CN103807064A - 一种光学发动机的供油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学发动机的供油系统，属于发动机试验技术领域。所述系统包括：存储燃油的燃油箱、对燃油进行加压的增压单元、存储加压后的燃油的油轨、用于控制所述油轨中的所述燃油的压力的油压控制单元、喷油器，所述油压控制单元包括测量所述油轨中的所述燃油的压力的压力传感器、用于分流所述油轨中的所述燃油的调压电磁阀、油压控制器，所述燃油箱、增压单元、油轨与喷油器通过油管顺次连接，所述压力传感器和调压电磁阀均安装在油轨上，所述油压控制器与所述压力传感器和调压电磁阀电连接。本发明通过提供可靠的、稳定的可精细调整光学发动机燃油压力的供油系统，能够很好地保证光学发动机试验结果的准确性。

Description

一种光学发动机的供油系统

技术领域

本发明涉及发动机试验技术领域，特别涉及一种光学发动机的供油系统。

背景技术

光学发动机主要用于试验研究发动机缸内燃烧喷雾情况、火焰传播情况、碳烟生成情况等。目前光学发动机可以采用加长活塞并在加长活塞顶面设置一个尽可能大的透明窗口来完成对发动机的工作情况的研究。试验时，通过加长活塞顶面的透明窗口和加长活塞下部轴线方向的窗口内设置的反射镜，利用激光诱导荧光方法和高速相机来拍摄图像，然后利用这些图像对发动机缸内流场、喷雾湿壁、缸内燃烧等情况进行研究。

进一步研究发现，对于多次同工况试验而言，光学发动机燃油压力的波动会导致发动机缸内流场、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据的采集不一致，进而导致试验结果不准确。因此，在试验过程中对燃油压力的要求较为苛刻，需要根据不同工况提供不同压力的稳恒燃油。

但是，在实际应用中，光学发动机台架由于其台架的特殊性，不能像GDI（Gasoline Direct Injection，汽油缸内直喷）发动机（也称为缸内喷注式汽油发动机），将高压油泵集成到发动机本体驱动，因此需要增加外置的高压供油系统以满足GDI发动机试验需求，但目前由于缺乏可靠的、稳定的可精细调整光学发动机燃油压力的供油系统，无法解决因燃油压力的波动导致的发动机缸内流畅、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据一致性差、试验结果不准确的问题。

发明内容

为了解决现有技术中因燃油压力波动导致的缸内流畅、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据一致性差、试验结果不准确的问题，本发明实施例提供了一种光学发动机的供油系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种光学发动机的供油系统，所述系统包括：

存储燃油的燃油箱、对来自所述燃油箱的所述燃油进行加压的增压单元、存储加压后的所述燃油的油轨、用于控制所述油轨中的所述燃油的压力的油压控制单元、喷油器，所述油压控制单元包括测量所述油轨中的所述燃油的压力的压力传感器、用于分流所述油轨中的所述燃油的调压电磁阀、油压控制器，所述燃油箱、所述增压单元、所述油轨与所述喷油器通过油管顺次连接，所述压力传感器和所述调压电磁阀均安装在所述油轨上，所述油压控制器与所述压力传感器和所述调压电磁阀电连接。

优选地，所述增压单元包括初级增压单元和二级增压单元，所述初级增压单元和所述二级增压单元依次连接在所述燃油箱和所述油轨之间。

进一步地，所述初级增压单元包括初级增压泵，所述初级增压泵为低频电动机驱动的齿轮式增压泵。

更进一步地，所述初级增压单元加压后的所述燃油的压力为10～15bar。

进一步地，所述二级增压单元包括二级增压泵，所述二级增压泵为高频电动机驱动的柱塞式增压泵。

更进一步地，所述二级增压单元加压后的所述燃油的压力为150～200bar。

可选地，所述系统还包括单向阀，所述单向阀的输入端与所述调压电磁阀的输出端和所述二级增压泵的输入端连接，所述单向阀的输出端与所述燃油箱连接。

可选地，所述系统还包括燃油调温单元，所述燃油调温单元设置在所述单向阀的输入端与所述二级增压泵的输入端之间。

进一步地，所述燃油调温单元包括燃油调温器和调温水塔，所述燃油调温器的输入端与所述单向阀的输入端相连，所述燃油调温器的输出端与所述二级增压泵的输入端相连。

优选地，所述系统还包括溢流阀，所述溢流阀设置在所述二级增压泵和所述油轨之间。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过增压单元对燃油进行加压，加压后的燃油存储在油轨中，再由油压控制单元根据发动机工况喷油需要，通过调节调压电磁阀的开度，分流多余燃油，来控制和稳定油轨中的燃油的压力，进而保证喷油器中的燃油的压力的稳定，提供一种可靠的、稳定的可精细调整光学发动机燃油压力的供油系统，有效地解决了因燃油压力的波动导致的发动机缸内流场、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据一致性差的问题，能够很好地保证光学发动机试验结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种光学发动机的供油系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种光学发动机的供油系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种光学发动机的供油系统，参见图1，该系统包括：存储燃油的燃油箱15、对来自燃油箱15的燃油进行加压的增压单元11、存储加压后的燃油的油轨12、用于控制油轨12中的燃油的压力的油压控制单元13、喷油器14，油压控制单元13包括测量油轨12中的燃油的压力的压力传感器131、用于分流油轨12中的燃油的调压电磁阀132和油压控制器133，燃油箱15、增压单元11、油轨12和喷油器14通过油管顺次连接，压力传感器131和调压电磁阀132均安装在油轨12上，油压控制器133与压力传感器131和调压电磁阀132电连接。

其中，油压控制器133根据压力传感器131测得的压力值控制调压电磁阀132的阀门开度，进而维持油轨12中的油压。

实现时，该系统还可以包括过滤燃油的燃油滤清器16。燃油滤清器16位于燃油箱15和增压单元11之间，它们之间通过油管相连。

其中，油管可以是钢管（例如，不锈钢钢管等）或者波纹管。具体地，可以根据各处油管承受的实际压力来选用承受压力不同的油管。

本发明实施例通过增压单元对燃油进行加压，加压后的燃油存储在油轨中，再由油压控制单元根据发动机工况喷油需要，通过调节调压电磁阀的开度，分流多余燃油，来控制和稳定油轨中的燃油的压力，进而保证喷油器中的燃油的压力的稳定，提供一种可靠的、稳定的可精细调整光学发动机燃油压力的供油系统，有效地解决了因燃油压力的波动导致的发动机缸内流场、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据一致性差的问题，能够很好地保证光学发动机试验结果的准确性。

实施例二

本发明实施例提供了一种光学发动机的供油系统，参见图2，该系统包括：存储燃油的燃油箱21、对来自燃油箱21的燃油进行加压的增压单元2、存储加压后的燃油的油轨25、用于控制油轨25中的燃油的压力的油压控制单元26、喷油器27，油压控制单元26包括测量油轨25中的燃油的压力的压力传感器261（图未示）、用于分流油轨25中的燃油的调压电磁阀262和油压控制器263，燃油箱21、增压单元2、油轨25和喷油器27通过油管（如图中实线所示）顺次连接，压力传感器261和调压电磁阀262均安装在油轨25上，油压控制器263与压力传感器261和调压电磁阀262电连接。

其中，油轨25包括一个输入口和两个输出口，其输入口与增压单元2的输出端相连，一个输出口与调压电磁阀262连接，另一个输出口与喷油器27的输入端连接。

具体地，油压控制器263通过信号线与压力传感器261和调压电磁阀262电连接（图2中虚线表示信号线，例如电缆）。油压控制单元26稳定和控制油轨25中的燃油的压力的过程是，压力传感器261将油轨25的供油腔内的燃油的压力形成一个压力信号并传送至油压控制器263，油压控制器263接收到该压力信号后，根据发动机工况的喷油需要通过信号线调节调压电磁阀262的开度，以控制调压电磁阀262的泄油量（即调压电磁阀262分流的燃油的量），进而控制油轨25中的燃油的压力。由于该操作采用反馈方式进行，所以控制更精准，燃油的压力更稳恒。

其中，油管可以是钢管（例如，不锈钢钢管等）或者波纹管。具体地，可以根据各处油管承受的实际压力来选用承受压力不同的油管。不同压力的油管之间可以采用快速接头34进行连接。

在本实施例中，增压单元2包括初级增压单元23和二级增压单元24，初级增压单元23和二级增压单元24依次连接在燃油箱21和油轨25之间。其中，初级增压单元23包括初级增压泵231。具体地，初级增压泵231可以为低频电动机驱动的齿轮式增压泵。优选地，初级增压单元加压后的燃油的压力为10～15bar。二级增压单元24包括二级增压泵241。具体地，二级增压泵241可以为高频电动机驱动的柱塞式增压泵。优选地，二级增压单元24加压后的燃油的压力为150～200bar。采用初级增压单元先初步增大燃油的压力，然后在其基础上再将燃油的压力增加到更大，这种循序渐进的增压方式对初级增压泵和二级增压泵造成的损害小，各级增压泵的使用寿命比较长。

在本实施例中，初级增压单元23还可以压力表232，二级增压单元24还可以包括压力表242，设置压力表以方便操作人员实时对燃油的压力进行监控。容易理解地，压力表232设置在初级增压泵231紧邻输出端的位置，压力表242设置在二级增压泵241紧邻输出端的位置。

需要说明的，在其他实施例中，初级增压单元和二级增压单元加压后的燃油的压力也可以根据实际的需要来设置。

在本实施例中，该系统还包括单向阀29，单向阀29的输入端与调压电磁阀262的输出端和二级增压泵241的输入端连接，单向阀29的输出端与燃油箱21连接。具体地，当调压电磁阀262分流的燃油的压力大于单向阀29的开启压力时，调压电磁阀262分流的燃油流向燃油箱21；当调压电磁阀262分流的燃油的压力不大于单向阀29的开启压力时，调压电磁阀分流262的燃油流向二级增压泵241的输入端。通过设置单向阀将压力较大的剩余燃油输送至二级增压泵进行加压，节约了能源。

该系统还可以包括燃油调温单元30，燃油调温单元30设置在单向阀29的输入端与二级增压泵241的输入端之间。其可以用于降低或升高调压电磁阀262分流后流向二级增压泵241的燃油的温度。

具体地，燃油调温单元30包括燃油调温器301和调温水塔302。燃油调温器301由调温水塔302提供调节剩余燃油温度的水（例如，温度等于室温的水），具体地，燃油调温器301与调温水塔302可以通过快速接头34进行连接。优选地，燃油调温器301的输入端与单向阀29的输入端相连，燃油调温器301的输出端与二级增压泵241的输入端相连。采用燃油调温单元降低或升高调压电磁阀分流后流向二级增压泵的燃油的温度，可以有效恢复二级增压泵输出的燃油的温度，从而保证提供给喷油器的燃油的温度前后保持一致，进而保证试验结果的准确性。

容易理解地，燃油调温器301上安装有温度计，以便量取调压电磁阀262分流的燃油的温度。

可选地，该系统还可以包括溢流阀32，溢流阀32设置在二级增压泵241和油轨25之间，防止增压后油压异常或过高损坏油轨器件。具体地，溢流阀32的输入端连接在二级增压泵241和油轨25之间的油路上，溢流阀32的输出端通过溢流管路33与燃油箱21相连接。为了防止两次加压后的燃油的压力超出油轨25所能承受的最高压力值，在二级增压泵和油轨之间的油管中间增加溢流阀，以方便将过高压力的燃油通过溢流管路直接返回燃油箱。

实现时，该系统还可以包括过滤燃油的燃油滤清器22。燃油滤清器22位于燃油箱21和初级增压泵231之间，它们之间通过油管相连。

本发明实施例通过增压单元对燃油进行加压，加压后的燃油存储在油轨中，再由油压控制单元根据发动机工况喷油需要，通过调节调压电磁阀的开度，分流多余燃油，来控制和稳定油轨中的燃油的压力，进而保证喷油器中的燃油的压力的稳定，提供一种可靠的、稳定的可精细调整光学发动机燃油压力的供油系统，有效地解决了因燃油压力的波动导致的发动机缸内流场、喷雾湿壁以及缸内燃烧等数据一致性差的问题，能够很好地保证光学发动机试验结果的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学发动机的供油系统，其特征在于，所述系统包括：存储燃油的燃油箱、对来自所述燃油箱的所述燃油进行加压的增压单元、存储加压后的所述燃油的油轨、用于控制所述油轨中的所述燃油的压力的油压控制单元、喷油器，所述油压控制单元包括测量所述油轨中的所述燃油的压力的压力传感器、用于分流所述油轨中的所述燃油的调压电磁阀、油压控制器，所述燃油箱、所述增压单元、所述油轨与所述喷油器通过油管顺次连接，所述压力传感器和所述调压电磁阀均安装在所述油轨上，所述油压控制器与所述压力传感器和所述调压电磁阀电连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述增压单元包括初级增压单元和二级增压单元，所述初级增压单元和所述二级增压单元依次连接在所述燃油箱和所述油轨之间。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述初级增压单元包括初级增压泵，所述初级增压泵为低频电动机驱动的齿轮式增压泵。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述初级增压单元加压后的所述燃油的压力为10～15bar。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述二级增压单元包括二级增压泵，所述二级增压泵为高频电动机驱动的柱塞式增压泵。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述二级增压单元加压后的所述燃油的压力为150～200bar。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括单向阀，所述单向阀的输入端与所述调压电磁阀的输出端和所述二级增压泵的输入端连接，所述单向阀的输出端与所述燃油箱连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括燃油调温单元，所述燃油调温单元设置在所述单向阀的输入端与所述二级增压泵的输入端之间。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述燃油调温单元包括燃油调温器和调温水塔，所述燃油调温器的输入端与所述单向阀的输入端相连，所述燃油调温器的输出端与所述二级增压泵的输入端相连。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括溢流阀，所述溢流阀设置在所述二级增压泵和所述油轨之间。

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