一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法与流程

本发明属于柴油机高压共轨系统多次喷射领域，尤其是涉及一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法。

背景技术：

1、高压共轨系统相对于其他供油系统的一大优势就是其可以在一个发动机循环内进行多次喷射，多次喷射技术能够有效控制柴油机nox和颗粒物的排放，降低燃烧噪声，提高整机经济性和动力性。

2、由于喷射过程中各种延迟(特别是针阀开启延迟和关闭延迟)的存在，在进行多次喷射时，若相邻两次喷射之间的间隔过小，第一次喷射还未结束，第二次喷射已经开始，两次喷射就会融合为一次喷射，出现喷射融合现象，无法实现多次喷射，导致喷射过程偏离目标喷射策略，恶化燃烧过程。因此在进行多次喷射时，应该判断多次喷射中相邻两次喷射是否发生了喷射融合，只有设定的喷射间隔大于喷射融合时的喷射间隔，才能实现多次喷射。

3、对喷射融合的判定上，不能单纯从控制信号、喷油规律曲线出发，因为即使控制系统中设置了两次喷射之间的喷射间隔，由于喷射延迟的存在，缸内实际燃油喷雾可能已发生喷射融合；同时即使喷油规律曲线中出现了喷射融合，同样由于喷射延迟的存在，缸内实际喷雾可能未出现喷射融合，因此必须利用喷雾可视化测试手段直观观察相邻两束喷雾是否发生融合，确定出喷雾融合的临界喷射间隔，在控制系统中设置合理的喷射间隔，保证多次喷射过程不发生喷射融合，以实现多次喷射。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，以解决通过控制信号和喷油规律曲线对喷射融合的误判问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，包括以下步骤：

4、s1.搭建高压共轨系统喷油规律试验系统，在此系统上进行预喷+主喷的两次喷射喷油规律测试，直至预喷与主喷喷油规律曲线恰好相连，以此时的喷射间隔作为喷射融合基准喷射间隔；

5、s2.搭建高压共轨系统喷射过程高速摄影直拍试验系统，向该系统的定容燃烧弹内充入背景气体，调整定容弹内背压与喷油规律测试系统背压一致，试验工况与喷油规律测试试验保持一致，喷射间隔设定为喷射融合基准喷射间隔，对此喷射间隔下的喷雾发展特性进行试验测试；

6、s3.处理高压共轨系统多次喷射喷雾发展过程图片，确认基准喷射间隔下预喷与主喷燃油喷雾有无发生融合，如未融合，继续缩小喷射间隔，重复喷雾发展特性测试试验，直至两次喷射的燃油喷雾发生融合，此时的喷射间隔即为喷射融合临界喷射间隔，此时判定多次喷射发生了真正的喷射融合。

7、进一步的，所述步骤s1中预喷与主喷喷油规律曲线恰好相连是指，预喷喷油曲线终点与主喷喷油曲线始点在同一点重合。

8、进一步的，所述步骤s1中高压共轨系统喷油规律试验系统包括单次喷射仪,油箱的出口依次经过阀门、粗滤、精滤、高压油泵、轨压调节阀、共轨管、溢流阀后连接至油箱的入口，油箱上还安装温度控制器，精滤、高压油泵之间的管路上安装一号压力表，共轨管的一端安装二号压力表，另一端经过电控喷油器连接至油箱的输入端，电控喷油器位于单次喷射仪上方，ecu分别信号连接至一号压力表、轨压调节阀、二号压力表、共轨管、电控喷油器和温度控制器，实现对整个系统的总体控制。

9、进一步的，所述步骤s2中高压共轨系统喷射过程高速摄影直拍试验系统包括ecu和高压油泵；高压油泵将油箱中的液体通过油轨输送给电控喷油器，电控喷油器下方设有定容燃烧弹，定容燃烧弹内安装加热装置，定容燃烧弹上方相对的两侧均设有石英视窗，石英视窗外侧分别光源和高速摄像机，且电控喷油器形成的喷雾位于石英视窗的水平面上，高速摄像机分别将拍摄的图像传递给计算机和ecu，定容燃烧弹管路连接至气瓶，该管路上安装压力控制阀，压力控制阀和加热装置均信号连接至单片机，ecu还分别信号连接至高压油泵、油轨、电控喷油器和计算机，用于完成整个系统的数据采集和控制。

10、进一步的，所述步骤s2中，在进行喷雾可视化试验测试前，先对电控喷油器进行加工，在喷嘴顶端中心位置打一个直径与原孔径相同的单孔，将电控喷油器原喷孔密封。

11、进一步的，所述步骤s2中，背景气体采用密度是空气5倍的六氟化硫，背景温度设定为303k；电控系统中设置的预喷结束与主喷开始之间的喷射间隔是从预喷脉宽终点至主喷脉宽始点之间的时间间隔。

12、进一步的，所述步骤s3中，在处理喷雾发展过程图片时，通过对比分析喷雾发展图片中预喷油束与主喷油束是否出现断喷来确定是否发生喷射融合。

13、相对于现有技术，本发明所述的判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法具有以下优势：

14、(1)本发明所述的判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，采用了喷雾可视化测试方法，获得了真实燃油喷雾在缸内实际的发展过程，可准确判断缸内实际燃油喷雾是否发生喷射融合，解决了通过控制信号和喷油规律曲线对喷射融合的误判问题，可用于指导控制系统中喷射间隔的合理设置，保证多次喷射过程不发生喷射融合，以实现多次喷射。

技术特征：

1.一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s1中预喷与主喷喷油规律曲线恰好相连是指，预喷喷油曲线终点与主喷喷油曲线始点在同一点重合。

3.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s1中高压共轨系统喷油规律试验系统包括单次喷射仪,油箱的出口依次经过阀门、粗滤、精滤、高压油泵、轨压调节阀、共轨管、溢流阀后连接至油箱的入口，油箱上还安装温度控制器，精滤、高压油泵之间的管路上安装一号压力表，共轨管的一端安装二号压力表，另一端经过电控喷油器连接至油箱的输入端，电控喷油器位于泄漏量测量容器上方，ecu分别信号连接至一号压力表、轨压调节阀、二号压力表、共轨管、电控喷油器和温度控制器，实现对整个系统的总体控制。

4.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s2中高压共轨系统喷射过程高速摄影直拍试验系统包括ecu和高压油泵；高压油泵将油箱中的液体通过油轨输送给电控喷油器，电控喷油器下方设有定容燃烧弹，定容燃烧弹内安装加热装置，定容燃烧弹上方相对的两侧均设有石英视窗，石英视窗外侧分别光源和高速摄像机，且电控喷油器形成的喷雾位于石英视窗的水平面上，高速摄像机分别将拍摄的图像传递给计算机和ecu，定容燃烧弹管路连接至气瓶，该管路上安装压力控制阀，压力控制阀和加热装置均信号连接至单片机，ecu还分别信号连接至高压油泵、油轨、电控喷油器和计算机，用于完成整个系统的数据采集和控制。

5.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s2中，在进行喷雾可视化试验测试前，先对电控喷油器进行加工，在喷嘴顶端中心位置打一个直径与原孔径相同的单孔，将电控喷油器原喷孔密封。

6.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s2中，背景气体采用密度是空气5倍的六氟化硫，背景温度设定为303k；电控系统中设置的预喷结束与主喷开始之间的喷射间隔是从预喷脉宽终点至主喷脉宽始点之间的时间间隔。

7.根据权利要求1所述的一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，其特征在于：所述步骤s3中，在处理喷雾发展过程图片时，通过对比分析喷雾发展图片中预喷油束与主喷油束是否出现断喷来确定是否发生喷射融合。

技术总结
本发明提供了一种判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，包括以下步骤：S1.搭建高压共轨系统喷油规律试验系统进行预喷+主喷的两次喷射喷油规律测试；S2.搭建高压共轨系统喷射过程高速摄影直拍试验系统，喷射间隔下的喷雾发展特性进行试验测试；S3.处理高压共轨系统多次喷射喷雾发展过程图片，重复喷雾发展特性测试试验，直至两次喷射的燃油喷雾发生融合。本发明所述的判断高压共轨系统多次喷射发生喷射融合的试验方法，采用了喷雾可视化测试方法，获得了真实燃油喷雾在缸内实际的发展过程，可准确判断缸内实际燃油喷雾是否发生喷射融合，解决了通过控制信号和喷油规律曲线对喷射融合的误判问题。

技术研发人员：徐丹,杨贵春,徐春龙,刘永旺,李华乐,赵志帅
受保护的技术使用者：中国北方发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19