，还包括：
与喷油器连接的喷油器控制电路（1），与喷油器连接的稳压器（6），与稳压器相连的温度传感器（2）、压力传感器（3）、油泵（4），与油泵另一端相连的油箱（5）,与加热线圈相连的温控仪（9），与控制电路相连的上位机（10），用于收集喷油器喷出油料的集油器（8）。
4.根据权利要求3所述的发动机喷油器积碳形成模拟系统，其特征在于，还包括：
一个温度、压力和氧浓度可控的喷雾箱，发动机喷油器积碳形成模拟装置置于其中。
5.根据权利要求4所述的发动机喷油器积碳形成模拟系统，其特征在于，所述喷雾箱外围包覆加热板；外部连接氧气、氮气供给系统，控制箱内压力以及氧浓度。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101207781A CN103225581A (zh) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| CN2013101207781A Pending CN103225581A (zh) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | 发动机喷油器积碳形成模拟装置及系统 |
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- 2013-04-09 CN CN2013101207781A patent/CN103225581A/zh active Pending
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