CN108223228A - 用于燃油喷射系统的试验装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种用于燃油喷射系统的试验装置，所述燃油喷射系统包括油泵和喷油器，所述试验装置包括：压力波传感器，安装在所述油泵与所述喷油器之间的油管并用于测量所述油管内燃油的喷射压力；针阀升程传感器，安装在所述喷油器的内部并用于测量所述喷油器的喷油持续期；规律测试仪，安装在所述喷油器的喷嘴处并用于测量所述喷油器的循环油量和喷油速率；和温控加热组件，设置在所述喷油器上并加热所述喷油器。本申请的试验装置能够模拟喷油器在柴油机气缸盖内的工作环境温度，实现对柴油机燃油喷射系统实际工作环境温度下喷射性能指标的平台测试。本申请还提供一种用于燃油喷射系统的试验方法。
Description
技术领域
本申请涉及柴油机领域，并具体涉及柴油机的燃油喷射测试技术领域。
背景技术
现有的柴油机燃油喷射系统的平台用于模拟喷油器在柴油机缸盖内的实际工作环境，并能够在实际工作环境下测试喷射特性参数。试验方法为通过喷油泵试验台驱动泵-管路-喷嘴系统或高压共轨系统。通过单次喷射仪/喷油规律测试仪测试并记录循环油量、喷油持续期、喷油速率等参数，进而评价燃油喷射系统的喷射性能指标。测试环境为试验油温度在40℃±2℃，高压油泵、喷油器及高压部件均置于室温下。
然而，燃油喷射系统的实际工作环境温度高于室温，喷油器通常置于气缸盖内，而气缸盖内的工作环境温度约在70℃以上，近燃烧室的喷嘴外表面温度甚至可达200℃以上。因此，在室温环境下测得的燃油喷射系统的平台喷射性能指标不能真实反映实际工作性能指标。
发明内容
本申请的目的是提供一种柴油机燃油喷射系统的试验装置，其能够消除或至少缓解现有技术的上述问题。
本申请提供一种用于燃油喷射系统的试验装置，所述燃油喷射系统包括油泵和喷油器，所述试验装置包括：压力波传感器，安装在所述油泵与所述喷油器之间的油管并用于测量所述油管内燃油的喷射压力；针阀升程传感器，安装在所述喷油器的内部并用于测量所述喷油器的喷油持续期；规律测试仪，安装在所述喷油器的喷嘴处并用于测量所述喷油器的循环油量和喷油速率；和温控加热组件，设置在所述喷油器上并加热所述喷油器。
根据本申请的试验装置，所述温控加热组件还包括：第一温控加热器，设置在所述喷油器的主体并将所述喷油器的主体加热至第一温度；和第二温控加热器，设置在所述喷油器的喷嘴并将所述喷嘴加热至第二温度，其中，所述第二温度高于第一温度。
根据本申请的试验装置，所述第一温控加热器和第二温控加热器均包括加热器、温控器和隔热包覆材料。
根据本申请的试验装置，所述第一温控加热器的加热器包括电加热带，所述第一温度在65℃至85℃的范围内；以及所述第二温控加热器的加热器包括按照气缸盖的安装套管定制的陶瓷加热套，所述第二温度高达300℃。
本申请还提供一种用于燃油喷射系统的试验方法，所述燃油喷射系统包括油泵和喷油器，所述试验方法包括：基准试验工况加载；
测试并记录燃油喷射系统的多个喷射性能参数；
通过温度测试设备测量并记录所述燃油喷射系统的温度；
检查数据的完整性；
停止所述燃油喷射系统的运转；
在所述燃油喷射系统冷却至室温后，将温控加热组件安装在所述喷油器上；
以恒定速度加热所述喷油器的外表面，同时，所述燃油喷射系统被加载至额定转速试验工况；
按照一定时间间隔测试并记录多个喷射性能参数；
使所述喷油器的外表面加热至预定温度，在每个试验工况达到系统热平衡后，测试并记录多个喷射性能参数；
通过温度测试设备测量并记录所述燃油喷射系统的温度；和
检查数据的完整性。
根据本申请的试验方法，将温控加热组件安装在所述喷油器上包括将第一温控加热器安装在在所述喷油器的主体，以及将所述第二温控加热器安装在所述喷油器的喷嘴。
根据本申请的试验方法，测试并记录燃油喷射系统的多个喷射性能参数包括：利用压力波传感器测量所述油管内燃油的喷射压力；利用针阀升程传感器测量所述喷油器的喷油持续期；以及利用规律测试仪测量所述喷油器的循环油量和喷油速率。
根据本申请的试验方法，通过温度测试设备测量所述燃油喷射系统的温度包括通过热成像仪记录所述燃油喷射系统的各部件的热成像以及通过热电偶温度传感器测量喷油器的温度。
根据本申请的试验装置，能够模拟喷油器在柴油机气缸盖内的工作环境温度，实现对柴油机燃油喷射系统实际工作环境温度下循环油量、喷油持续期、喷油压力、喷油速率等喷射性能指标的平台测试。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1示出根据本申请的用于燃油喷射系统的试验装置的示意图；和
图2是根据本申请的用于燃油喷射系统的试验方法的流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
图1示出根据本申请的用于燃油喷射系统的试验装置10的示意图。燃油喷射系统可包括油泵20和喷油器30。如图中所示，用于燃油喷射系统的试验装置10包括压力波传感器110、针阀升程传感器120、规律测试仪130和温控加热组件140。
在本申请中，压力波传感器110安装在油泵20与喷油器30之间的油管处，并用于测量油管内燃油的喷射压力；针阀升程传感器120，安装在喷油器30的内部并用于测量喷油器30的喷油持续期即持续时间；规律测试仪、即喷油规律测试仪130，安装在喷油器30的喷嘴320处，并用于测量喷油器30的循环油量和喷油速率。
为了模拟喷油器30在柴油机气缸盖内的工作环境温度，本申请的试验装置10还包括温控加热组件140，其设置在喷油器30上并加热喷油器30。具体地，温控加热组件140包括第一温控加热器142和第二温控加热器144。通过分别第一温控加热器142和第二温控加热器144，将喷油器30的外表面分成两个区域，一部分的加热区域模拟气缸盖内高温冷却水温度，另一部分的加热区域模拟柴油机燃烧室内的燃气平均温度。
第一温控加热器142设置在喷油器30的主体310并将喷油器30的主体310加热至第一温度，第一温度在65℃至85℃的范围内。第一温控加热器142可包括电加热带、数显温控器和隔热包覆材料，电加热带的最高加热温度可达到135℃。
第二温控加热器144设置在喷油器30的喷嘴320处并将喷嘴320加热至第二温度，第二温度可高达300℃。第二温控加热器144可包括陶瓷加热套、数显温控器、隔热包覆材料，其中陶瓷加热套可根据柴油机的气缸盖的安装套管的外形定制。
试验装置10还包括热电偶温度传感器(图中未示)，分别设置在喷油器30的主体310和喷嘴320处，以测量喷油器30的外表面的温度。
本领域技术人员容易理解，本申请的用于燃油喷射系统的试验装置10还可包括测控软件150，用于控制循环油量、喷油持续期、喷油压力、喷油速率等喷射性能指标的记录和测量。
根据本申请的试验方法，通过分别测试喷油器外表面加热前、控制梯度的加热过程中以及热平衡态恒温状态这三种工作环境温度时的燃油喷射系统的喷射性能指标，形成柴油机燃油喷射系统实际工作环境温度下的循环油量、喷油持续期、喷油压力、喷油速率等喷射性能指标的平台测试方法。
参见图2，图2是根据本申请的用于燃油喷射系统的试验方法的流程图。根据本申请的首先，在开始试验之前，检查并准备试验装置，例如包括检查传感器的工作是否正常、高压燃油是否泄漏等。如图2所示，在2010开始试验，在加载2020基准试验工况，保持油泵试验台的外围供油参数稳定，按高压油泵从低转速到高转速的顺序进行试验工况加载，每个试验工况稳定运行30分钟以达到系统的热平衡态。在2030测试并记录试验数据，利用规律测试仪130、针阀升程传感器120和压力波传感器110等测试并记录此时燃油喷射系统的循环油量、喷油持续期、喷射压力、油泵供油齿条位置、喷油速率等喷射性能参数。打开距离被测燃油喷射系统一侧1米处设置的热成像仪(图中未示)记录被测燃油喷射系统的各部件的热图像，利用热电偶温度传感器记录喷油器表面的温度数据。在2040检查数据的完整性，如数据完整则继续2050，停机并使被测系统冷却至室温；如数据不完整，则返回2020。
随后，在2060将温控加热组件140安装喷油器30的外表面，即将第一温控加热器142安装到喷油器30的主体并设定至70℃，将第二温控加热器144安装到喷油器30的喷嘴并设定到250℃。温控加热组件140按2℃/分的加热梯度对喷油器30的外表面进行加热。同时被测燃油喷射系统快速加载至与上述基准试验相同的额定转速试验工况点，锁定油泵齿条位置。在2070每隔10分钟测试并记录一次循环油量、喷油持续期、喷射压力等喷射性能参数。在2080检查温度是否加热到设定值，通过热电偶温度传感器读取的温度值以及温控加热组件的显示值，观察温控加热组件140是否加热至设定值，即喷油器30的一部分区域(主体)被加热至70℃，喷油器30的另一部分区域(喷嘴)被加热至250℃。如结果为是，则保持恒温，燃油喷射系统持续运行在额定转速工况点30分钟至热平衡态。如结果为否，返回2070测试并记录循环油量、喷油持续期、喷射压力、齿条位置等喷射性能参数。
在2090重复步骤2020，按高压油泵从高转速到低转速的顺序进行试验工况加载，每个试验工况稳定运行30分钟以达到系统的热平衡态。在2100测试并记录此时燃油喷射系统的循环油量、喷油持续期、喷射压力、油泵供油齿条位置等喷射性能参数。打开热成像仪记录被测燃油喷射系统的各部件的热图像，利用热电偶温度传感器记录喷油器表面的温度数据。在2110检查数据完整性，如果结果为是，则结束2120，完成所有试验工况后停机；如果结果为否，则返回2090。
上述试验方法，通过模拟喷油器在气缸盖内的工作环境温度，测试每个工况下喷油器的外表面温度与喷射性能，从而与基准试验结果做对比。
根据本申请的试验方法，能够模拟喷油器在柴油机缸盖内的实际工作环境，并实现实际工作环境温度下的喷射特性参数的测试，并记录接近实际工作环境的性能指标。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (8)
1.一种用于燃油喷射系统的试验装置，所述燃油喷射系统包括油泵和喷油器，所述试验装置包括：
压力波传感器，安装在所述油泵与所述喷油器之间的油管并用于测量所述油管内燃油的喷射压力；
针阀升程传感器，安装在所述喷油器的内部并用于测量所述喷油器的喷油持续期；
规律测试仪，安装在所述喷油器的喷嘴处并用于测量所述喷油器的循环油量和喷油速率；和
温控加热组件，设置在所述喷油器上并加热所述喷油器。
2.如权利要求1所述的试验装置，其中，所述温控加热组件还包括：
第一温控加热器，设置在所述喷油器的主体并将所述喷油器的主体加热至第一温度；和
第二温控加热器，设置在所述喷油器的喷嘴并将所述喷嘴加热至第二温度，
其中，所述第二温度高于第一温度。
3.如权利要求2所述的试验装置，其中，所述第一温控加热器和第二温控加热器均包括加热器、温控器和隔热包覆材料。
4.根据权利要求3所述的试验装置，其中，所述第一温控加热器的加热器包括电加热带，所述第一温度在65℃至85℃的范围内；以及所述第二温控加热器的加热器包括按照气缸盖的安装套管定制的陶瓷加热套，所述第二温度高达300℃。
5.一种用于燃油喷射系统的试验方法，所述燃油喷射系统包括油泵和喷油器，所述试验方法包括：
基准试验工况加载；
测试并记录所述燃油喷射系统的多个喷射性能参数；
通过温度测试设备测量并记录所述燃油喷射系统的温度；
检查数据的完整性；
停止所述燃油喷射系统的运转；
在所述燃油喷射系统冷却至室温后，将温控加热组件安装在所述喷油器上；
以恒定速度加热所述喷油器的外表面，同时，所述燃油喷射系统被加载至额定转速试验工况；
按照一定时间间隔测试并记录多个喷射性能参数；
使所述喷油器的外表面加热至预定温度，在每个试验工况达到系统热平衡后，测试并记录多个喷射性能参数；
通过所述温度测试设备测量并记录所述燃油喷射系统的温度；和
检查数据的完整性。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将温控加热组件安装在所述喷油器上包括将第一温控加热器安装在在所述喷油器的主体，以及将所述第二温控加热器安装在所述喷油器的喷嘴。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，测试并记录所述燃油喷射系统的多个喷射性能参数包括：
利用压力波传感器测量所述油管内燃油的喷射压力；
利用针阀升程传感器测量所述喷油器的喷油持续期；以及
利用规律测试仪测量所述喷油器的循环油量和喷油速率。
8.根据权利要求5所示的方法，其中，通过温度测试设备测量所述燃油喷射系统的温度包括通过热成像仪记录所述燃油喷射系统的各部件的热成像以及通过热电偶温度传感器测量所述喷油器的温度。
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