CN216411177U - 一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及辛烷值测定机技术领域，具体为一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，包括燃油箱、燃油泵、压力调节器、喷油器、压力表、喷油器、增压装置、压力传感器、氧气传感器、加热器、竖直进气管、辛烷值测定机机体、排气止回阀、后处理装置、消声器、进气控制阀门、控制器。进气控制阀门、氧气传感器、压力传感器、第一加热器沿进气流向依次布置在前进气管上，排气止回阀、后处理装置、消声器沿排气流向依次布置在排气管上。本实用新型可以实现辛烷值测定机在低压环境下进气压力和氧气流量的恢复，满足辛烷值测定机测试时所需要的进排气条件。通过本实用新型的实施，在低压尤其是在高原环境下能够准确测量燃料的辛烷值。

Description

一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置

技术领域

本实用新型涉及辛烷值测定机技术领域，特别是一种进排气压力可调节和采用电控喷油的适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置。

背景技术

燃料的辛烷值是用来评价燃料抗爆性的重要指标。目前，燃料的辛烷值是在常压和氧气量充足的条件下用辛烷值测定机测量得到。然而，在低压和氧气量不足的环境下，带有化油器结构的辛烷值测定机由于低压而产生油量不足，且进入辛烷值测定机缸内氧气量少，导致燃烧不充分，从而辛烷值测定机无法正常稳定工作，无法准确测量燃料的辛烷值。另外，进入辛烷值测定机的空气压力也达不到燃料辛烷值的测试条件。由于在低压条件下，排气背压减小，也影响辛烷值的测量结果。

因此，如何创新设计辛烷值测定机的进气系统、排气系统和燃油供给系统使辛烷值测定机能在低压和氧气不足的环境下能够准确测量燃料的辛烷值是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，本实用新型可以在低压和氧气量不足的环境下，使进气压力和氧气量达到辛烷值测试的条件，排气背压与常压环境的排气背压效果一样，电控喷油量不受到大气环境的影响，实现稳定的喷油量和高的喷油压力，保证燃油雾化质量高。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括燃油箱、燃油泵、压力调节器、压力表、喷油器、进气增压装置、压力传感器、氧气传感器、第一加热器、竖直进气管、辛烷值测定机的燃烧室、辛烷值测定机机体、排气管、排气止回阀、后处理装置、消声器、前进气管、进气控制阀门、回油管、第二加热器、后进气管、控制器。燃油箱、燃油泵、压力调节器、压力表、喷油器通过燃油管路依次串接在一起，辛烷值测定机的燃烧室布置在辛烷值测定机机体内，前进气管、竖直进气管、后进气管依次连接在一起，后进气管的出气口与辛烷值测定机的燃烧室的进气口相连接，进气增压装置的出气口与前进气管的进气口相连接，进气控制阀门、氧气传感器、压力传感器、第一加热器沿进气流向依次布置在前进气管上，第二加热器布置在后进气管上，喷油器布置在竖直进气管上，排气管的进气口与辛烷值测定机的燃烧室的出气口相连接，排气止回阀、后处理装置、消声器沿排气流向依次布置在排气管上，回油管的两端口分别与燃油箱、压力调节器相连通，控制器用于对排气止回阀、进气控制阀门、喷油器、第一加热器、第二加热器进行控制。

进一步地，在本实用新型中，燃油箱、燃油泵、压力调节器、压力表、喷油器的个数均为两个以上。

更进一步地，在本实用新型中，第一加热器、第二加热器均为电控加热装置。

更进一步地，在本实用新型中，排气止回阀、进气控制阀门均为电控阀门。

在本实用新型中，进气系统中有进气增压装置、进气管、进气控制阀门、压力传感器、氧气传感器和加热器。进气增压装置可提高在低压和氧气量不足的环境下的压力和氧气流量，使进气管的空气状态达到燃料辛烷值的测试条件。进气增压装置与进气管连通，在进气管中安装进气控制阀门，可控制进入辛烷值测定机的空气量和流速。安装的压力传感器和氧气传感器时刻监控进入所述辛烷值测定机机体的空气的压力和氧气量。安装加热器是对空气或者油气进行加热，使其达到燃料辛烷值测量的测试条件。进气系统与辛烷值测定机连通。

在本实用新型中，燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、压力调节器、压力表、燃油管、控制燃油泵的开关、喷油器。在四个容积相同的燃油箱，每个燃油箱通过燃油管连接到燃油泵，用每个电器开关控制每一个燃油泵的开启与关闭。燃油泵通过燃油管依次连接到压力调节器、压力表和喷油器。此外，还设置了回油路使多余的燃油可通过压力调节器的回油端口流回原燃油箱。

在本实用新型中，燃油供给系统由控制器控制，可产生稳定的喷射油量，以确定产生最大爆震强度的混合气当量比，从而可以准确测量燃料辛烷值。燃油供给系统含有喷油器，喷油器安装在所述进气系统中的竖直管上，以向进气管中喷射燃料，燃油在管内完全雾化并与空气充分混合后进入压缩比可变的辛烷值测定机的燃烧室。

在本实用新型中，根据所述辛烷值测定机的飞轮位置传感器和点火器传感器信号，计算辛烷值测定机的进气门开闭时刻，确定辛烷值测定机的喷油时刻。通过软件设置喷油脉宽或自动查找合适的喷油脉宽，以确定产生最大爆震强度的混合气当量比，从而可以准确测量燃料辛烷值。

在本实用新型中，排气系统包括排气管、排气止回阀、排气后处理装置和消声器，排气管与辛烷值测定机连通，辛烷值测定机的排气通过排气管流到所述排气止回阀，设置排气止回阀的开度使排气背压增大，以达到与常压环境下相同的排气背压效果，避免因低压环境对测试结果造成影响。排气通过所述止回阀后，流到所述排气后处理装置后再经过消声器排到大气。

在本实用新型中，燃油供给系统中的燃油泵使油路产生一定的燃油压力，压力调节器可使喷油器产生一定的喷油压力，使喷油量不会受到低压和低氧环境的影响，且使燃油雾化质量高。此外，通过软件设置喷油脉宽或自动查找合适的喷油脉宽，以确定产生最大爆震强度的混合气当量比，避免了利用化油器系统供油时手动寻找燃料的最大爆震强度的方法，因而可以准确测量燃料辛烷值。

本实用新型提供的一种低压环境下的辛烷值测定机进气系统，解决了在低压和氧气量不足的环境下，尤其是在高海拔地区中辛烷值测定机进气压力低和进气量不足的技术难题，从而使进气条件达到燃料辛烷值的测试条件。

本实用新型提供的一种低压环境下的辛烷值测定机排气系统装置，该装置在排气系统安装了止回阀，解决了排气背压受到低压环境影响的技术难题，保证了排气背压条件不影响燃料辛烷值的测试结果。

与现有技术相比，本实用新型具有如下效果为：本实用新型对辛烷值的进气系统，燃油供给系统和排气系统进行重新设计后，可以使辛烷值测定机在低压与氧气不足的环境中能够准确测量燃料的辛烷值，解决了目前无法在低压与氧气不足环境下准确测量燃料辛烷值的技术难题。本实用新型的辛烷值测定机装置结构简单，安装方便，成本低以及测试方法通俗易懂；在低压和氧气量不足的环境，该装置在测量燃料辛烷值领域中具有突出的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型控制器的结构示意图；

其中，1、燃油箱，2、燃油泵，3、压力调节器，4、压力表，5、喷油器，6、进气增压装置，7、压力传感器，8、氧气传感器，9、第一加热器，10、竖直进气管，11、辛烷值测定机的燃烧室，12、辛烷值测定机机体，13、排气管，14、排气止回阀，15、后处理装置，16、消声器，17、前进气管，18、进气控制阀门，19、回油管，20、第二加热器，21、后进气管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本实用新型如上图1所示，本实用新型包括燃油箱1、燃油泵2、压力调节器3、压力表4、喷油器5、进气增压装置6、压力传感器7、氧气传感器8、第一加热器9、竖直进气管10、辛烷值测定机的燃烧室11、辛烷值测定机机体12、排气管13、排气止回阀14、后处理装置15、消声器16、前进气管17、进气控制阀门18、回油管19、第二加热器20、后进气管21。燃油箱1、燃油泵2、压力调节器3、压力表4、喷油器5通过燃油管路依次串接在一起，辛烷值测定机的燃烧室11布置在辛烷值测定机机体12内，前进气管17、竖直进气管10、后进气管21依次连接在一起，后进气管21的出气口与辛烷值测定机的燃烧室11的进气口相连接，进气增压装置6的出气口与前进气管17的进气口相连接，进气控制阀门18、氧气传感器8、压力传感器7、第一加热器9沿进气流向依次布置在前进气管17上，第二加热器20布置在后进气管21上，喷油器5布置在竖直进气管10上，排气管13的进气口与辛烷值测定机的燃烧室11的出气口相连接，排气止回阀14、后处理装置15、消声器16沿排气流向依次布置在排气管13上，回油管19的两端口分别与燃油箱1、压力调节器3相连通，控制器用于对排气止回阀14、进气控制阀门18、喷油器5、第一加热器9、第二加热器20进行控制。燃油箱1、燃油泵2、压力调节器3、压力表4、喷油器5的个数均为四个。第一加热器9、第二加热器20均为电控加热装置。排气止回阀14、进气控制阀门18均为电控阀门。

本实用新型的控制器能够控制所述进排气系统和燃油供给系统，以使得所述辛烷值测定机能正常工作并测量燃料辛烷值。

在本实用新型中，进气系统中有进气增压装置6、前进气管17、竖直进气管10、后进气管21、进气控制阀门18、压力传感器7、氧气传感器8、第一加热器9、第二加热器20。进气增压装置6与前进气管17连通，可增大在低压和低氧的环境下的压力和氧气流量，使进气条件达到燃料辛烷值的测试条件。在前进气管17中安装进气控制阀门18，控制进入辛烷值测定机机体12的空气量和流速。在前进气管17中安装压力传感器7和氧气传感器8，可时刻监控进入所述辛烷值测定机机体12的空气压力和氧气量。在进气管安装第一加热器9、第二加热器20，分别对空气和燃油与空气的混合气进行加热。这些仪器的安装是为了使进气管中的空气，以及燃油与空气的混合气达到燃料辛烷值测量所需的测试条件。

在本实用新型中，燃油供给系统包括燃油箱1、燃油泵2、压力调节器3、压力表4、喷油器5。安装四个容积相同的燃油箱1，每个燃油箱1通过燃油管连接到燃油泵2，用单独的电气开关(图中未标出)控制每一个燃油泵2，燃油泵2通过燃油管依次连接到压力调节器3、压力表4和喷油器5。此外，在每一油路各设置一条回油路19，使多余燃油可通过压力调节器3的回油端口流到对应的燃油箱1。

在本实用新型中，燃油供给系统由控制器控制，根据辛烷值测定机机体12的飞轮位置传感器和点火器传感器信号，计算辛烷值测定机机体12的进气门开闭时刻，从而确定喷油时刻。通过软件设置喷油脉宽或自动查找合适的喷油脉宽，找出产生最大爆震强度的混合气当量比，从而可以准确测量燃料辛烷值。

燃油供给系统含有喷油器5，喷油器5安装在进气系统的竖直进气管10上，从而与进气系统连通。喷油器5向竖直进气管10喷射燃料，燃油在管内完全雾化并与空气充分混合后进入压缩比可变的辛烷值测定机机体12的燃烧室。

在本实用新型中，排气系统包括排气管13、排气止回阀14、后处理装置15和消声器16，排气管13与辛烷值测定机机体12连通，辛烷值测定机的燃烧室11产生的排气流到排气管13后再流到排气止回阀14，设置止回阀的开度使排气背压增大，避免因低压环境的影响，以达到与常压环境下相同的排气背压效果。排气通过止回阀14后，流到所述排气后处理装置15后再经过所述消声器16排到大气环境。

本实用新型的实施步骤如下:

第一，启动辛烷值测定机机体12，调整辛烷值测定机的压缩比到与甲苯参比燃料辛烷值相适应的压缩比后启动辛烷值测定机的点火开关。在燃油箱中放置热机使用的燃油，启动与该燃油箱连接的燃油泵2的控制开关，使油路中有燃油，从喷油器5喷出的油在进气管完全雾化后进入辛烷值测定机的燃烧室11燃烧。用控制器来控制喷油时刻和喷油脉宽，自动寻找最佳的油气当量比，从而可找到最大的爆震强度。此外，在启动辛烷值测定机12时也同时使进气管中的第一加热器9、第二加热器20处于加热的状态，打开进气增压装置6等其他的仪器，使进入进气管中的空气达到测试条件。

第二，当辛烷值测定机机体12的各个控制参数达到燃料辛烷值的测试条件后，使辛烷值测定机12空转，换掉燃油箱中的热机油。在燃油箱分别放置甲苯参比燃料(辛烷值已确定)、高标样燃料(用来测量甲苯参比燃料的辛烷值)和低标样燃料(用来测量甲苯参比燃料的辛烷值)。启动辛烷值测定机的点火开关，分别打开燃油箱中的高标样燃料，低标样燃料和甲苯参比燃料，测出它们的爆震强度后用内插法算出甲苯参比燃料的辛烷值，如果该实验测量得到的甲苯参比燃料的辛烷值正好和已确定辛烷值的误差在±0.3内，就不需要调整进气温度，反之需要调整进气温度，重新按照以上的方法测量甲苯参比燃料的辛烷值，使测试的辛烷值和已确定辛烷值的误差在±0.3内。

第三，当辛烷值测定机机体12的各个控制参数达到燃料辛烷值的测试条件后，换掉上步骤中燃油箱装有的燃油后分别在其装高标样燃料(用来测量待测燃料的辛烷值)、低标样燃料(用来测量待测燃料的辛烷值)和待测燃料。调整辛烷值测定机的压缩比到与待测燃料辛烷值相适应的压缩比。启动辛烷值测定机的点火开关，打开与装高标样燃料燃油箱的燃油泵2的控制开关，多次测量高标样燃料在辛烷值测定机的燃烧室11燃烧时产生的爆震强度。关闭高标样油路，然后再按照该步骤分别测量低标样燃料和待测燃料的爆震强度。最后用内插法算出待测燃料的辛烷值(该过程需要测量几次后取平均值)。

在以上的步骤中，燃料在辛烷值测定机的燃烧室11燃烧后产生的排气通过排气管13流到排气止回阀14，排气止回阀14通过控制器设置开度，使排气背压效果与在常压环境的排气背压效果相同。之后，排气依次通过排气止回阀14、后处理装置15和消声器16后排到大气环境。

本实用新型提出的一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，对原辛烷值测定机的燃油供给系统、进气排气系统和排气系统进行重新设计，在辛烷值测定机领域，具有非常突出的应用价值。

以上对本实用新型的具体操作方式进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定操作方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (4)

1.一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，包括燃油箱(1)、燃油泵(2)、压力调节器(3)、压力表(4)、喷油器(5)；燃油箱(1)、燃油泵(2)、压力调节器(3)、压力表(4)、喷油器(5)通过燃油管路依次串接在一起，其特征在于，还包括进气增压装置(6)、压力传感器(7)、氧气传感器(8)、第一加热器(9)、竖直进气管(10)、辛烷值测定机的燃烧室(11)、辛烷值测定机机体(12)、排气管(13)、排气止回阀(14)、后处理装置(15)、消声器(16)、前进气管(17)、进气控制阀门(18)、回油管(19)、第二加热器(20)、后进气管(21)；辛烷值测定机的燃烧室(11)布置在辛烷值测定机机体(12)内，前进气管(17)、竖直进气管(10)、后进气管(21)依次连接在一起，后进气管(21)的出气口与辛烷值测定机的燃烧室(11)的进气口相连接，进气增压装置(6)的出气口与前进气管(17)的进气口相连接，进气控制阀门(18)、氧气传感器(8)、压力传感器(7)、第一加热器(9)沿进气流向依次布置在前进气管(17)上，第二加热器(20)布置在后进气管(21)上，喷油器(5)布置在竖直进气管(10)上；排气管(13)的进气口与辛烷值测定机的燃烧室(11)的出气口相连接，排气止回阀(14)、后处理装置(15)、消声器(16)沿排气流向依次布置在排气管(13)上；回油管(19)的两端口分别与燃油箱(1)、压力调节器(3)相连通；控制器用于对排气止回阀(14)、进气控制阀门(18)、喷油器(5)、第一加热器(9)、第二加热器(20)进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，其特征在于所述燃油箱(1)、燃油泵(2)、压力调节器(3)、压力表(4)、喷油器(5)的个数均为两个以上。

3.根据权利要求1所述的一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，其特征在于所述第一加热器(9)、第二加热器(20)均为电控加热装置。

4.根据权利要求1所述的一种适用于低压环境的燃料辛烷值测量装置，其特征在于所述排气止回阀(14)、进气控制阀门(18)均为电控阀门。

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