CN106368875A - 喷油器针阀升程的横向测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油器针阀升程的横向测量方法，具体测量步骤如下：1)使用一个内部有通孔的螺栓，将光纤位移传感器置于螺栓中，然后安装在喷油器体侧面的加工孔中；2)采用光源驱动使光源稳定发光，光线经输入光纤，照射在控制柱塞的测量槽表面上,随着控制柱塞移动产生不同强度的反射光线，反射光线由输出光纤接收；3)由光接收电路中的光电转换元件将所接收到的光信号转换为电信号，经放大器和滤波电路后，得到对应的电信号产生相应的信号；4)计算得到两信号的比例系数，根据位移与比例系数之间的线性关系，计算得到喷油器针阀的升程。本发明采用光纤位移传感器能测量针阀的微小位移，且测量的误差很小，分辨率高。

Description

喷油器针阀升程的横向测量方法

技术领域

本发明涉及柴油机监测技术，尤其涉及一种喷油器针阀升程的横向测量方法。

背景技术

柴油机喷油器针阀升程是柴油机运行过程中的一个重要参数，针阀升程的精确测量对柴油机工作过程的模拟仿真、性能改进、状态监测等方面有重大的意义。传统的柴油机喷油器针阀升程测量多采用电感式或霍尔传感器，从喷油器的顶部到调压弹簧上阀座打一个通孔，从通孔中伸进位移传感器的探头，调整好探头与下阀座顶部表面之间的距离，当针阀动作时，使之能正好在传感器的线性范围内。但是，目前使用的喷油器多采用电控喷油器，喷油器顶部为电磁阀，无法安装常用的位移传感器，而且针阀的直径小，不便加工和测量，因此必须要重新设计一种从横向测量船舶柴油机喷油器针阀升程的方法。

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，提供一种喷油器针阀升程的横向测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种喷油器针阀升程的横向测量方法，包括电控喷油器，所述电控喷油器的喷油器体侧面有一个有内螺纹的加工孔，加工孔与电控喷油器内的导管贯通，在喷油器体侧面与加工孔对应的控制柱塞的位置处，有一个跟随控制柱塞移动,并能反射光源入射光线的测量槽；

具体测量步骤如下：

1)使用一个内部有通孔的螺栓，将光纤位移传感器置于螺栓中，然后安装在喷油器体侧面的加工孔中；

2)采用光源驱动使光源稳定发光，光源发出的光的强度为I₂，光线经输入光纤，照射在控制柱塞的测量槽表面上,随着控制柱塞移动产生不同强度的反射光线，反射光线由输出光纤接收；

反射光强度I₁为

$I_1=K_1{K}_2{U}_1^2\underset{S_1}{\∫\∫}IdS$

式中：K₁，K₂分别为输入光纤和输出光纤的光功率损耗系数；U₁为反光面的光反射系数；S₁为输出光纤的接收面积；

3)由光接收电路中的光电转换元件将所接收到的光信号I₁和I₂转换为电信号，经放大器和滤波电路后，得到对应的电信号产生相应的信号V₁，V₂；

V₁＝D₁C₁I₁；

V₂＝D₂C₂I₂

式中：D₁和D₂是光信号I₁和I₂各自光电探测器的光电转换系数；C₁和C₂是光信号I₁和I₂各自放大器的放大系数；

4)计算得到两信号的比例系数，根据位移与比例系数之间的线性关系，计算得到喷油器针阀的升程。

按上述方案，所述步骤2)中光纤为同心圆型光纤。

按上述方案，所述光纤位移传感器光纤的直径为1.25mm。

按上述方案，所述测量槽尺寸如下：径向深度为0.2mm，轴向宽度为1.25mm。

本发明产生的有益效果是：

1.采用从侧向打孔，在控制柱塞上加工测量槽测量针阀位移的方法，能在顶部装有电磁阀，不方便安装传感器的情况下，实现对喷油器针阀位移的测量。

2.采用光纤位移传感器能测量针阀的微小位移，且测量的误差很小，分辨率高。

3.采用非接触式测量的方法对喷油器针阀的运动不会产生影响。

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是本发明实施例的电控喷油器加工结构示意图；

图2电控喷油器中加工的测量槽形状示意图；

图3是本发明实施例的测量方法流程图；

图4是本发明实施例的针阀升程与比例系数的关系图；

图中：1-低压油道；2-螺栓；3-光纤位移传感器；4-加工孔；5-电磁阀；6-高压油道；7-控制柱塞；8-测量槽；9-喷油器体；10-导管；11-弹簧；12-针阀。

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，首先对电控喷油器进行如下加工。

在使用的电控喷油器的喷油器体9侧面加工一个加工孔4，加工孔4与导管10贯通，内部有内螺纹。使用一个内部有通孔的螺栓2，将光纤位移传感器3置于其中，安装在之前加工的喷油器体9侧面的加工孔4中，由于带保护套的光纤位移传感器的直径为1.5mm，使用内有1.5mm通孔的直径为5mm的螺栓，加工孔的直径即为5mm。在喷油器体9侧面开与加工孔4对应的控制柱塞7的位置处，加工一个测量槽8，加工的测量槽8的形状为图2所示方案，由于控制柱塞的直径为4mm，选用的光纤位移传感器光纤的直径为1.25mm，考虑到控制柱塞的强度和测量的精度，加工的测量槽尺寸为径向深度为0.2mm，轴向宽度为1.25mm。

如图3所示，一种喷油器针阀升程的横向测量方法，采用上述加工后的电控喷油器，该电控喷油器的喷油器体侧面有一个有内螺纹的加工孔，加工孔与电控喷油器内的导管贯通，在喷油器体侧面与加工孔对应的控制柱塞的位置处，有一个跟随控制柱塞移动,并能反射光源入射光线的测量槽；

具体测量步骤如下：

1)使用一个内部有通孔的螺栓，将光纤位移传感器置于螺栓中，然后安装在喷油器体侧面的加工孔中；

2)采用光源驱动使光源稳定发光，光源发出的光的强度为I₂，光线经输入光纤，照射在控制柱塞的测量槽表面上,随着控制柱塞移动产生不同强度的反射光线，反射光线由输出光纤接收；

反射光强度I₁为

$I_1=K_1{K}_2{U}_1^2\underset{S_1}{\∫\∫}IdS$

式中：K₁，K₂分别为输入光纤和输出光纤的光功率损耗系数；U₁为反光面的光反射系数；S₁为输出光纤的接收面积；

3)由光接收电路中的光电转换元件将所接收到的光信号I₁和I₂转换为电信号，经放大器和滤波电路后，得到对应的电信号产生相应的信号V₁，V₂；

V₁＝D₁C₁I₁；

V₂＝D₂C₂I₂

式中：D₁和D₂是光信号I₁和I₂各自光电探测器的光电转换系数；C₁和C₂是光信号I₁和I₂各自放大器的放大系数；

4)计算得到两信号的比例系数，根据位移与比例系数之间的线性关系，计算得到喷油器针阀的升程，喷油器针阀升程与比例系数之间的关系具体如图4所示。

$V=\frac{V_1}{V_2}=\frac{D_1{C}_1{K}_1{K}_2{U}_1^2\underset{S_1}{\∫\∫}IdS}{D_2{C}_2{I}_2}=\frac{K\underset{S_1}{\∫\∫}IdS}{I_2}$

其中：

$K=\frac{D_1{C}_1{K}_1{K}_2{U}_1^2}{D_2{C}_2}.$

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 (4)

1.一种喷油器针阀升程的横向测量方法，包括电控喷油器，所述电控喷油器的喷油器体侧面有一个有内螺纹的加工孔，加工孔与电控喷油器内的导管贯通，在喷油器体侧面与加工孔对应的控制柱塞的位置处，有一个跟随控制柱塞移动,并能反射光源入射光线的测量槽；

具体测量步骤如下：

1)使用一个内部有通孔的螺栓，将光纤位移传感器置于螺栓中，然后安装在喷油器体侧面的加工孔中；

2)采用光源驱动使光源稳定发光，光源发出的光的强度为I₂，光线经输入光纤，照射在控制柱塞的测量槽表面上,随着控制柱塞移动产生不同强度的反射光线，反射光线由输出光纤接收；

反射光强度I₁为

$I_1=K_1{K}_2{U}_1^2\underset{S_1}{\∫\∫}IdS$

式中：K₁，K₂分别为输入光纤和输出光纤的光功率损耗系数；U₁为反光面的光反射系数；S₁为输出光纤的接收面积；

3)由光接收电路中的光电转换元件将所接收到的光信号I₁和I₂转换为电信号，经放大器和滤波电路后，得到对应的电信号产生相应的信号V₁，V₂；

V₁＝D₁C₁I₁；

V₂＝D₂C₂I₂

式中：D₁和D₂是光信号I₁和I₂各自光电探测器的光电转换系数；C₁和C₂是光信号I₁和I₂各自放大器的放大系数；

4)计算得到两信号的比例系数，根据位移与比例系数之间的线性关系，计算得到喷油器针阀的升程。

2.根据权利要求1所述的横向测量方法，其特征在于，所述步骤2)中光纤为同心圆型光纤。

3.根据权利要求1所述的横向测量方法，其特征在于，所述光纤位移传感器光纤的直径为1.25mm。

4.根据权利要求1所述的横向测量方法，其特征在于，所述测量槽尺寸如下：径向深度为0.2mm，轴向宽度为1.25mm。