CN113565662A - 一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，包括缸盖、进气门、排气门、进气道、排气道、喷油器、活塞以及喷雾收集器，进气道、排气道、进气门、排气门和喷油器安装于缸盖，进气门用于打开和关闭进气道，排气门用于打开和关闭排气道，喷油器用于喷油；喷雾收集器连接于缸盖，活塞安装于喷雾收集器内；喷雾收集器包括吸油层和显色层，其中，吸油层围成空腔状，其内壁用于吸收碰壁的喷雾；显色层贴于吸油层的外壁，其显色随附着燃油量的增加而加深。本发明还提供一种使用该装置进行测量的测量方法。通过本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置和测量方法可以定量测量发动机喷油器喷雾碰壁量。

Description

一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置及测量方法
技术领域
本发明涉及汽车发动机领域，特别是涉及一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置及使用该装置进行测量的测量方法。
背景技术
在汽车发动机领域，缸内直喷技术可以提升燃油经济性，降低废气排放。但是，喷油器喷出的喷雾会发生喷雾碰壁，造成缸内燃油分布不均，燃油雾化效果差，燃油稀释等问题，使得缸内混合气燃烧不充分，产生颗粒物、碳氢化合物和CO等有害物。所以，有必要对直喷发动机喷雾碰壁量进行测量。
目前，直喷发动机喷雾碰壁量是通过闪光摄影法、激光诱导荧光法或高速摄影仪拍摄等光学方法进行测量，光学方法只能定性测量喷雾碰壁量，不能定量测量。此外，光学方法是通过实验台架进行测量，不能反映发动机喷雾碰壁的实际情况，因此，对发动机喷油器、燃烧室、活塞的指导设计作用有限。再者光学方法需要高速相机、激光等设备，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能定量测量发动机喷油器喷雾碰壁量的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置。
本发明提供一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，包括缸盖、进气门、排气门、进气道、排气道、喷油器、活塞以及喷雾收集器，进气道、排气道、进气门、排气门和喷油器均安装于缸盖，进气门用于打开和关闭进气道，排气门用于打开和关闭排气道，喷油器用于喷油；
喷雾收集器连接于缸盖的底部，活塞可拆卸地安装于喷雾收集器内；
喷雾收集器包括吸油层和显色层，吸油层的内壁用于吸收碰壁的喷雾；显色层贴于吸油层的外壁，其显色随附着燃油量的增加而加深。
进一步地，吸油层围成为空心圆柱形。
进一步地，显色层围成为空心圆柱形。
进一步地，吸油层的微观结构形成为网格状，每个网格由多个网格支架围成，每个网格内设有吸油填充物。
进一步地，在显色层的外壁还贴有用于保持喷雾收集器形状的支撑层。
进一步地，还包括用于稳定喷雾收集器的空腔压力的稳压腔，喷雾收集器的空腔下部和稳压腔相连通。
进一步地，稳压腔连接至气泵，气泵用于抽取稳压腔内的气体，以将稳压腔内的压力调节至预定值。
本发明还提供一种使用上述装置进行测量的测量方法，测量流程为：
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
将活塞调至所需测试位置；
关闭进气道和排气道；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2；
拆下喷雾收集器的显色层，计算每个圆圈对应的碰壁油束的喷雾碰壁量。
本发明还提供一种使用上述装置进行测量的测量方法，测量流程为：
拆除测量装置的活塞；
关闭排气道，将进气门的气门升程调至所需值，以打开进气道；
调整气泵转速，以将稳压腔内的压力调至所需值；
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2；
拆下喷雾收集器的显色层，计算每个圆圈对应的碰壁油束的喷雾碰壁量。
由于本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置设置了喷雾收集器，喷雾收集器和缸盖相连，喷雾收集器包括吸油层和显色层，吸油层围成空腔状，吸油层的内壁用于吸收碰壁的喷雾，显色层的显色随附着燃油量的增加而加深，通过测量试验前后喷雾收集器的质量，可以获得喷雾碰壁的总质量，而显色层上每个圆圈对应一个碰壁油束，通过显色面积和灰度可以计算各个油束的喷雾碰壁量，因此通过本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的测量装置和测量方法可以定量测量发动机喷油器喷雾碰壁量。
附图说明
图1为本发明一实施例的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置的结构图
图2为本发明一实施例的喷雾收集器的立体结构图
图3为图2所示的的喷雾收集器的剖面结构图
图4为图2所示的喷雾收集器的吸油层的微观结构图
图5为图2所示的喷雾收集器的显色层平面展开后的显色示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明一实施例的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置包括缸盖1、进气门4、排气门2、进气道5、排气道11、喷油器3、活塞12以及喷雾收集器10。
进气门4、排气门2、进气道5、排气道11安装于缸盖1。进气门4上下来回运动，以打开和关闭进气道5。排气门2上下来回运动，以打开和关闭排气道11。
喷油器3安装于缸盖1，用于喷出燃油。喷雾收集器10连接于缸盖1的底部。活塞12可拆卸地安装于喷雾收集器10内。
如图2和3所示，喷雾收集器10包括吸油层10a、显色层10b和支撑层10c。吸油层10a围成空腔状，吸油层10a的形状可以为空心圆柱形。吸油层的内壁用于吸收碰壁的喷雾，防止喷雾飞溅。显色层10b围成空心圆柱形，贴于吸油层10a的外壁。显色层的显色随附着燃油量的增加而加深。支撑层10c围成空心圆柱形，贴于显色层10b的外壁，用于保持喷雾收集器10的形状。
如图4所示，吸油层10a的微观结构形成为网格状，网格由多个网格支架101围成，网格内设有吸油填充物102(例如海绵等)。网格支架101可以保持吸油层10a的结构，同时还可以防止网格内的燃油因重力因素下落。
本发明一实施例的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置还包括用于稳定喷雾收集器10的空腔压力的稳压腔8，喷雾收集器10的空腔下部和稳压腔8相连通。稳压腔8内安装有用于测量稳压腔内部压力的压力传感器9。稳压腔连接至气泵7，气泵7用于抽取稳压腔内的气体，以将稳压腔内的压力调节到预定值。稳压腔8与气泵7之间还安装有用于测量气体流量的气体流量计6。
本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置可分别用于静态测量和动态测量，以综合反应有无气流影响的情况下的喷雾碰壁情况。
静态测量流程为：
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
将活塞调至所需测试位置；
关闭进气道和排气道；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2，m2与m1的质量差即为喷雾碰壁的总质量；
拆下喷雾收集器的显色层，平面展开如图5所示，图中每个圆圈对应一个碰壁油束，每个碰壁油束的喷雾碰壁质量
Figure BDA0002471723960000061
其中Vh＝∑HigΔsi，V＝∑Vh，Vh代表图中某个圆圈的灰度积，Hi是该圆圈中某点的灰度值，Δsi是该点对应的面积，V代表所有圆圈的灰度积的和。
动态测量流程为：
拆除测量装置的活塞；
关闭排气道，将进气门的气门升程调至所需值，以打开进气道；
调整气泵转速，以将稳压腔内的压力调至所需值；
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2，m2与m1的质量差即为喷雾碰壁的总质量；
拆下喷雾收集器的显色层，平面展开如图5所示，图中每个圆圈对应一个碰壁油束，每个油束的喷雾碰壁质量
Figure BDA0002471723960000071
其中Vh＝∑HigΔsi，V＝∑Vh，Vh代表图中某个圆圈的灰度积，Hi是该圆圈中某点的灰度值，Δsi是该点对应的面积，V代表所有圆圈的灰度积的和。
综上，由于本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置设置了喷雾收集器，喷雾收集器和缸盖的底部相连，喷雾收集器包括吸油层和显色层，吸油层围成空腔状，吸油层的内壁用于吸收碰壁的喷雾，显色层的显色随附着燃油量的增加而加深，通过测量试验前后喷雾收集器的质量，可以获得喷雾碰壁的总质量，而显色层上每个圆圈对应一个碰壁油束，通过显色面积和灰度可以计算各个油束的喷雾碰壁量，因此通过本发明的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的测量装置和测量方法可以定量测量发动机喷油器喷雾碰壁量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，包括缸盖、进气门、排气门、进气道、排气道、喷油器、活塞以及喷雾收集器，所述进气道、所述排气道、所述进气门、所述排气门和所述喷油器均安装于所述缸盖，所述进气门用于打开和关闭所述进气道，所述排气门用于打开和关闭所述排气道，所述喷油器用于喷油；
所述喷雾收集器连接于所述缸盖的底部，所述活塞可拆卸地安装于所述喷雾收集器内；
所述喷雾收集器包括吸油层和显色层，所述吸油层的内壁用于吸收碰壁的喷雾，所述显色层贴于所述吸油层的外壁，所述显色层的显色随附着燃油量的增加而加深。
2.如权利要求1所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，所述吸油层围成为空心圆柱形。
3.如权利要求2所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，所述显色层围成为空心圆柱形。
4.如权利要求1所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，所述吸油层的微观结构形成为网格状，每个网格由多个网格支架围成，每个网格内设有吸油填充物。
5.如权利要求1所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，所述显色层的外壁还贴有用于保持喷雾收集器形状的支撑层。
6.如权利要求1所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，还包括用于稳定所述喷雾收集器的空腔压力的稳压腔，所述喷雾收集器的空腔下部和所述稳压腔相连通。
7.如权利要求6所述的用于测量发动机喷油器喷雾碰壁量的装置，其特征在于，所述稳压腔连接至气泵，所述气泵用于抽取所述稳压腔内的气体，以将所述稳压腔内的压力调节至预定值。
8.一种使用如权利要求1所述装置进行测量的测量方法，其特征在于，测量流程为：
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
将活塞调至所需测试位置；
关闭进气道和排气道；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2；
拆下喷雾收集器的显色层，计算每个圆圈对应的碰壁油束的喷雾碰壁量。
9.一种使用如权利要求7所述装置进行测量的测量方法，其特征在于，测量流程为：
拆除测量装置的活塞；
关闭排气道，将进气门的气门升程调至所需值，以打开进气道；
调整气泵转速，以将稳压腔内的压力调至所需值；
将测量装置置于恒温室内一段时间，使测量装置的温度与恒温室内温度一致；
测量试验前喷雾收集器的质量m1；
将喷油器中的燃油温度、喷油压力和喷油脉宽调至所需值；
使喷油器按预设的喷油压力和喷油脉宽喷油一定次数；
拆下喷雾收集器，测量喷雾收集器的质量m2；
拆下喷雾收集器的显色层，计算每个圆圈对应的碰壁油束的喷雾碰壁量。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1837596A2 (en) * 2006-03-23 2007-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Calibration of optical patternator spray parameter measurements
EP1837829A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of computing spray parameters from optical patternation
CN103291484A (zh) * 2013-06-21 2013-09-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机的缸盖总成及其连接方法
CN103430007A (zh) * 2011-04-26 2013-12-04 丰田自动车株式会社 喷雾计测方法以及该方法所使用的喷雾试验装置
CN104005893A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 北京航空航天大学 一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体
US20160239954A1 (en) * 2015-04-30 2016-08-18 Mansour Masoudi System and method for spray visualization
JP2016204477A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 マツダ株式会社 試験用燃料、燃料噴霧特性解析システム及び燃料噴霧特性解析方法
CN107420241A (zh) * 2017-06-26 2017-12-01 中国人民解放军装甲兵工程学院 定容弹及具有该定容弹的喷油器喷雾可视化测试系统
CN108827640A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 北京理工大学 一种气体驱动液滴高速碰壁实验装置
CN109724807A (zh) * 2018-12-25 2019-05-07 江苏大学 一种定容燃烧弹中喷雾碰壁角度及碰壁距离可调的实验装置及安装方法
CN110361185A (zh) * 2019-08-20 2019-10-22 楼蓝科技(苏州)有限公司 一种用于燃气轮机燃油喷嘴的光学测量装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1837596A2 (en) * 2006-03-23 2007-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Calibration of optical patternator spray parameter measurements
EP1837829A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of computing spray parameters from optical patternation
CN103430007A (zh) * 2011-04-26 2013-12-04 丰田自动车株式会社 喷雾计测方法以及该方法所使用的喷雾试验装置
CN103291484A (zh) * 2013-06-21 2013-09-11 奇瑞汽车股份有限公司 一种光学发动机的缸盖总成及其连接方法
CN104005893A (zh) * 2014-06-04 2014-08-27 北京航空航天大学 一种壁面可变的碰壁喷雾测试定容弹体
JP2016204477A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 マツダ株式会社 試験用燃料、燃料噴霧特性解析システム及び燃料噴霧特性解析方法
US20160239954A1 (en) * 2015-04-30 2016-08-18 Mansour Masoudi System and method for spray visualization
CN107420241A (zh) * 2017-06-26 2017-12-01 中国人民解放军装甲兵工程学院 定容弹及具有该定容弹的喷油器喷雾可视化测试系统
CN108827640A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 北京理工大学 一种气体驱动液滴高速碰壁实验装置
CN109724807A (zh) * 2018-12-25 2019-05-07 江苏大学 一种定容燃烧弹中喷雾碰壁角度及碰壁距离可调的实验装置及安装方法
CN110361185A (zh) * 2019-08-20 2019-10-22 楼蓝科技(苏州)有限公司 一种用于燃气轮机燃油喷嘴的光学测量装置

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