技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种喷油规律测量系统。
背景技术
[0002]
发动机的
燃料供给一般是应用燃油喷射的方法以生成细小的油滴群，目的是增加燃油的
蒸发气化面积，增大燃烧放热量。这是一个相当复杂的问题。燃油喷雾不仅受到
喷油器结构形式(柴油机中应用较多的是多孔喷油器)，喷射压
力、针
阀升程的影响，还受到
气缸内压力、
温度、气流运动(包括宏观流动和
湍流流动)的影响。燃油进入气缸后的油束生成过程又十分复杂，它包括油束雾化，油滴
破碎，油滴碰撞和聚合，油束碰壁以及燃油多种成分的蒸发等；油束的主要部分油滴十分密集，从喷油器出口会形成一个液体核心，它的长度又受到了喷油器结构的影响。
[0003]
申请号为20110095233的中国
专利文件“一种柴油机喷油嘴各孔有效流通截面积测量方法”，涉及通过压电
传感器测量喷油孔喷出的喷油压力，并通
过喷油压力换算喷油量。
[0004] 上述专利通过冲量定律和动量守恒计算喷油量。但实际上，喷雾油束从喷油孔喷出后可依次划分为两个区域，即液相
流体区和非液相流体区，在液相流体区，喷雾主要表现为液态油束；而在非液相流体区，液态油束逐渐雾化。
[0005] 只有在液相流体区，测量压力能够较准确的获得与流量的对应关系，在非液相流体区，线性度很差。如何保证测量在液相流体区进行是非常关键的问题。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是提供一种喷油规律测量系统，用以保证测量在液相流体区进行同时保证测量的
稳定性。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
[0008] 一种喷油规律测量系统，包括喷油器(5)、喷油器(5)上设置的喷油孔，与喷油孔对应设置的
压电传感器(6)，压电传感器连接测量装置，还设有用于记录所述喷油器(5)喷油时间的计量模
块(4)，计量模块(4)连接所述测量装置，用于调节所述喷油孔与压电传感器距离的调距装置。
[0009] 所述调距装置为驱动所述压电传感器运动的调距装置(9)。
[0010] 所述测量装置为计算机终端(10)，计算机终端(10)通过采集装置(7)连接所述计量模块(4)和测压模块(8)，所述压电传感器(6)通过所述测压模块(8)连接所述采集装置(7)。
[0011] 本实用新型在测量系统中，喷油孔与压电传感器对应设置，增加了一个调距装置，用于调节压电传感器与喷油孔之间的距离。
[0012] 本实用新型：比较传感器输出
信号起止间隔时间与喷油持续期大小，并驱动调距装置调节传感器与喷油孔间的距离，直到两个时间基本相等，且传感器输出
波形最平稳时为止，此时传感器所在
位置即为最佳流量测量位置。
[0013] 传感器
输出信号起止间隔时间为t0，喷油持续期大小为T；把t0与T的比值定义为时间数，以字母 表示，即： 以 值即可比较喷油孔处燃油流量与油束任意横截面处流量的大小。当 值等于1时，表示该截面处燃油流量与喷油孔处燃油流量相等(考虑到误差因素，可把 值放宽至1附近)。此时，测量该截面处油束的流量即可得到喷油孔处的流量。只有在液相流体区才能使油束某截面处的 值等于1，此时，喷油孔与该截面之间的油束处于液相区，喷油孔处的流量，无论平均流量还是瞬时流量均等于该截面处的对应流量。而在 的非液相流体区内，油束任意截面处的平均流量与喷油孔处的平均流量仍呈比例，但两者的瞬时流量不再有一一对应关系。
[0014] 理论上，整个液相区的 值都等于1，传感器置于其间任意位置均可，但距离喷油孔越近，燃油喷射过于密集，速度也较大，飞溅和相互间碰撞干扰的现象非常明显，会导致传感器输出的信号剧烈震荡，测量结果偏离准确值，因此需要
选定传感器输出波形最为稳定的液相区位置。
附图说明
[0015] 图1是本实用新型一种实施方式的测量系统构成图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0017] 如图1为本实用新型的一种测量系统。包括：一个通过低压油路D的燃油加压以提供高压燃油的高压油
泵1，一个与高压油泵1连接用以存储高压油泵泵出燃油并使油压稳定的蓄压器2；一个连接在蓄压器2的输出油路中用以将蓄压器2内的高压燃油喷射至下游的喷油器5；一个用于承接喷油器5所喷油束并测量油束冲力的压电传感器6(如
石英压电传感器)，压电传感器6产生的信号通过
放大器8、被放大后的信号进入一个
数据采集装置7中；一个位于喷油器5上以测量喷油持续期的计量装置4，该计量装置4连接在数据采集装置7；一个用于调节压电传感器6与喷油孔距离的调距装置9，调距装置9与压电传感器6连接。一个终端装置10，该终端装置连接数据采集装置7，采集、读取并分析处理信号，并进行处理，可以进行图形输出。
[0018] 调距装置9可以安装在喷油器5上，也可以安装在压电传感器6上。做为一种实施方式，如图1，调距装置9与压电传感器6传动连接，并保持与压电传感器6与喷油孔轴线垂直，内置
电机和变速机构，可使压电传感器6缓慢前后移动以细调距离。
[0019] 喷油孔与压电传感器具有一一对应的关系，可以同时设置多组喷油孔与压电传感器，图1仅画出了一个喷油孔和一个压电传感器。压电传感器可以固定在测量板上，测量板处于喷油孔与压电传感器之间，由测量板直接承受喷出的
油雾，避免污染压电传感器，也便于更换压电传感器。
[0020] 蓄压器2末端还安装有测量输入喷油器
燃油压力的测压装置3，该测压装置3连接数据采集装置7，压力值用于测量过程中的参考。
[0021] 测量方法：
[0022] 正式测量之前，首先要确定最佳的测量位置。可以由远到近地调节压电传感器与喷油孔距离，也可以由近及远地进行调节。
[0023] 比如：首先将压电力传感器6置于喷油孔极近处，喷油压力、喷油脉宽、驱动
电压电流等保持不变，多次喷射燃油，比较传感器输出信号起止间隔时间与喷油持续期大小，并操纵调距装置9调节传感器与喷油孔间的距离，直到两个时间基本相等，且终端10显示传感器6的输出波形最平稳时为止，此时传感器所在位置即为最佳流量测量位置。
[0024] 测量开始，高压油泵1启动并泵出高油压的燃油进入蓄压器2中，蓄压器2稳定
波动的油压，保证喷油器5中的喷油压力恒定，喷油器5开始喷油，油束冲击压电力传感器6受压面。喷油器5开始喷油起至喷油结束的过程中，测压装置3全程提供瞬时油压信号、测量装置4提供喷油起始信号与喷油持续期信号、压电传感器6提供瞬时冲力的信号、冲击起始信号及冲击持续期信号，这些信号经由数据采集装置7进入终端10中，结合初始参数，可图形化输出喷油器5在对应油压及喷油持续期等条件下的喷油规律曲线。
[0025] 作为测量的前提条件，最佳观测位置的确定十分重要，直接关系到所测数据的精确度。必须多次喷油，微调距离，直至时间数基本为1，同时传感器输出的波形最为平滑稳定方可。另外，每改变一次喷油压力等初始条件，都要重新确定一次最佳观测位置。
[0026] 传感器受压面处的瞬时流量的推导。
[0027] 假设在某段很短时间间隔δt内，冲击传感器表面的燃料
质量为δm，瞬时流量为qv，燃油
密度为ρ，油束与传感器表面
接触面积为S，油束前端速度为v，油束冲击传感器表面的冲力为Ft，碰撞类型(完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞)由碰撞系数k(k范围为1～2)决定。
[0028] 根据有关定理有：
[0029] Ftδt＝kδmv
[0030]
[0031]
[0032] 得到传感器受压面处油束的瞬时流量：
[0033]
[0034] 由质量守恒知， 时，喷油孔处的瞬时流量q0与传感器处油束瞬时流量qv的关系为：
[0035] q0＝qv
[0036] 则可导出喷油孔瞬时流量q0为：
[0037]
[0038] 在其他条件已知的情况下，可由测量瞬时冲力Ft来计算喷油孔处瞬时流量q0，Ft随时间变化，可以得到同样随时间变化的q0，即喷油孔喷油规律。
[0039] 以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种
变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、
修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
