CN113530737B - 发动机喷油器性能综合测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机喷油器性能综合测试方法，本发明的设计构思在于，不需要搭配整体发动机点火试验台架，而以图像拍摄设备入手，对喷油器喷出的油雾的成像进行采集及分析，其验证可靠性具有较高的可信度，并且相比现有的台架测试方式，本发明测试过程只需要更换待验证的喷油器即可，从而节省了大量成本。本发明提供的测试思路具备操作简单、验证时间短、贴合发动机性能标准要求等特点，可以大大缩短产品的检测及开发周期，满足研发、生产制造过程中对于喷油器可靠性及性能验证的需求，显著提升了工作效率并节约了生产成本。

Description

发动机喷油器性能综合测试方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机喷油器性能综合测试方法。
背景技术
发动机喷油器，顾名思义，是用于发动机喷射燃油的装置，其功能是根据发动机混合气形成的特点，将燃油雾化成细微的油滴，并将其喷射到燃烧室特定的部位，同时可以根据电子控制单元ECU传来的信号判断燃油的喷射情况。喷油器具有雾化粒度、油雾分布、油束方向、射程和扩散锥角等喷雾特性，属于一种精密核心零部件，也是燃油供给中实现燃油喷射的重要部件。
目前用于考核喷油器性能的台架试验，其验证成本高、考核时间长，尤其是检测方向和方式较为陈旧、单一，不仅严重影响项目开发周期并花费大量成本，而且难以获得可靠的考核结果。
发明内容
鉴于上述，本发明旨在提供一种发动机喷油器性能综合测试方法，以实现对喷油器性能的可靠检测。
本发明采用的技术方案如下：
一种发动机喷油器性能综合测试方法，其中包括：
将喷油器安装在测试容器的顶端，并控制喷油器旋转以使喷出的油雾处于对称状态；
触发位于测试容器一侧的白光光源照射喷油器喷出的油雾；
控制图像拍摄设备延迟拍摄，并从喷油器喷射开始时按既定的时间间隔，连续采集经白光照射后的油雾图像；
利用采集后的油雾图像对喷油器的性能进行分析。
在其中至少一种可能的实现方式中，图像拍摄设备设于白光光源所发射光线的90°或180°的位置。
在其中至少一种可能的实现方式中，喷油器的喷孔处于图像拍摄设备的拍摄窗口的中间正上方位置。
在其中至少一种可能的实现方式中，在成像试验之前，在喷油器的喷孔正下方的预设距离处设置标定，基于标定板调节白光光源的亮度以及图像拍摄设备的焦距。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述综合测试方法还包括：
将喷油器的喷孔垂直向下安装于流量测试仪上，且在喷孔下方伸入喷油量采集装置；
调整高压油泵的转速，并控制高压油泵的进油温度在预设温度值；
按照预设的喷油压力，利用扫点法确定喷油脉宽以及对应的喷射次数，并记录总喷油量；
在记录若干次所述总喷油量后，求取单次喷射的平均喷油量及其方差。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述综合测试方法还包括：
设置喷油压力以及喷油脉宽；
在高压油泵的进油温度达到预设温度值的条件下，测量若干次回油量，并作为动态回油量；
基于动态回油量绘制出流量特性曲线、方差曲线以及误差曲线。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述综合测试方法还包括：
调整高压油泵的转速，并设定喷油压力以及喷油脉宽；
当高压油泵的进油温度达到预设温度值时，降低轨压，并当检测到喷油器的单次喷油量降低为预设油量值时，记录当前轨压值；
将所述当前轨压值作为喷油器的动态开启压力。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述综合测试方法还包括：
调整高压油泵的转速并设定喷油脉宽，以及按预设的高压值设定喷油压力；
当高压油泵的进油温度达到预设温度值时，触发喷油器运行预设时间；
在所述预设时间内，检测喷油器是否喷出连续的油柱。
在其中至少一种可能的实现方式中，在喷油开始前以及终止后，检测喷油器的喷孔及各密封处是否渗油。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述综合测试方法还包括：
依次由小至大的顺序设置若干个设定喷油压力；
检测实际喷射时的压力与对应的所述设定喷油压力的差值；
判断所述差值是否处于预设范围内。
本发明的设计构思在于，不需要搭配整体发动机点火试验台架，而以图像拍摄设备入手，对喷油器喷出的油雾的成像进行采集及分析，其验证可靠性具有较高的可信度，并且相比现有的台架测试方式，本发明测试过程只需要更换待验证的喷油器即可，从而节省了大量成本。本发明提供的测试思路具备操作简单、验证时间短、贴合发动机性能标准要求等特点，可以大大缩短产品的检测及开发周期，满足研发、生产制造过程中对于喷油器可靠性及性能验证的需求，显著提升了工作效率并节约了生产成本。
进一步地，本发明在其他实施例中，还融合了喷油器开启压力试验、密封性试验、流量特性试验等多个测试方式，实现了对喷油器性能检测的全覆盖。
附图说明
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作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的发动机喷油器性能综合测试方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了一种发动机喷油器性能综合测试方法的实施例，具体来说，如图1所示，可以包括：
(一)喷雾成像试验
步骤S1、将喷油器安装在测试容器的顶端，并控制喷油器旋转以使喷出的油雾处于对称状态；
步骤S2、触发位于测试容器一侧的白光光源照射喷油器喷出的油雾；
步骤S3、控制图像拍摄设备延迟拍摄，并从喷油器喷射开始时按既定的时间间隔，连续采集经白光照射后的油雾图像；这里提及的“从喷油器喷射开始”，在实际操作中可以是指当喷孔处开始喷出极少量油雾的时刻，并可以定义此时刻为0us ASOI(after startof injection)，之后可以每隔100us进行连续拍摄，直至喷油结束为止；
步骤S4、利用采集后的油雾图像对喷油器的性能进行分析。
进一步地，图像拍摄设备设于白光光源所发射光线的90°或180°的位置。
进一步地，喷油器的喷孔处于图像拍摄设备的拍摄窗口的中间正上方位置。
进一步地，在成像试验之前，在喷油器的喷孔正下方的预设距离处设置标定板，基于标定板调节白光光源的亮度以及图像拍摄设备的焦距。
除此之外，本发明提供的综合测试方法还可以包括如下：
(二)流量特性试验
将喷油器的喷孔垂直向下安装于流量测试仪上，且在喷孔下方伸入喷油量采集装置；
调整高压油泵(高压油泵为本领域通用称呼)的转速为800r/min，并控制高压油泵的进油温度在25℃±1℃(汽油直喷喷油器)或40℃±1℃(柴油共轨喷油器)；
按照预设的喷油压力，利用扫点法确定喷油脉宽以及对应的喷射次数，并记录总喷油量；
在按上述进行若干次测试后，计算单次喷射的平均喷油量及其方差。
进一步地，检测喷油器(例如柴油共轨喷油器)的动态回油量，具体包括：
设置喷油压力(基于待测的喷油器类型，也可称为轨压)为120MPa以及设定喷油脉宽为1500us；
在高压油泵的进油温度达到40℃±1℃的条件下，测量若干次回油量，并作为动态回油量；
基于动态回油量绘制出流量特性曲线、方差曲线以及±5％误差曲线。
(三)开启压力试验
调整高压油泵的转速为800r/min，并设定轨压为40MPa以及设定喷油脉宽为1500us；
当高压油泵的进油温度达到40℃±1℃时，降低轨压，并当喷油器的单次喷油量降低为1mm3～2mm3时，记录当前轨压值；
将所述当前轨压值作为柴油共轨喷油器的动态开启压力。
(四)密封性试验
调整高压油泵的转速为800r/min，并设定轨压大于预设的最高工作轨压15MPa(或者对于汽油直喷喷油器，设为20MPa)以及设定喷油脉宽为1500us；
当高压油泵的进油温度达到40℃±1℃(或25℃±1℃)时，触发喷油器运行10分钟，并在时间内检测喷油器的密封性。
进一步地，所述检测喷油器的密封性包括：检测在喷油过程中是否出现连续的油柱。
进一步地，在喷油开始前以及终止后，检测喷油器的喷孔及各密封处是否渗油。
(五)油压精度试验
依次设置喷油压力为300bar、600bar、1200bar、1800bar，并校验喷射压力的波动是否处于预设范围内。
进一步地，对于柴油共轨喷油器，所述预设范围为设定压力的±5bar；对于汽油直喷喷油器，所述预设范围为设定压力的±0.1MPa。
综上所述，本发明的设计构思在于，不需要搭配整体发动机点火试验台架，而以图像拍摄设备入手，对喷油器喷出的油雾的成像进行采集及分析，其验证可靠性具有较高的可信度，并且相比现有的台架测试方式，本发明测试过程只需要更换待验证的喷油器即可，从而节省了大量成本。本发明提供的测试思路具备操作简单、验证时间短、贴合发动机性能标准要求等特点，可以大大缩短产品的检测及开发周期，满足研发、生产制造过程中对于喷油器可靠性及性能验证的需求，显著提升了工作效率并节约了生产成本。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，包括：
将喷油器安装在测试容器的顶端，并控制喷油器旋转以使喷出的油雾处于对称状态；
触发位于测试容器一侧的白光光源照射喷油器喷出的油雾；
控制图像拍摄设备延迟拍摄，并从喷油器喷射开始时按既定的时间间隔，连续采集经白光照射后的油雾图像；
利用采集后的油雾图像对喷油器的性能进行分析；
所述综合测试方法还包括：
将喷油器的喷孔垂直向下安装于流量测试仪上，且在喷孔下方伸入喷油量采集装置；
调整高压油泵的转速，并控制高压油泵的进油温度在预设温度值；
按照预设的喷油压力，利用扫点法确定喷油脉宽以及对应的喷射次数，并记录总喷油量；
在记录若干次所述总喷油量后，求取单次喷射的平均喷油量及其方差。
2.根据权利要求1所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，图像拍摄设备设于白光光源所发射光线的90°或180°的位置。
3.根据权利要求2所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，喷油器的喷孔处于图像拍摄设备的拍摄窗口的中间正上方位置。
4.根据权利要求3所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，在成像试验之前，在喷油器的喷孔正下方的预设距离处设置标定，基于标定板调节白光光源的亮度以及图像拍摄设备的焦距。
5.根据权利要求1所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，所述综合测试方法还包括：
设置喷油压力以及喷油脉宽；
在高压油泵的进油温度达到预设温度值的条件下，测量若干次回油量，并作为动态回油量；
基于动态回油量绘制出流量特性曲线、方差曲线以及误差曲线。
6.根据权利要求1～5任一项所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，所述综合测试方法还包括：
调整高压油泵的转速，并设定喷油压力以及喷油脉宽；
当高压油泵的进油温度达到预设温度值时，降低轨压，并当检测到喷油器的单次喷油量降低为预设油量值时，记录当前轨压值；
将所述当前轨压值作为喷油器的动态开启压力。
7.根据权利要求1～5任一项所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，所述综合测试方法还包括：
调整高压油泵的转速并设定喷油脉宽，以及按预设的高压值设定喷油压力；
当高压油泵的进油温度达到预设温度值时，触发喷油器运行预设时间；
在所述预设时间内，检测喷油器是否喷出连续的油柱。
8.根据权利要求7所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，在喷油开始前以及终止后，检测喷油器的喷孔及各密封处是否渗油。
9.根据权利要求1～5任一项所述的发动机喷油器性能综合测试方法，其特征在于，所述综合测试方法还包括：
依次由小至大的顺序设置若干个设定喷油压力；
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判断所述差值是否处于预设范围内。
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