本发明属于高压直喷发动机技术领域，结合光学发动机平台燃油消耗特点，是一种为光学发动机平台提供稳定高压燃油并且精确测量的供油系统。
背景技术：
现有高压缸内直喷发动机的燃油喷射压力一般在10mpa以上，且多采用凸轮轴驱动高压油泵来向高压油轨供给高压燃油并分配给各个喷油器。各大高校在进行缸内直喷发动机实验时，需要在不同喷油压力下进行实验，高压油泵和输油泵等均需要持续工作为高压油轨供油，会造成喷油压力的波动，并且能源浪费多，有噪声污染。如参考文献1：吴晨楠，高压共轨油压控制策略研究.上海交通大学硕士学位论文，2007，该文记载了不同喷油压力的实现方法，实验过程中对油轨压力的控制方法复杂，并且多存在压力波动。同时，对于燃油消耗量的测量多采用在低压油路中安装油耗仪来实现，而传统油耗仪在燃油消耗量较少时其测量精度较低。
并且高压缸内直喷发动机的研究目前已不单单满足于性能试验，逐渐开发出了多种光学测试平台来研究缸内燃烧过程，其主要有定容燃烧弹、快速压缩机与光学发动机装置；由于光学发动机与实际发动机结构最为相似，是最能够反映贴近发动机燃烧实际情况的实验平台。清华大学王志、美国威斯康辛大学的reitz等人，都通过光学发动机研究了内燃机缸内燃烧过程。
但对于光学发动机平台来说，由于光学发动机的负荷较小并且其运行时间较短，导致单次试验期间消耗的燃油较少。传统通过油耗仪来测量其燃油消耗量的方法已不适用。因此，如何为光学发动机平台提供稳定高压燃油并且精确测量成为一个技术难题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适用于光学发动机平台的高压供油系统，该系统能够根据工作所需的喷油压力，通过调节减压阀的出口压力使得高压油路中喷油器的喷油压力达到设定值，并且能够精确测量喷油器每次开启时的燃油喷射量。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统，包括氮气瓶、蓄能器油箱和喷油器，所述氮气瓶的瓶口依次通过连接在高压管道上的一减压阀和充氮工具连接至所述蓄能器，形成高压气路；所述蓄能器的液体出口通过一个三通分为两路，一路是连接至所述油箱形成低压充油油路，所述低压充油油路上自所述油箱至所述三通依次连接有低压油泵、单向阀和第一手动阀，所述低压油泵的出口至所述燃油箱之间连接有一旁路，从而形成一溢流回路；另一路是连接至所述喷油器形成高压喷油油路，所述高压喷油油路上自所述三通至所述喷油器依次连接有第二手动阀、燃油压力计和质量流量计；所述氮气瓶的排气压力为25mpa～40mpa；所述减压阀的进口端压力与所述氮气瓶的排气压力相同，所述减压阀(2)的出口端压力与所述蓄能器工作压力相同；所述蓄能器的最大工作压力为35mpa。
进一步讲，所述充氮工具的排气阀通过一背压溢流阀后与大气接通。
所述蓄能器采用活塞式蓄能器。
本发明高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统的喷油量的测量方法，包括以下步骤：
步骤一、充油：关闭充氮工具的排气阀及第一手动阀和第二手动阀，调节减压阀的出口端的压力值为0.05～0.1mpa；然后，开启充氮工具的充气阀，使所述蓄能器预充气；打开第一手动阀，开启低压油泵对所述蓄能器进行充油，待充油容积接近蓄能器工作容积时，关闭所述低压油泵，并关闭第一手动阀；
步骤二、加压：打开第二手动阀，所述燃油压力计开始读数，根据所述喷油器的喷油压力(即工作所需喷油压力)与燃油压力计12的读数，调节所述减压阀的出口端的压力，控制所述燃油压力计的读数为喷油器的喷油压力，即高压喷油油路的燃油压力与蓄能器的工作压力一致；
步骤三、供油及测量：在系统工作过程中，所述质量流量计直接测量所述喷油器每次开启的燃油喷射量，从而精确测量燃油的消耗量；
步骤四、当蓄能器中的燃油低于蓄能器最大工作容积的20％时，关闭充氮工具的进气阀，并开启充氮工具的排气阀，将所述蓄能器的压力降为大气压；然后，返回步骤一。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明所提供的高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统，能够满足光学发动机平台实验的要求，能够测量喷油器每次开启时的燃油喷射量，测量精度高；
(2)本发明所提供的高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统，采用蓄能器供油，可以消除多次喷射期间喷油器的压力波动，实现稳压供油；并且可以进行0-25mpa范围内任一喷油压力的燃油供给；
(3)本发明所提供的高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统，采用耐高压多通头连接蓄能器的液体端，可以实现蓄能器燃油的补给；
附图说明
图1：本发明的高精度适用于光学发动机平台的高压供油系统结构示意图；
图中：
1-氮气瓶，2-减压阀，3-充氮工具，4-背压溢流阀，5-蓄能器，6-油箱，7-低压油泵，8-单向阀，9-第一手动阀，10-三通，11-第二手动阀，12-燃油压力计，13-质量流量计，14-喷油器，31-充气阀，32-排气阀，33-压力表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明提出的一种适用于光学发动机平台的高压供油系统，包括氮气瓶1、蓄能器5、燃油箱6和喷油器14。
所述氮气瓶1的排气压力为25mpa～40mpa，该超高压的氮气瓶1用于为蓄能器5充气，提供高压稳压源。所述氮气瓶1的瓶口依次通过连接在高压管道上的一减压阀2和充氮工具3连接至所述蓄能器5，形成高压气路；所述减压阀2是高精度定值减压阀，可以根据工作所需喷油压力来调节减压阀出口端压力(0-25mpa)，通过调节出口端的开度来调节氮气瓶1的放气压力，进而调节高压气路中的气体压力，使蓄能器5获得适当的充气压力，即所述减压阀2的出口端压力与所述氮气瓶1的排气压力相同，使得蓄能器5获得所需的充气压力即喷油压力。本发明中的减压阀2可以根据燃油压力计12的大小，调节其出口端的压力以改变蓄能器5的工作压力，使得燃油压力计12的测量值与喷油压力设定值相等。
所述充氮工具3包括充气阀31、排气阀32和压力表33，所述排气阀32通过一背压溢流阀4后与大气接通，从而可以对蓄能器5卸压进行再充油过程；所述压力表33用于检测高压气路中的气体压力；所述蓄能器5采用活塞式蓄能器。所述蓄能器5的工作压力为35mpa。
所述蓄能器5的液体出口通过一个三通10分为两路，一路是连接至所述燃油箱6形成低压充油油路，所述低压充油油路上自所述燃油箱6至所述三通10依次连接有低压油泵7、单向阀8和第一手动阀9，所述低压油泵7用于将燃油箱6中的燃油充入蓄能器5中，即所述低压充油油路通过低压油泵7为蓄能器5充油；所述单向阀8用于防止燃油回流到燃油箱6中；在所述低压油泵7的出口至所述燃油箱6之间连接有一旁路，从而形成一溢流回路，用于防止低压充油油路中的燃油压力过高；另一路是连接至所述喷油器14形成高压喷油油路，所述高压喷油油路上自所述三通10至所述喷油器14依次连接有第二手动阀11、燃油压力计12和质量流量计13，第二手动阀11用于充油过程中关闭高压喷油油路，所述燃油压力计12用于控制并测量高压喷油油路即喷油器14的压力，所述高压喷油油路为喷油器14供油并通过质量流量计13直接测量喷油器14每次开启的燃油喷射量。
如图1所示，本发明高压供油系统中，当充气阀31开启，排气阀32关闭时，蓄能器5连接的高压气体连通，氮气瓶1开始向蓄能器5充气。当第一手动阀9开启、第一手动阀11关闭，低压充油油路连通，燃油箱6中的燃油通过低压油泵7进入蓄能器5。当第一手动阀9关闭、第二手动阀11开启，燃油经高压喷油油路流向喷油器14。
利用本发明适用于光学发动机平台的高压供油系统可以稳压供油并且高精度测量喷油量，其步骤如下：
步骤一、充油：关闭充氮工具3的排气阀32及第一手动阀9和第二手动阀11，调节减压阀2的出口端的压力值为0.05～0.1mpa，然后，开启充氮工具3的充气阀31，使所述蓄能器5预充气；打开第一手动阀9，开启低压油泵7对所述蓄能器5进行充油，待充油容积接近蓄能器工作容积时，关闭所述低压油泵7，并关闭第一手动阀9。
步骤二、加压：充油完成后，打开第二手动阀11，所述燃油压力计12开始读数，根据工作所需喷油压力与燃油压力计12的读数，调节所述减压阀2的出口端的压力，控制所述燃油压力计12的读数为喷油器14的喷油压力，即高压喷油油路的燃油压力与蓄能器5的工作压力一致，其中压力表33用于检测充气过程中高压气路的压力；
步骤三、供油及测量：加压完成后，高压喷油油路的燃油压力将与蓄能器5压力保持一致。在系统工作过程中燃油消耗时，通常，蓄能器5内气体本该发生膨胀，但由于充氮工具3的充气阀31保持在开启状态，即氮气瓶1与蓄能器5连通，因此，将对因蓄能器燃油消耗导致的气体端损失体积进行补充，而维持蓄能器5工作压力即喷油器14喷油压力的恒定。高压喷油油路中的质量流量计13用于测量燃油消耗量，由于该质量流量计13测量精度高、响应快并且直接与喷油器14相连，因此，所述质量流量计13可以直接测量所述喷油器14每次开启的燃油喷射量，从而能够精确测量燃油的消耗量；
步骤四、再充油过程：系统中的充氮工具3设有排气阀32，用于卸载6高压喷油油路和高压气路的压力。当蓄能器中的燃油低于蓄能器最大工作容积的20％时，关闭充氮工具3的进气阀31，并开启充氮工具3的排气阀32，将所述蓄能器5的压力降为大气压；然后，返回步骤一，重复上述过程。
综上，本发明高压供油系统能够根据所需工作喷油压力通过调节高精度定值减压阀出口压力大小使得喷油器喷油压力达到设定值，并且能够基本消除工作过程中喷油器的压力波动。高压喷油油路中的质量流量计可以精确测量工作中的瞬态燃油喷射量，解决了光学发动机平台由于负荷小所导致的燃油喷射量测量精度较低的问题。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。