一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置及實(shí)現(xiàn)方法，屬于柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足燃油經(jīng)濟(jì)性需要和適應(yīng)嚴(yán)格的排放法規(guī)，當(dāng)代柴油機(jī)燃油系統(tǒng)已全面采用電子控制式，目前電控燃油系統(tǒng)正朝著更高噴射壓力、更高控制精度方向發(fā)展。然而，隨著噴射壓力的提高，燃油在流經(jīng)燃油系統(tǒng)錐閥區(qū)域時(shí)由于壓力急劇降低，部分液態(tài)燃油氣化，出現(xiàn)氣液兩相的空化流動，引起閥的沖擊振動，對閥的控制精度甚至整個(gè)燃油系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響?，F(xiàn)階段對于燃油系統(tǒng)內(nèi)部的空化流動試驗(yàn)研究較少，缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論分析。因此，深入了解燃油系統(tǒng)中燃油空化流動的機(jī)理十分必要，對提高電控燃油系統(tǒng)性能和實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)高效低排放都有很大幫助。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置及實(shí)現(xiàn)方法，能夠觀察閥錐面處的燃油流動情況。目的是為了了解柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)中燃油空化流動現(xiàn)象的機(jī)理，為燃油系統(tǒng)錐閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
[0004]本發(fā)明的試驗(yàn)系統(tǒng)包括柴油機(jī)共軌系統(tǒng)試驗(yàn)臺，驅(qū)動電機(jī)，油栗，高壓油管，油量計(jì)量單元，安全閥，可視化錐閥裝置，光源，攝影機(jī)，計(jì)算機(jī)；油栗進(jìn)油口端連接有油栗計(jì)量單元，調(diào)節(jié)油栗燃油供油量；回油管連接可視化錐閥的出油口和試驗(yàn)臺上的回油口。
[0005]所述動態(tài)觀測實(shí)現(xiàn)方法為調(diào)節(jié)油栗計(jì)量單元，控制油栗栗油量，當(dāng)油軌壓力達(dá)到安全閥開啟壓力值時(shí)，安全閥自動打開，直到油軌壓力降至安全閥回座壓力，這一過程中閥芯受力平衡被改變，在彈簧作用下，錐閥振動尋找受力平衡點(diǎn)，位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，與此同時(shí)進(jìn)行光學(xué)測量。
[0006]所述可視化錐閥包括錐閥體，閥芯，壓緊蓋，彈簧，壓力傳感器，錐閥體內(nèi)的燃油通道分兩段；所述壓緊蓋與錐閥體螺栓緊固，壓緊蓋中心有通孔作為觀測窗口。
[0007]所述閥芯為光學(xué)玻璃制成，與錐閥體錐面配合。
[0008]所述閥芯與壓緊蓋之間設(shè)有彈簧。
[0009]所述壓緊蓋上設(shè)有位移傳感器，用來監(jiān)測閥芯在燃油流動方向的位移量。
[0010]所述錐閥體上設(shè)有燃油出口和泄油孔，可以減小錐閥閥芯凸臺端處的泄漏。
[0011]所述光源為環(huán)形燈光。
[0012]所述壓緊蓋內(nèi)部為通孔，攝影機(jī)放在壓緊蓋一側(cè)作為觀察端。
[0013]所述調(diào)壓閥最大泄油量小于油栗最大栗油量。
[0014]所述錐閥，第一階梯設(shè)有入口壓力傳感器，第二階梯設(shè)有出口壓力傳感器，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理可得出進(jìn)出口壓力變化曲線。
[0015]所述光源、攝影機(jī)和計(jì)算機(jī)組成觀測系統(tǒng)，環(huán)形光源安裝在攝影機(jī)鏡頭處，光線透過光學(xué)玻璃閥芯照亮閥腔內(nèi)錐面，由于氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，攝影機(jī)攝像以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理即可得出流場和氣泡發(fā)展變化規(guī)律。
[0016]發(fā)明具有以下特點(diǎn):1、由于觀測端在試驗(yàn)裝置的低壓部分，因此，可以進(jìn)行高壓差下的空化流動參數(shù)測量及氣泡發(fā)展變化觀測。2、光學(xué)閥芯的低壓端設(shè)計(jì)了彈簧支撐，這樣閥芯和彈簧構(gòu)成一階振動系統(tǒng)，可以模擬出錐面流動的動態(tài)過程。
【附圖說明】
[0017]圖1是發(fā)明方法的系統(tǒng)試驗(yàn)原理圖；
[0018]圖2是本發(fā)明方法應(yīng)用裝置(錐閥)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]標(biāo)號說明:1_錐閥體，2-入口壓力傳感器，3-出口壓力傳感器，4-閥芯，5-壓緊蓋，6-位移傳感器，7-彈簧，8-泄油孔，9-燃油出口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置實(shí)現(xiàn)方法原理圖，包括電子控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)、油栗、油軌、油栗計(jì)量單元、安全閥、錐閥試驗(yàn)裝置、攝影機(jī)、光源、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)。
[0021]如圖2所示，一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置，包括錐閥體
(I)，入口壓力傳感器⑵，出口壓力傳感器(3)，閥芯(4)，壓緊蓋(5)，位移傳感器(6)，彈簧
(7)。
[0022]所述錐閥體(I)為金屬，其內(nèi)部設(shè)有錐閥流道；所述閥芯(4)為光學(xué)玻璃制成，可在流道內(nèi)自由移動；所述閥體(I)和閥芯(4)的配合錐面將做超級加工，使之達(dá)到亮光澤面等級，減少摩擦因素的影響。
[0023]閥芯(4)安裝于錐閥⑴內(nèi)部，與壓緊蓋(5)之間安裝一彈簧(7)，壓緊蓋(5)與錐閥體(I)用螺栓緊固。
[0024]還包括安裝在壓緊蓋上的位移傳感器(6)，閥芯(4)尾部連接位移傳感器感應(yīng)標(biāo)桿，所述位移傳感器(6)連接于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可用于監(jiān)測閥芯的運(yùn)動變化過程。
[0025]還包括安裝于錐閥體(I)上的入口壓力傳感器⑵和出口壓力傳感器(3)。入口壓力傳感器(I)可以測量錐閥體(I)入口的壓力，出口壓力傳感器(2)可以測量流經(jīng)錐面后腔內(nèi)壓力，之后將壓力信號反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得到進(jìn)出口壓力變化曲線。
[0026]所述光源、攝影機(jī)和計(jì)算機(jī)組成觀測系統(tǒng)，環(huán)形光源安裝在攝影機(jī)鏡頭處，光線透過光學(xué)玻璃閥芯照亮閥腔內(nèi)錐面，由于氣相和液相反射回光線的光強(qiáng)不同，經(jīng)攝影機(jī)攝像以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理即可得出流場和氣泡發(fā)展變化規(guī)律。
[0027]試驗(yàn)初始，調(diào)整油栗計(jì)量單元，油軌壓力不斷增大，致使錐閥入口壓力不斷升高；當(dāng)油軌壓力達(dá)到安全閥開啟壓力值時(shí)，安全閥自動打開，直到油軌壓力降至安全閥回座壓力，這一過程中閥芯受力平衡被改變，錐閥振動尋找受力平衡點(diǎn)，位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，并通過光學(xué)觀測方法記錄閥運(yùn)動過程中氣液兩相混合流動隨閥前后壓差的變化的規(guī)律。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于:包括驅(qū)動電機(jī)，油栗，油管，油栗計(jì)量單元，安全閥，可視化錐閥裝置，光源和攝影機(jī)；油栗連接油栗計(jì)量單元及油軌，油軌上設(shè)有安全閥，油軌連接可視化錐閥裝置； 可視化錐閥裝置包括錐閥體(1)，入口壓力傳感器⑵，出口壓力傳感器⑶，閥芯⑷，壓緊蓋(5)，位移傳感器￠)，彈簧(7)。所述閥芯(4)與壓緊蓋(5)之間設(shè)有彈簧；所述壓緊蓋(5)上設(shè)有位移傳感器￠)，壓緊蓋(5)與錐閥體(1)螺栓緊固；所述錐閥體(1)上第一階梯設(shè)有入口壓力傳感器(2)，第二階梯設(shè)有出口壓力傳感器(3);所述錐閥體(1)上設(shè)有燃油出口(9)和泄油孔⑶；所述閥芯⑷由光學(xué)玻璃制成，與錐閥體⑴錐面配合；閥芯(4)作為動態(tài)流動可視化觀測窗口 ；在觀測窗口外部設(shè)置有攝影機(jī)；攝影機(jī)前設(shè)置環(huán)形光源。入口壓力傳感器(2)，出口壓力傳感器(3)，位移傳感器(6)和攝影機(jī)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)。2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:調(diào)節(jié)油栗計(jì)量單元，控制油栗栗油量，當(dāng)油軌壓力達(dá)到安全閥開啟壓力值時(shí)，安全閥自動打開，直到油軌壓力降至安全閥回座壓力，這一過程中閥芯受力平衡被改變，在彈簧作用下，錐閥振動尋找受力平衡點(diǎn)，位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，并通過光學(xué)觀測方法記錄閥運(yùn)動過程中氣液兩相混合流動隨閥前后壓差的變化的規(guī)律。3.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:其特征在于:在觀測窗口外部攝影機(jī)前設(shè)置環(huán)形光源，氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，通過攝影機(jī)相片判斷空化效果。
【專利摘要】一種柴油機(jī)高壓燃油系統(tǒng)錐閥動態(tài)可視化實(shí)現(xiàn)裝置及實(shí)現(xiàn)方法屬于柴油機(jī)領(lǐng)域，本發(fā)明用于觀察控制閥錐面處的燃油流動情況，包括錐閥體、壓力傳感器、閥芯、位移傳感器和彈簧，通過調(diào)節(jié)錐閥體進(jìn)油口壓力，改變閥芯受力平衡，使其在彈簧力作用下重新達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，探索閥芯運(yùn)動規(guī)律，以及流道內(nèi)的流場變化。本發(fā)明可以進(jìn)行高壓差下的空化流動參數(shù)測量及氣泡發(fā)展變化觀測，并且能夠?qū)崟r(shí)觀測錐面燃油流動的動態(tài)變化過程。
【IPC分類】F02M65/00
【公開號】CN105257448
【申請?zhí)枴緾N201510642829
【發(fā)明人】仇滔, 高壯, 雷艷
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月6日