CN110594053B - 一种控制燃油喷射温度的装置 - Google Patents

Abstract

本说明书公开一种控制燃油喷射温度的装置，包括：进油管路、喷油器、喷油器压台、压台加热器、燃油温度传感器、压台温度控制器、喷油器底座、喷油器温度传感器、底座加热器、底座温度控制器，其中：该喷油器压台内设有储油腔，该进油管路的末端与该储油腔连通；该喷油器通过该喷油器压台固定在该喷油器底座上，该喷油器的进油管接头与该储油腔连通；该压台加热器安装在该喷油器压台内；该燃油温度传感器安装在该储油腔内；该底座加热器安装在该喷油器底座内；该喷油器温度传感器安装在该喷油器表面。本说明书公开的装置通过对喷油器实验中燃油温度和喷油器温度的控制，实现了对燃油喷射温度的准确控制。

Description

一种控制燃油喷射温度的装置

技术领域

本说明书涉及内燃机领域，具体而言，涉及一种在喷油器实验中控制燃油喷射温度的装置。

背景技术

在内燃机领域，缸内直喷技术的应用，实现发动机的低燃油消耗和高功率输出，提升燃油的经济性。直喷技术的燃烧系统中，将喷油器安装于缸体内，燃油直接喷入气缸，利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化效果达到燃烧的目的。实际发动机运行工况中，除冷启动外喷油器喷射的都是热态燃油，可以显著提升燃油雾化蒸发的效果，有助于提高燃烧的经济性和环保性。如何通过实验装置还原可控的热态燃油喷射是喷油器实验准确性的关键。

在现有的常用热态燃油喷射实验装置中，燃油温度在喷射流动过程中不可避免地有所下降且不易测量温度变化的幅度，致使在喷油器出口处的燃油温度与实验要求的温度有较大偏差，从而使得喷油器实验燃油喷射出口温度无法准确控制，为进一步探讨喷雾特性带来不确定因素，使喷雾实验结论的可信度下降。

发明内容

本说明书提供一种控制燃油喷射温度的装置，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

为达到上述目的，本说明书提供一种控制燃油喷射温度的装置，包括：进油管路、喷油器、喷油器压台、压台加热器、燃油温度传感器、压台温度控制器、喷油器底座、喷油器温度传感器、底座加热器、底座温度控制器，其中：所述喷油器压台内设有储油腔，所述进油管路的末端与所述储油腔连通；所述喷油器通过所述喷油器压台固定在所述喷油器底座内，所述喷油器的进油管接头与所述储油腔连通；所述压台加热器安装在所述喷油器压台内；所述燃油温度传感器安装在所述储油腔内；所述底座加热器安装在所述喷油器底座内；所述喷油器温度传感器安装在所述喷油器表面；所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，并将所述第一测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述压台加热器发送第一加热控制信号；所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，并将所述第二测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述底座加热器发送第二加热控制信号。

可选地，所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，将所述第一测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述压台加热器的加热功率，向所述压台加热器发送第一加热控制信号；所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，将所述第二测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述底座加热器的加热功率，向所述底座加热器发送第二加热控制信号。

可选地，当所述压台温度控制器接收的燃油温度传感器的第一测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述压台加热器以预设的第一功率进行保温加热。

可选地，当所述底座温度控制器接收的喷油器温度传感器的第二测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述底座加热器以预设的第二功率进行保温加热。

可选地，所述喷油器与所述喷油器压台之间的连接方式为可拆卸连接，所述喷油器与所述喷油器底座之间的连接方式为可拆卸连接。

可选地，所述压台加热器为电加热棒。

可选地，所述底座加热器为电加热棒。

可选地，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器压台内的开槽，所述开槽位于储油腔周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。

可选地，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器底座内的开槽，所述开槽位于喷油器周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。

可选地，所述喷油器压台与所述喷油器底座之间以可拆卸方式固定连接。

本说明书实施例的有益效果如下：

本说明书实施例中，常温燃油经进油管路流到喷油器压台的储油腔内，燃油温度传感器测量得到燃油温度并将燃油温度发送给压台温度控制器，压台温度控制器根据燃油温度和设定目标温度的差值，计算出对应的加热功率信号并将该信号发送给压台加热器，压台加热器按照接收到的加热功率信号对喷油器压台进行加热，从而使喷油器压台内的储油腔中燃油的温度升高，直至燃油温度升高到喷射实验的目标温度；与此同时，喷油器温度传感器测量得到喷油器的温度并将喷油器温度发送给底座温度控制器，底座温度控制器根据喷油器温度和设定目标温度的差值，计算出相应的加热功率信号并将该信号发送给底座加热器，底座加热器按照接收到的加热功率信号对喷油器底座进行加热，从而使喷油器底座内的喷油器的温度升高，直至喷油器温度升高到喷射实验的目标温度。燃油温度和喷油器温度都达到了喷油器实验的目标温度，从而使得目标温度的燃油流经同温的喷油器进行喷射实验时温度不会下降，喷射出口处燃油温度得到准确控制，解决了现有的高温燃油喷射实验中燃油喷射温度无法准确控制的问题，为燃油喷射实验装置做出具有进步性的改进。

本说明书实施例的创新点包括：

1、本说明书实施例的燃油喷射装置中，常温燃油经进油管路流到喷油器压台的储油腔内，燃油温度传感器测量得到燃油温度并将燃油温度发送给压台温度控制器，压台温度控制器根据燃油温度和设定目标温度的差值，计算出对应的加热功率信号并将该信号发送给压台加热器，压台加热器按照接收到的加热功率信号对喷油器压台进行加热，从而使喷油器压台内的储油腔中燃油的温度升高，直至燃油温度升高到喷射实验的目标温度；与此同时，喷油器温度传感器测量得到喷油器的温度并将喷油器温度发送给底座温度控制器，底座温度控制器根据喷油器温度和设定目标温度的差值，计算出相应的加热功率信号并将该信号发送给底座加热器，底座加热器按照接收到的加热功率信号对喷油器底座进行加热，从而使喷油器底座内的喷油器的温度升高，直至喷油器温度升高到喷射实验的目标温度。燃油温度和喷油器温度都达到喷油器实验的目标温度，从而保证了进行燃油喷射过程中流经喷油器的燃油的温度不会大幅下降，解决了高温燃油喷射实验喷射温度无法准确控制的问题，是本说明书实施例的创新点之一。

2、加热喷油器压台以使燃油升温至实验目标温度，燃油在喷油器压台内的储油腔中，压台加热器通过对喷油器压台进行加热，使储油腔中的燃油受热升温。这种加热方式相较于直接对燃油进行加热的方式，能使燃油稳定而均匀地受热，使得燃油内部温度分布均匀，从而使燃油温度传感器测得的燃油温度更加能够代表燃油实际的温度，提高了对燃油温度控制的准确性，是本说明书实施例的创新点之一。

3、压台温度控制器接收到的燃油温度与目标温度的偏差小于设定阈值时，压台温度控制器向压台加热器发送预设的加热功率，使压台加热器按照预设功率进行足以维持燃油目标温度的加热，从而使燃油温度保持在一个确定的范围内，实现了对目标温度下燃油的保温，是本说明书实施例的创新点之一。

4、加热喷油器底座以使喷油器升温至实验目标，喷油器固定在喷油器底座内，底座加热器通过对喷油器底座进行加热，使喷油器底座中的喷油器受热升温。这种加热方式相较于直接对喷油器进行加热的方式，能使喷油器更均匀地受热，使得喷油器上温度分布均匀，从而使喷油器温度传感器测得的喷油器温度更具代表性，提高了对喷油器温度控制的准确性，进而使得高温燃油在喷射实验中流经喷油器时，燃油温度不会大幅下降，提高了对燃油喷射实验燃油出口温度控制的准确性，是本说明书实施例的创新点之一。

5、底座温度控制器接收到的喷油器温度与目标温度的偏差小于设定阈值时，底座温度控制器向底座加热器发送预设的加热功率，使底座加热器按照预设功率进行足以维持喷油器目标温度的加热，从而使喷油器温度保持在一个确定的范围内，实现了对目标温度下喷油器的保温，是本说明书实施例的创新点之一。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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说明书的一些实施例，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为本说明书实施例中一种控制燃油喷射温度的装置的结构剖面图；

图中，1-压台加热器；2-进油管路；3-喷油器压台；4-压台温度控制器；5-燃油温度传感器；6-喷油器；7-底座温度控制器；8-喷油器底座；9-底座加热器；10-喷油器温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。

缸内直喷技术为发动机领域带来一场革命，将喷油器设置于气缸内，具有许多优势，例如不需要节气门从而减少了在低负荷时的泵气损失，混合气体在缸内形成使得缸内温度压力降低从而充气效率提高，减小发动机爆燃可能等。但由于混合气体在缸内形成过程复杂且影响因素众多，要对喷油过程以及喷雾形成进行实验，以探究利于实现燃烧经济性的相关参数的范围，而高温燃油喷射温度对实验的准确性有显著影响。现有的燃油喷射装置无法准确控制燃油到达喷油器出口处的温度，为喷油器实验的后续结论带来不确定因素。因此设计一种能够准确控制燃油喷射温度的燃油实验喷射装置具有重要意义。

本说明书实施例公开了一种控制燃油喷射温度的装置。以下进行详细说明。

图1为本说明书实施例中一种控制燃油喷射温度的装置的结构剖面图。图中，1-压台加热器；2-进油管路；3-喷油器压台；4-压台温度控制器；5-燃油温度传感器；6-喷油器；7-底座温度控制器；8-喷油器底座；9-底座加热器；10-喷油器温度传感器。

如图所示，一种控制燃油喷射温度的装置，包括：进油管路、喷油器、喷油器压台、压台加热器、燃油温度传感器、压台温度控制器、喷油器底座、喷油器温度传感器、底座加热器、底座温度控制器，其中：

所述喷油器压台内设有储油腔，所述进油管路的末端与所述储油腔连通，该喷油器压台用来将喷油器固定在底座内，而该储油腔为燃油进入喷油器之前提供存储、加热的空间，从而使燃油在进入喷油器之前能够进行升温，并且在燃油喷射的过程中，储油腔提供的空间具有缓冲效果，能够减少喷油压力波动，从而使燃油稳压喷射。

所述喷油器通过所述喷油器压台固定在所述喷油器底座内，所述喷油器的进油管接头与所述储油腔连通。喷油器与储油腔相连，在高压燃油进入喷油器后进行喷射实验，以模拟气缸内燃油的喷射。

所述压台加热器安装在所述喷油器压台内，该压台加热器提供热功率使得喷油器压台升温，从而向喷油器压台内的储油腔传热，使燃油受热升温至喷射实验要求的目标温度。这种加热方式相较于直接对燃油进行加热的方式，能使燃油稳定而均匀地受热，使得燃油内部温度分布均匀，从而使燃油温度传感器测得的燃油温度更加能够代表燃油实际的温度，提高了对燃油温度控制的准确性。

所述燃油温度传感器安装在所述储油腔内，该燃油温度传感器对燃油温度进行准确测量，将得到的当前燃油温度，发送给压台温度控制器，以使压台温度控制器能够依据当前燃油温度向压台加热器提供相应的加热控制信号。

所述底座加热器安装在所述喷油器底座内，该底座加热器对该喷油器底座进行加热，使得喷油器底座升温，从而向喷油器传热，使得喷油器的温度达到实验要求的目标温度。这种加热方式相较于直接对喷油器进行加热的方式，能使喷油器更均匀地受热，使得喷油器上温度分布均匀，从而使喷油器温度传感器测得的喷油器温度更具代表性，提高了对喷油器温度控制的准确性。

所述喷油器温度传感器安装在所述喷油器表面，该喷油器温度传感器准确测量当前喷油器的温度，将得到的当前喷油器温度，发送给底座温度控制器，以使底座温度控制器能够依据当前喷油器温度向底座加热器提供相应的加热控制信号。

所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，并将所述第一测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述压台加热器发送第一加热控制信号。该压台控制器接收到第一测量温度后，与目标温度进行比较，依据压台温度控制器中预设的算法，计算出第一加热信号并将该信号发给压台加热器，实现了对未进入喷油器的燃油的温度控制，为高温燃油喷射做准备。

所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，并将所述第二测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述底座加热器发送第二加热控制信号。该底座温度控制器接收到第二测量温度后，与目标温度进行比较，依据底座温度控制器中预设的算法，计算出第二加热信号并将该信号发送给底座加热器，实现了对喷油器的温度控制，使得高温燃油流过喷油器时热量损失几乎为零，从而实现喷射出口温度的准确控制。

在一个具体实施例中，所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，将所述第一测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述压台加热器的加热功率，向所述压台加热器发送第一加热控制信号。该压台温度控制器根据第一测量温度与目标温度的差值，按照预设算法计算出压台加热器的加热功率，从而实现了对第一测量温度的准确控制。

所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，将所述第二测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述底座加热器的加热功率，向所述底座加热器发送第二加热控制信号。该底座温度控制器根据第二测量温度与目标温度的差值，按照预设算法计算出底座加热器的加热功率，从而实现了对第二测量温度的准确控制。

本实施例中，压台温度控制器和底座温度控制器分别接收对应的温度信号，根据各自温度信号与目标温度的差值按照各自预设的算法计算出对应的加热控制信号，实现了对相应测量位置温度的准确控制，是整个温度控制装置的核心。

在一个具体实施例中，当所述压台温度控制器接收的燃油温度传感器的第一测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述压台加热器以预设的第一功率进行保温加热。该压台温度控制器在燃油温度偏差小于设定阈值的情况下，控制压台加热器以预设的第一功率进行加热，使得在燃油温度存在小偏差时，压台温度控制器具有保温加热的功能，从而实现对燃油温度更加准确地控制。

在一个具体实施例中，当所述底座温度控制器接收的喷油器温度传感器的第二测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述底座加热器以预设的第二功率进行保温加热。该底座温度控制器在喷油器温度偏差小于设定阈值的情况下，控制底座加热器以预设的第二功率进行加热，使得在喷油器温度存在小偏差时，底座温度控制器具有保温加热的功能，从而实现对喷油器温度更加准确地控制。

在一个具体实施例中，所述喷油器与所述喷油器压台之间的连接方式为可拆卸连接，所述喷油器与所述喷油器底座之间的连接方式为可拆卸连接。该喷油器与该喷油器压台和该喷油器底座之间的连接方式均为可拆卸结构，从而在实验需求改变时，可以灵活地更换喷油器。

在一个具体实施例中，所述压台加热器为电加热棒，实现对该喷油器压台的电加热。

在一种实现方式中，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器压台内的开槽，所述开槽位于储油腔周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。喷油器压台的开槽均匀地设置在储油腔周围，与之适配的电加热棒对喷油器压台进行加热，使得储油腔受热均匀，从而使得燃油受热均匀。这种加热方式相较于直接对燃油进行加热的方式，使燃油中温度分布更加均匀，有利于燃油温度的准确测量，从而实现对燃油温度的准确控制。

在一个具体实施例中，所述底座加热器为电加热棒，实现对该喷油器底座的电加热。

在一种实现方式中，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器底座内的开槽，所述开槽位于喷油器周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。喷油器底座的开槽均匀地设置在喷油器周围，与之适配的电加热棒对喷油器底座进行加热，使得喷油器受热均匀。这种加热方式相较于直接对喷油器进行加热的方式，使喷油器上的温度分布更加均匀，有利于喷油器温度的准确测量，从而实现对喷油器温度的准确控制。

在一个具体实施例中，所述喷油器压台与所述喷油器底座之间以可拆卸方式固定连接，实现将喷油器压台固定在喷油器底座上。

在一种实现方式中，所述喷油器压台与所诉喷油器底座之间用螺钉固定，以压紧喷油器，降低喷油器在喷油过程中的抖动，提高装置的稳定性。

本实施例中，通过对喷油器压台进行加热达到对燃油加热的目的，通过对喷油器底座进行加热达到对喷油器加热的目的，以使得在本实施例的装置中，燃油和喷油器达到相同的实验目标温度。在燃油喷射过程中燃油流经喷油器时，燃油温度保持不变，则使喷射实验喷油器出口处的燃油温度得到准确控制，保证了喷油器实验的准确性。

需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种控制燃油喷射温度的装置，其特征在于，包括：进油管路、喷油器、喷油器压台、压台加热器、燃油温度传感器、压台温度控制器、喷油器底座、喷油器温度传感器、底座加热器、底座温度控制器，其中：

所述喷油器压台内设有储油腔，所述进油管路的末端与所述储油腔连通；所述喷油器通过所述喷油器压台固定在所述喷油器底座内，所述喷油器的进油管接头与所述储油腔连通；所述压台加热器安装在所述喷油器压台内；所述燃油温度传感器安装在所述储油腔内；所述底座加热器安装在所述喷油器底座内；所述喷油器温度传感器安装在所述喷油器表面；

所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，并将所述第一测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述压台加热器发送第一加热控制信号；

所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，并将所述第二测量温度与设定的目标温度进行比较，根据比较结果向所述底座加热器发送第二加热控制信号；

所述压台温度控制器接收所述燃油温度传感器发送的第一测量温度，将所述第一测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述压台加热器的加热功率，向所述压台加热器发送第一加热控制信号；

所述底座温度控制器接收所述喷油器温度传感器发送的第二测量温度，将所述第二测量温度与设定的目标温度作差，依据差值计算出所述底座加热器的加热功率，向所述底座加热器发送第二加热控制信号；

当所述压台温度控制器接收的燃油温度传感器的第一测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述压台加热器以预设的第一功率进行保温加热；

当所述底座温度控制器接收的喷油器温度传感器的第二测量温度与所述目标温度的差值小于设定阈值时，控制所述底座加热器以预设的第二功率进行保温加热。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷油器与所述喷油器压台之间的连接方式为可拆卸连接，所述喷油器与所述喷油器底座之间的连接方式为可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压台加热器为电加热棒。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座加热器为电加热棒。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器压台内的开槽，所述开槽位于储油腔周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电加热棒的数量为多个，所述多个电加热棒分别插入所述喷油器底座内的开槽，所述开槽位于喷油器周围且均匀设置，所述电加热棒与所述开槽大小适配。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷油器压台与所述喷油器底座之间以可拆卸方式固定连接。