一种液压放大式超高压燃油供给装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机燃油供给技术领域，尤其是涉及一种液压放大式超高压燃油供给装置。
【背景技术】
[0002]减少污染物排放和提高燃油经济性是内燃机领域面临的两大挑战，在众多的解决方案中，采用高压共轨方式供油并提高燃油喷射压力是一条重要的技术路线。更高的喷射压力有助于燃油的破碎过程，可以提高燃油的雾化质量，促进燃油与空气的充分混合，提升发动机缸内的燃烧效果，进而可显著改善发动机的动力性、经济性和排放性。特别是对于柴油机而言，为了满足日益严格的排放法规的要求，高压共轨喷油系统的燃油喷射压力已提升至180MPa，而且几大著名的喷油系统研发设计公司，如德国的博世、美国的德尔福、以及日本的电装等，都致力于更高喷油压力喷油系统的研宄，陆续推出了最高喷油压力可达200MPa的产品，并正在研发更高喷油压力(300MPa)的产品。
[0003]为更好地发挥出喷油压力提高带来的优势，需要重新设计燃烧室形状、进气道结构、配气相位以及喷油时刻等发动机燃烧系统参数，而掌握超高喷油压力条件下的燃油喷雾特性是开展此项工作的前提。燃油喷雾特性可以通过喷雾锥角、贯穿距离以及粒径等参数进行表征，在测量这些参数的过程中，为保证之前的燃油喷雾不会影响到测试结果，喷油器的喷射间隔要足够长，通常至少要大于30秒，而在柴油机上两次喷油的间隔在几十毫秒，两者在单位时间内的喷油总量差异巨大，因此，使用发动机上的供油系统开展燃油喷雾特性试验时会存在一定的问题。
[0004]发动机供油系统中的高压油泵通常是以发动机的凸轮轴或曲轴作为动力源，带动高压油泵内的凸轮推动柱塞做往复运动产生高压燃油。单位时间内的供油总量必须略大于喷油总量，以便保证发动机的可靠运行。而将其应用于喷雾特性测试中时，因单位时间内的喷油总量极少，供油系统内的回油量急剧增加。出现95%以上的燃油被压缩至高压后又被迫流回油箱的现象，造成稳定控制燃油压力困难、有效供油效率极低以及能源浪费严重等问题。同时，柱塞做往复运动压缩燃油过程中而产生的热量不能被燃油喷射过程带走，热量会在整个供油系统中不断累积，管路内的燃油温度会不断升高。燃油温度越高越容易气化，在被压缩以及喷射的过程中更容易出现穴蚀现象，造成密封面的磨损，进而会降低供油系统的燃油压力以及使用寿命。此外，采用传统高压油泵的结构形式产生250MPa以上的供油压力，对于加工的精度提出了极高的工艺要求，大幅度地增加了制造难度与成本。
[0005]因此需要研发一种能产生超高供油压力的装置，可以满足燃油喷雾特性测试中高喷油压力、低喷射间隔的特殊要求。
【发明内容】
[0006]本发明为解决上述燃油喷雾特性试验中供油装置的供油效率低、燃油易过热、喷油压力很难提高等问题，提出了一种液压放大式超高压燃油供给装置，可实现超高喷油压力(300MPa)，并可更好地适应低喷射间隔的测试条件。
[0007]本发明所采用的技术方案是基于液压放大原理，核心思想是:在密闭的腔体内存在一个可移动的变截面活塞，活塞的侧壁与腔体的内壁接触并形成密封面，保证活塞两侧腔体的相对独立且腔内压力相对稳定。活塞截面积较小的一侧对应的是高压腔，另一侧为低压腔。高压腔内注入的是用于喷雾特性测试的燃油，而低压腔内可以是燃油也可是液压油。初始时刻两侧腔体内的压力均较低，并且活塞处于静止状态。而后增大低压腔内液体的压力，活塞的平衡状态被打破，将向高压腔方向移动压缩其内部的燃油，导致燃油压力的升高。由于腔体内液体的压强(压力)乘以活塞的受力面积等于该侧液体对活塞施加的作用力，当活塞再次恢复平衡状态时，忽略活塞与腔体间的摩擦力、活塞的重力以及燃油泄漏等因素的影响，活塞两侧液体对活塞施加的作用力应相等，所以高压腔与低压腔内压力的比值反比于其对应的活塞截面积之比，换言之，高压腔内液体的压力可以被成倍的放大。公式如下，F = P*S ；
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0009]—种液压放大式超高压燃油供给装置，包括液压油泵、液压油油箱、压力调节阀、燃油油箱、电控阀门、压力放大腔和电控三通阀门；
[0010]所述压力放大腔内存在一个T型的活塞，上面为活塞小头，下面为活塞大头；活塞两端的侧壁面分别与压力放大腔内的空腔的内壁面接触并形成良好的密封面，压力放大腔内阶梯型结构与活塞大头之间设置回位弹簧，压力放大腔上还设有液压油进出口、高压油出口、燃油进口以及泄油口 ；
[0011]所述燃油进口连通活塞小头一端，通过电控阀门连通燃油油箱；所述液压油进出口通过电控三通阀门连通液压油油箱的供油管路，所述泄油口连通液压油油箱的回油管路；所述高压油出口连通喷油器，高压油出口和喷油器的管路上设有瞬态压力传感器；
[0012]所述液压油泵连接在液压油油箱的供油管路上，供油管路上设有压力调节阀。
[0013]优选的，所述液压油油箱与电控三通阀门之间的供油管路上依次设有冷却器、压力调节阀、蓄能器和压力表。
[0014]所述的液压放大式超高压燃油供给装置的供油方法如下:
[0015]首先，开启电控阀门，使燃油油箱内的燃油从燃油进口流入压力放大腔的高压端，与回位弹簧共同作用于活塞，使其下行至最低位置，而后关闭电控阀门，使燃油所处空间封闭；
[0016]之后，利用电控三通阀门向压力放大腔中的低压端供油，推动其内部的活塞上行，压缩压力放大腔内上部高压端内的燃油体积，使其压力升高；当瞬态压力传感器采集的燃油压力信号满足要求时，开启喷油器进行燃油喷射；
[0017]燃油喷射结束后，改变电控三通阀门和电控阀门的连通状态，并且开启电控阀门，由于压力放大腔低压端内的液压油压力下降，使活塞缓慢下行至最低位置，同时补充用于下次喷射的燃油。
[0018]本发明具有的优点和积极效果是:
[0019]通过改变电控三通阀门的连通状态来控制是否为压力放大腔中的低压端供油，需要进行喷雾特性测试的燃油储存在燃油油箱中，通过改变电控阀门的状态来控制是否为压力放大腔中的高压端供油，通过瞬态压力传感器采集高压端的燃油压力信号，由控制器完成对电控三通阀门和电控阀门连通状态的调整；
[0020]通过改变低压腔内的压力，可实现高压腔内燃油压力的连续可调，且压力值可超过300MPa ;并且应用于低喷射间隔的喷雾特性试验时，该装置可根据需要进行燃油供给而无需持续运转，减少了高压燃油的浪费，提高了供油效率。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一实施例供给装置的示意图；
[0022]图2为本发明压力放大腔的示意图，是图1中压力放大腔(9)的放大图。
[0023]图中:
[0024]1-电机，2-液压油泵，3-控制器，4-上位机，5-喷油器，6_瞬态压力传感器，7_燃油油箱，8-电控阀门，9-压力放大腔，10-电控三通阀门，11-压力表，12-蓄能器，13-压力调节阀，14-冷却器，15-液压油油箱，16-液压油进出口，17-活塞，18-回位弹簧，19-高压油出口，20-燃油进口，21-泄油口。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
[0026]本发明一种液压放大式超高压燃油供给装置，如图1所示，包括液压油泵2、液压油油箱15、压力调节阀13、燃油油箱7、电控阀门8、压力放大腔9、电控三通阀门10和控制器3，
[0027]如图2所示，所述压力放大腔9内存在一个T型的活塞17，上面为活塞小头，下面为