CN111473908A - 用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置，包括按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置，所述模型装置中注入的燃油的第二压力值为所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；压力传感器，设置于所述模型装置的压力室内，用于测量所述压力室内的第四压力值。本申请基于雷诺数相似准则和欧拉公式可通过比例放大模型装置直接测得,而不是通过流速来计算压力室腔内的压力。并且通过利用比例放大模型装置，无需破坏原喷油器结构，也避免了测量中应对过高腔内压力时面临的其他挑战。

Description

用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置、方法及系统

技术领域

本申请涉及压力测量技术领域，尤其涉及一种用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置、方法及系统。

背景技术

喷油器是共轨式燃油系统中最重要以及结构最复杂的元件，电控喷油器在工作时主要通过接受控制单元发送的信号实现对电磁阀开关的控制，电磁阀开关通过控制腔内的油压将具有一定油压的燃油以最合适的喷油时间、喷油量和喷油规律喷入燃烧室。

内燃机最佳的性能指标总是通过控制喷油压力得到的，控制燃油系统喷油压力不仅有利于提高发动机的性能指标，而且可以降低排放。研究内燃机性能时所考虑的喷油压力一般指的是共轨压力或供油压力。而本申请技术方案从喷油器性能匹配的角度出发，主要研究和测量的喷油压力是指喷油器喷口前端的压力室SAC的腔内压力。

现有技术中针对喷油器压力室腔内压力的测量方法主要有：

1.通过试验测试获取喷油器的喷油规律曲线，利用喷孔流量公式计算得到压力室腔内压力曲线，根据压力曲线推算压力室腔内压力。

2.直接在喷油器头部开孔并安装压力传感器测量压力室腔内压力。

现有技术方案缺陷主要在于：

1.通过试验测试获取喷油器的喷油规律曲线，测试的是喷油器喷口喷出压力，并不完全等同于压力室腔内压力，而且只能通过流量计算公式间接得到喷油压力，无法直接得到。

2.通过直接在喷油器头部开孔并安装压力传感器进行测量，会破坏喷油器结构，而且因为压力太大，为确保密封性能必须进行密封处理，进一步增加了测试的成本，并且在实际操作上不易实现。

发明内容

(一)发明目的

为了克服现有技术的上述缺陷，本申请要解决的技术问题是提供一种共轨喷油器压力室腔内压力测量方法，利用至少包括压力室的比例放大模型装置进行压力室腔内压力的直接测量。

(二)技术方案

为解决上述问题，本申请的第一方面提供了一种用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置，包括：

按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置，所述模型装置中注入的燃油的第二压力值为所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；

压力传感器，设置于所述模型装置的第二压力室内，用于测量所述第二压力室内的第四压力值。

进一步的，所述模型装置包括：

针阀体；

进油口，设置于所述针阀体上侧部，用于燃油的注入；

盛油槽，设置于所述针阀体中，用于接收注入所述模型装置的燃油；

喷口，设置于所述盛油槽底部，用于将所述盛油槽中的燃油喷出；

第二压力室，设置于所述喷口的出口部，用于接收从所述喷口喷出的燃油；

出油口，设置于所述压力室底部，用于将所述喷口喷入所述压力室的燃油排出；

针阀，设置于所述所述针阀体中，可在所述针阀体中上下活动，其下端部抵在所述喷口的出口部；

回油口，设置于所述针阀体顶部，用于排出所述针阀与所述针阀体结合部泄露的燃油；

调节杆，设置于所述回油口中，用于控制所述针阀在所述针阀体中的升程。

进一步的，所述第二压力室底部设置有通孔；所述针阀体的底部设置有与所述通孔同轴的螺纹孔；所述压力传感器外周设置有螺纹，所述螺纹孔的螺纹与所述压力传感器的螺纹匹配，以使所述压力传感器通过所述螺纹孔和所述通孔设置在所述压力室内。

进一步的，所述螺纹孔的内径为3-4mm。

进一步的，所述模型装置放大的所述预设倍数为3-7倍。

根据本申请的另一个方面，一种共轨喷油器的压力室的压力测量方法，包括：

将设定压力的燃油注入至按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置中，所述设定压力的燃油的第二压力值是所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；

测量所述模型装置的第二压力室的第四压力值；

根据测量得到的所述模型装置的第二压力室的第四压力值计算得到所述共轨喷油器的第一压力室的第三压力值。

进一步的，所述模型装置的第二压力室内设置有压力传感器。

进一步的，所述设定压力的燃油的第二压力值在测量过程中保持不变。

根据本申请的又一方面，一种共轨喷油器压力室腔内压力测量系统，包括：

上述第一方面方面任一所述的测量装置；

底座装置，通过连接法兰与所述模型装置连接，用于固定所述模型装置；

数据处理模块，用于接收所述压力传感器的测量值，并计算得到所述共轨喷油器的压力室的压力值。

进一步的，所述测量系统还包括：

燃油回收装置，与所述模型装置的出油口连接，用于回收从所述出油口流出的燃油，所述燃油回收装置与所述底座装置为一体化设置。

本申请技术方案是基于雷诺数相似准则和欧拉公式，通过所述测量装置，在相对较低的压力环境下直接测量得到所述测量装置中所述模型装置的压力室的压力值，然后基于该测量得到的压力值计算得到需测的实际共轨喷油器的压力室的压力值。

(三)有益效果

本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1.基于雷诺数相似准则和欧拉公式，通过直接获得的设置于模型装置压力室的压力传感器的压力值，计算得到需测的实际共轨喷油器的压力室的压力值，避免了现有技术中通过流量计算公式计算喷油器压力室的压力的复杂计算过程。

2.通过利用比例放大的模型装置，无需破坏需测的实际喷油器的结构，也避免了现有技术中直接将压力传感器设置于需测的实际喷油器中，需要应对的过高的压力室的压力，而面临的加工工艺上的困难。

附图说明

图1为本申请实施例1中所述测量装置的结构示意图；

图2示意性地示出图1中所述测量装置中所述模型装置的压力室及设置于所述压力室底部的压力传感器的局部放大示意图；

图3为本申请实施例2的方法流程图；

图4为本申请实施例3的系统框图；

图5是图4所述系统中底座装置的结构示意图。

附图标记：

1：针阀体；2：进油口；3：出油口；4:盛油槽；5：针阀；6：喷油口；7：第二压力室；8：回油口；9：调节螺杆；10：螺纹孔；301：测量装置；3011：模型装置；3012：压力传感器；302：数据处理模块；303：底座装置；304：连接法兰。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下将参照附图更详细地描述本申请。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在下文中描述了本申请的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本申请。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本申请。除非在下文中特别指出，半导体器件中的各个部分可以由本领域的技术人员公知的材料构成。

图1为本申请实施例1中所述测量装置的结构示意图。

图4为本申请实施例3的系统框图；

实施例1

参见图1、4，一种用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置301，包括：

按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置3011，所述模型装置中注入的燃油的第二压力值为所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；

压力传感器3012，设置于所述模型装置的第二压力室内，用于测量所述第二压力室内的第四压力值。

实施例1所述测量装置301，可基于雷诺数相似准则和欧拉公式，通过在相对较低的压力环境下直接测量得到所述测量装置301中所述模型装置3011的第二压力室的第四压力值，然后基于该测量得到的第四压力值计算得到需测的实际共轨喷油器的第一压力室的第三压力值。

雷诺数相似准则：

其中，Re为雷诺数，l₁为需测的实际共轨喷油器的直径，l₂为比例放大的模型装置的直径，v₁是需测的实际共轨喷油器中燃油的流体速度，v₂为比例放大的模型装置中燃油的流体速度，u为燃油的流体粘度；

对模型装置进行比例放大后，如比例放大5倍，则：

5l₁＝l₂，

则：

1/5·v₁＝v₂，

将上述数值关系带入欧拉公式：

其中，Eu为欧拉数，p₁是需测的实际共轨喷油器的第一压力室内的第三压力值，p₂是比例放大的模型装置的第二压力室内通过压力传感器3012直接测得的第四压力值，ρ是燃油的流体密度；v₁、v₂分别是实际共轨喷油器和模型装置中的燃油的流体速度；

可以得到：

p₁＝25p₂，

其中，p₂是比例放大的模型装置的第二压力室内通过压力传感器直接测得的第四压力值，p₁是基于上述雷诺数相似准则和欧拉公式计算得到的需测的实际共轨喷油器的第一压力室内的第三压力值。

参见图1，实施例1中进一步的，所述模型装置包括：

针阀体1；

进油口2，设置于所述针阀体上侧部，用于燃油的注入；

盛油槽4，设置于所述针阀体中，用于接收注入所述模型装置的燃油；

喷口6，设置于所述盛油槽底部，用于将所述盛油槽中的燃油喷出；

第二压力室7，设置于所述喷口的出口部，用于接收从所述喷口喷出的燃油；

出油口3，设置于所述压力室底部，用于将所述喷口喷入所述压力室的燃油排出；

针阀5，设置于所述所述针阀体中，可在所述针阀体中上下活动，其下端部抵在所述喷口的出口部；

回油口8，设置于所述针阀体顶部，用于排出所述针阀与所述针阀体结合部泄露的燃油；

调节杆9，设置于所述回油口中，用于控制所述针阀在所述针阀体中的升程。

图2示意性地示出图1中所述测量装置中所述模型装置的压力室及设置于所述压力室底部的压力传感器的局部放大示意图。

参见图2，实施例1中进一步的，所述第二压力室7底部设置有通孔(图中未示出)；所述针阀体1的底部设置有与所述通孔同轴的螺纹孔10；所述压力传感器(图中未示出)外周设置有螺纹，所述螺纹孔10的螺纹与所述压力传感器的螺纹匹配，以使所述压力传感器通过所述螺纹孔和所述通孔设置在所述第二压力室7内。进一步的，所述螺纹孔的内径为3-4mm，可选的所述螺纹孔的内径为4mm。

实施例1中进一步的，所述模型装置放大的所述预设倍数为3-7倍，可选的为5倍，所述5倍的放大比例是考虑到材料问题、加工难度，以及该条件下常用的压力传感器的尺寸综合考虑的结果。

图3为本申请实施例2的方法流程图；

实施例2

参见图3，一种共轨喷油器的压力室的压力测量方法，包括：

S201，将设定压力的燃油注入至按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置中，所述设定压力的燃油的第一压力值是所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第二压力值的乘积；

比如，所述设定的燃油的第一压力值为P₁，模型装置放大比例的倍数为5，所述共轨喷油器，即需测的实际共轨喷油器中注入的燃油的第二压力值为P₂，则P₁值在设定时需要根据P₂值的大小进行设定，即，P₁＝P₂/25。

进一步的，所述设定压力的燃油的第一压力值在测量过程中保持不变。

即所述模型装置中燃油注入的第一压力在测量过程中保持恒定，或者说要在燃油注入的压力趋于稳定后，且符合所述设定的燃油的第一压力值是所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第二压力值的乘积的关系时，再进行所述模型装置中压力室的压力测量。

S202，测量所述模型装置的压力室的第三压力值；

进一步的，所述模型装置的压力室内设置有压力传感器。

即所述模型装置的压力室内的压力是通过压力传感器测量得到的，但实施例1中所述测量装置的保护范围并不局限于此。如本领域技术人员所知，如果所述模型装置的压力室内的压力值还可以通过流速传感器，或其它传感器，或其他方式获得，基于实施例1公开的技术方案，本领域技术人员也可以容易想到利用其他传感器或测量方式获得所述所述模型装置的压力室内的压力值。

S203，根据测量得到的所述模型装置的压力室的压力值计算得到所述共轨喷油器的压力室的第四压力值。

该计算过程即如实施例1中基于雷诺数相似准则和欧拉公式计算的过程，其中，雷诺数相似准则为：

其中，Re为雷诺数，l₁为需测的实际共轨喷油器的直径，l₂为比例放大的模型装置的直径，v₁是需测的实际共轨喷油器中燃油的流体速度，v₂为比例放大的模型装置中燃油的流体速度，u为燃油的流体粘度；

当所述模型装置的比例放大倍数为5倍时，则5l₁＝l₂，则1/5·v₁＝v₂；

将上述数值关系带入欧拉公式：

其中，Eu为欧拉数，p₁是需测的实际共轨喷油器的第一压力室内的第三压力值，p₂是比例放大的模型装置的第二压力室内通过压力传感器直接测得的第四压力值，ρ是燃油的流体密度；v₁、v₂分别是实际共轨喷油器和模型装置中的燃油的流体速度；

通过上述公式计算得到：p₁＝25p₂，其中，p₂是比例放大的模型装置的第二压力室内通过压力传感器3012直接测得的第四压力值，p₁是基于上述雷诺数相似准则和欧拉公式计算得到的需测的实际共轨喷油器的第一压力室内的第三压力值。

图4为本申请实施例3的系统框图；

图5是图4所述系统中底座装置的结构示意图。

实施例3

参见图4、5，一种共轨喷油器压力室腔内压力测量系统，包括：

实施例1中所述的测量装置301；

底座装置303，通过连接法兰304与所述模型装置3011连接，用于固定所述模型装置3011；

数据处理模块302，用于接收所述压力传感器3012的测量值，并计算得到所述共轨喷油器的压力室的压力值，即需测的实际共轨喷油器的压力室内的压力值。

实施例3，进一步的包括：燃油回收装置，与所述模型装置3011的出油口3连接，用于回收从所述出油口3流出的燃油，所述燃油回收装置与所述底座装置303为一体化设置。即可选的，所述底座装置303可同时作为燃油回收装置。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种用于共轨喷油器的压力室的压力测量装置，其特征在于，包括：

按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置，所述模型装置中注入的燃油的第二压力值为所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；

压力传感器，设置于所述模型装置的第二压力室内，用于测量所述第二压力室内的第四压力值。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述模型装置包括：

针阀体；

进油口，设置于所述针阀体上侧部，用于燃油的注入；

盛油槽，设置于所述针阀体中，用于接收注入所述模型装置的燃油；

喷口，设置于所述盛油槽底部，用于将所述盛油槽中的燃油喷出；

第二压力室，设置于所述喷口的出口部，用于接收从所述喷口喷出的燃油；

出油口，设置于所述压力室底部，用于将所述喷口喷入所述压力室的燃油排出；

针阀，设置于所述所述针阀体中，可在所述针阀体中上下活动，其下端部抵在所述喷口的出口部；

回油口，设置于所述针阀体顶部，用于排出所述针阀与所述针阀体结合部泄露的燃油；

调节杆，设置于所述回油口中，用于控制所述针阀在所述针阀体中的升程。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述第二压力室底部设置有通孔；所述针阀体的底部设置有与所述通孔同轴的螺纹孔；所述压力传感器外周设置有螺纹，所述螺纹孔的螺纹与所述压力传感器的螺纹匹配，以使所述压力传感器通过所述螺纹孔和所述通孔设置在所述第二压力室内。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述螺纹孔的内径为3-4mm。

5.根据权利要求1-4任一所述的测量装置，其特征在于，所述模型装置放大的所述预设倍数为3-7倍。

6.一种共轨喷油器的压力室的压力测量方法，其特征在于，包括：

将设定压力的燃油注入至按照所述共轨喷油器的预设倍数比例放大的模型装置中，所述设定压力的燃油的第二压力值是所述预设倍数平方的倒数与所述共轨喷油器中注入的燃油的第一压力值的乘积；

测量所述模型装置的第二压力室的第四压力值；

根据测量得到的所述模型装置的第二压力室的第四压力值计算得到所述共轨喷油器的第一压力室的第三压力值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述模型装置的第二压力室内设置有压力传感器。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述设定压力的燃油的第二压力值在测量过程中保持不变。

9.一种共轨喷油器压力室腔内压力测量系统，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一所述的测量装置；

底座装置，通过连接法兰与所述模型装置连接，用于固定所述模型装置；

数据处理模块，用于接收所述压力传感器的测量值，并计算得出所述共轨喷油器的压力室的第四压力值。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

燃油回收装置，与所述模型装置的出油口连接，用于回收从所述出油口流出的燃油，所述燃油回收装置与所述底座装置为一体化设置。

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