CN103697962B - 一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体喷嘴喷气体积测试装置及方法，该装置包括静水天平、水槽、气体收集容器、喷气管、抽气管、温度传感器和压力传感器；所述静水天平固定高度放置，气体收集容器通过吊钩垂直悬挂在静水天平下方的测量点；气体收集容器倒置浸入装有水溶液的水槽中，且不与水槽相接触；喷气管和抽气管通过水槽底面垂直伸入气体收集容器中，且与气体收集容器内部上表面保持一定距离；所述温度传感器设置在气体收集容器内部并靠近内部上表面，压力传感器设置在喷气管下端面附近；所述水槽中在气体收集容器外侧还设有通过水槽底面垂直伸入的溢水管。本发明装置可通过计算机控制实现测试自动化，测量结果精度满足气体喷嘴评价要求。

Description

一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试方法及装置

技术领域

本发明涉及体积测试领域，尤其涉及一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试方法及装置。

背景技术

气体喷嘴主要应用于燃用气体燃料的新能源汽车，是气体燃料发动机、油/气双燃料以及油/气两用燃料发动机等车用发动机燃料喷射系统的核心部件。该部件在发动机不同工作状态下的燃气喷射体积将直接影响到发动机动力性、燃油经济性以及排放水平，从而影响新能源汽车的性能。因此，准确测量气体喷嘴喷气体积对提高上述类型发动机和新能源汽车的性能至关重要。目前，针对气体喷嘴喷气体积的测试方法较为单一，通常直接通过气体流量计对气体喷嘴喷气流量进行测量，然而测量精度和效率不能较好满足发动机测试、标定等开发工作的需求。根据相关文献，迄今为止，国内外尚未有对气体喷嘴喷气体积测量专用测量装置的描述。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试方法及装置，能准确测量气体喷嘴喷气体积，测量精度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试装置，包括静水天平、水槽、气体收集容器、喷气管、抽气管、温度传感器和压力传感器；所述静水天平固定高度放置，气体收集容器通过吊钩垂直悬挂在静水天平下方的测量点；气体收集容器倒置浸入装有水溶液的水槽中，且不与水槽相接触；喷气管和抽气管通过水槽底面垂直伸入气体收集容器中，且与气体收集容器内部上表面保持一定距离；所述温度传感器设置在气体收集容器内部并靠近内部上表面，压力传感器设置在喷气管下端面附近；所述水槽中在气体收集容器外侧还设有通过水槽底面垂直伸入的溢水管。

按上述方案，所述抽气管下部连接用于调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平的调整装置。

按上述方案，所述调整装置包括抽气电磁阀、除水器、真空泵电磁阀、放气电磁阀、除水器放水电磁阀、真空泵、放水管和下水槽；所述抽气管下端面伸入除水器中，抽气电磁阀安装在抽气管在水槽与除水器之间的部分，除水器通过真空泵电磁阀和气管与真空泵连接，通过气管与放气电磁阀连接，通过放水管和除水器放水电磁阀与下水槽连接。

按上述方案，所述喷气管和抽气管与气体收集容器内部上表面距离大于10cm。

按上述方案，所述抽气管上端面应比喷气管上端面低5cm以上。

按上述方案，所述测试装置还包括连接下水槽与上水槽的抽水泵，用于将水从下水槽抽至上水槽。

一种使用上述排水称重式气体喷嘴喷气体积测试装置的方法，包括以下步骤：

1）通过抽气管调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平；

2）将喷气管下端面与气体喷嘴密封连接；

3）喷气前，在测试装置稳定状态下，测量并记录静水天平读数F1、压力传感器读数P1、温度传感器读数T1、抽气管上端面到气体收集容器内部上表面的高度H；

4）气体喷嘴通过喷气管下端向气体收集容器中喷入若干周期的气体，喷气过程中，需保持上水槽中液面高度H0始终不变，保证气体收集容器内部液面不低于气体收集容器的下底面；

5）喷气结束后，待测试装置恢复稳定状态后，测量并记录静水天平读数F2、压力传感器读数P2、温度传感器读数T2以及气体喷嘴喷气周期数N；

6）根据已知常量水溶液密度ρ_水和气体密度ρ_气以及上述实际测量量计算标准状态下气体喷嘴喷气周期内的喷气体积。

本发明装置的使用方法为：

1.调整上水槽3和气体收集容器8内部液面高度。打开抽水泵17，开启抽气电磁阀10和真空泵电磁阀11，关闭放气电磁阀16和除水器放水电磁阀20，开启真空泵15，待气体收集容器8内部液面与抽气管9上端面齐平、上水槽3内部液面与溢水管12上端面齐平，关闭真空泵15，关闭抽水泵17，关闭抽气电磁阀10和真空泵电磁阀11，开启放气电磁阀16和除水器放水电磁阀20；

2.开始测试，测量并记录喷气前的稳定状态下的各参数；

3.气体喷嘴喷射气体。控制气体喷嘴喷射N个周期气体，且保证气体收集容器8内部液面不低于气体收集容器8的下底面；

4.气体喷嘴喷气结束，中断气源；

5.停止测试，测量并记录喷气后的稳定状态下的各参数；

6.通过计算机4处理喷气前后测量数据，输出标准状态下气体喷嘴喷气体积测量结果；

7.完成测试。重复步骤1,为下次测试准备。

本发明产生的有益效果是：使用本装置及方法可以准确测量气体喷嘴喷气体积，测量精度高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试装置，包括静水天平5、上水槽3、气体收集容器8、喷气管6、抽气管9、温度传感器7、压力传感器2；静水天平5应固定高度放置；气体收集容器8（气体收集容器为等截面容器）应垂直悬挂在静水天平3下方的测量点；气体收集容器2应浸入装有定量水溶液的上水槽3中，且不与水槽相接触；喷气管6和抽气管9通过上水槽3底面垂直伸入气体收集容器8中，两者除不与气体收集容器8有接触外，与气体收集容器8内部上表面距离大于10cm，彼此应保持一定距离，互不干涉；抽气管9上端面应比喷气管6上端面低5cm以上；通过抽气管9调整气体收集容器8内部液面与抽气管9上端面齐平；温度传感器7应固定，且高于气体收集容器8内部液面，且不与其它结构或水溶液接触；压力传感器2位于喷气管6下端面附近；喷气管6下端面在测试中始终由气体喷嘴1密封连接；上水槽3中在气体收集容器外侧还设有通过水槽底面垂直伸入的溢水管12。

抽气管下部连接用于调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平的调整装置，调整装置包括抽气电磁阀10、除水器19、真空泵电磁阀11、放气电磁阀16、除水器放水电磁阀20、真空泵15、放水管21和下水槽18；所述抽气管下端面伸入除水器中，抽气电磁阀安装在抽气管在水槽与除水器之间的部分，除水器通过真空泵电磁阀和气管与真空泵连接，通过气管与放气电磁阀连接，通过放水管和除水器放水电磁阀与下水槽连接。

测试装置还包括连接下水槽与上水槽的抽水泵，用于将水从下水槽抽至水槽，以及设置在上水槽底部，用于上水槽放水的放水管14。

为进一步提高测试精度，使用计算机4进行数据读取和装置控制。装置原理如下：

1.开启计算机4，调整气源达到测试要求；

2.调整上水槽3和气体收集容器8内部液面高度。其中，通过计算机4，打开抽水泵17，开启抽气电磁阀10和真空泵电磁阀11，关闭放气电磁阀16和除水器放水电磁阀20，开启真空泵15，待气体收集容器8内部液面与抽气管9上端面齐平、上水槽3内部液面与溢水管12上端面齐平，关闭真空泵15，关闭抽水泵17，关闭抽气电磁阀10和真空泵电磁阀11，开启放气电磁阀16和除水器放水电磁阀20；

3.开始测试，通过计算机4，测量并记录喷气前的稳定状态下的各参数；

4.气体喷嘴喷射气体。其中，通过计算机4，控制气体喷嘴喷射N个周期气体，且保证气体收集容器8内部液面不低于气体收集容器8的下底面；

5.气体喷嘴喷气结束，中断气源；

6.停止测试，通过计算机4，测量并记录喷气后的稳定状态下的各参数；

7.通过计算机4处理喷气前后测量数据，输出标准状态下气体喷嘴喷气体积测量结果；

8.完成测试。重复步骤2,为下次测试准备。

本发明还提供一种使用上述排水称重式气体喷嘴喷气体积测试装置的进行气体喷嘴喷气体积测试的方法，包括以下步骤：

1）通过抽气管调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平；

2）将喷气管下端面与气体喷嘴密封连接；

3）喷气前，在测试装置稳定状态下，测量并记录静水天平读数F1、压力传感器读数P1、温度传感器读数T1、抽气管上端面到气体收集容器内部上表面的高度H；

4）气体喷嘴通过喷气管下端向气体收集容器中喷入若干周期的气体，喷气过程中，需保持水槽中液面高度H0始终不变，保证气体收集容器内部液面不低于气体收集容器的下底面；

5）喷气结束后，待测试装置恢复稳定状态后，测量并记录静水天平读数F2、压力传感器读数P2、温度传感器读数T2以及气体喷嘴喷气周期数N；

6）根据已知常量水溶液密度ρ_水和气体密度ρ_气以及上述实际测量量计算标准状态下气体喷嘴喷气周期内的喷气体积。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种排水称重式气体喷嘴喷气体积测试装置，其特征在于，包括静水天平、水槽、气体收集容器、喷气管、抽气管、温度传感器和压力传感器；所述静水天平固定高度放置，气体收集容器通过吊钩垂直悬挂在静水天平下方的测量点；气体收集容器倒置浸入装有水溶液的水槽中，且不与水槽相接触；喷气管和抽气管通过水槽底面垂直伸入气体收集容器中，且与气体收集容器内部上表面保持一定距离；所述温度传感器设置在气体收集容器内部并靠近内部上表面，压力传感器设置在喷气管下端面附近；所述水槽中在气体收集容器外侧还设有通过水槽底面垂直伸入的溢水管；所述抽气管下部连接用于调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平的调整装置。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述调整装置包括抽气电磁阀、除水器、真空泵电磁阀、放气电磁阀、除水器放水电磁阀、真空泵、放水管和下水槽；所述抽气管下端面伸入除水器中，抽气电磁阀安装在抽气管在水槽与除水器之间的部分，除水器通过真空泵电磁阀和气管与真空泵连接，通过气管与放气电磁阀连接，通过放水管和除水器放水电磁阀与下水槽连接。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述喷气管和抽气管与气体收集容器内部上表面距离大于10cm。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述抽气管上端面应比喷气管上端面低5cm以上。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括连接下水槽与水槽的抽水泵，用于将水从下水槽抽至水槽。

6.一种使用根据权利要求1所述测试装置的气体喷嘴喷气体积测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过抽气管调整气体收集容器内部液面与抽气管上端面齐平；

2）将喷气管下端面与气体喷嘴密封连接；

3）喷气前，在测试装置稳定状态下，测量并记录静水天平读数F1、压力传感器读数P1、温度传感器读数T1、抽气管上端面到气体收集容器内部上表面的高度H；

4）气体喷嘴通过喷气管下端向气体收集容器中喷入若干周期的气体，喷气过程中，需保持水槽中液面高度H0始终不变，保证气体收集容器内部液面不低于气体收集容器的下底面；

5）喷气结束后，待测试装置恢复稳定状态后，测量并记录静水天平读数F2、压力传感器读数P2、温度传感器读数T2以及气体喷嘴喷气周期数N；

6）根据已知常量水溶液密度ρ_水和气体密度ρ_气以及上述实际测量量计算标准状态下气体喷嘴喷气周期内的喷气体积。