本实用新型属于发动机燃油测量技术领域,具体涉及一种内燃机燃油实时流量测量装置。
背景技术:
现阶段用于内燃机喷油流量测量的方法有:博世长管法、定容积法、位移法和冲击动量法等。常用的方法是用压力传感器测量喷油器喷入一充满燃油的细长管内压力的变化来计算喷油规律,代表性产品就是博世长管法测试仪,实验装置参见附图1。
但是博世长管法测量精度受到前一次喷雾的压力波碰到针阀后形成的反射波的影响。当针阀打开时,喷油压力波以声速在细长管里传播并在针阀处发生反射,反射波仍以声速传播。压力波传递过程中由于壁面摩擦力的影响发生衰减。因此细长管长度存在一个最小值,只有当细管实际长度大于最小长度时,反射波才不会与原信号重叠干涉。对此需要采取措施快速衰减压力波信号以避免干涉,减小最小尺寸,提高系统响应速度。
其次,传统博世长管法的背压是通过针阀的节流效应来调节,因此针阀是处于常开的状态。在测量高倍压情况下的流量时,背压需要先从0开始升高到设定值p0,再稳定在设定值,这造成了背压的不稳定和测量精度的下降。因此需要采取措施保证测量过程中瞬态背压的稳定。
技术实现要素:
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种内燃机燃油实时流量测量装置,在现有博世长管法的基础上进行改进,能够使燃油流量的测量结果更加精确,更加高效,响应速度更高。
本实用新型是通过下述技术方案实现的:
一种内燃机燃油实时流量测量装置,包括:输送管、压力传感器、喷油器及衰减管;
所述输送管为螺旋结构,其两端分别为细长管,其入口端的细长管位于该螺旋结构的底部与喷油器相连,用于输送由喷油器喷出的燃油;其出口端的细长管位于该螺旋结构的顶部,与衰减管相连,所述衰减管的内圆周面加工有沿其轴向的波浪状结构,用于衰减输送管内压力波;
在喷油器与输送管连接的细长管上安装有压力传感器,所述压力传感器用于实时测量喷油压力。
进一步的,还包括热电偶,安装在输送管入口端的细长管上,用于实时测量该细长管内的燃油温度。
进一步的,还包括测量仪,与输送管出口端的细长管上连接,用于测量输送管出口端的燃油的质量和体积。
进一步的,还包括恒背压调节阀,安装在衰减管与测量仪之间的输送管出口端的细长管上,用于实时准确调节背压。
进一步的,还包括过滤器,安装在衰减管与测量仪之间的输送管出口端的细长管上,用于过滤燃油中的杂质。
进一步的,还包括压力表,安装在衰减管与测量仪之间的输送管出口端的细长管上,用于测量该细长管内的压力。
有益效果:(1)本实用新型通过采用螺旋上升状的输送管、内圆周面加工有波浪状的衰减管来快速衰减压力波,使得反射的压力波不影响下一次实验数据的采集精度,同时避免管内气泡的滞留,优化了压力波的取值,使得实验结果更加精确。
(2)本实用新型采用恒背压调节阀来实时调节和控制背压,可以准确测量不同背压下喷油量和喷油速率,且提高了背压的稳定性和测量精度。
(3)本实用新型通过采用热电偶优化燃油密度的取值,能够进一步提高实验结果的精度。
附图说明
图1为现有的博世长管法测试仪的结构示意图。
图2为本实用新型的结构组成图。
其中,101-喷油泵,102-喷油嘴,103-测压接头,104-压力传感器,105-放大器,106-示波器,107-螺旋管,108-节流阀,109-背压阀,1-测量仪,2-恒背压调节阀,3-压力表,4-过滤器,5-衰减管,6-输送管,7-管支架,8-热电偶,9-压力传感器,10-固定件,11-支架,12-喷油器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本实用新型进行详细描述。
本实用新型提供了一种内燃机燃油实时流量测量装置,参见附图2,包括:测量仪1、恒背压调节阀2、压力表3、过滤器4、衰减管5、输送管6、管支架7、热电偶8、压力传感器9、固定件10、支架11及喷油器12;
所述输送管6为螺旋结构,其两端分别为细长管,其入口端的细长管位于该螺旋结构的底部,出口端的细长管位于该螺旋结构的顶部,用于输送由喷油器12喷出的燃油并一定程度衰减管内压力波,同时避免测量系统内因气泡的滞留影响测量精度;
所述衰减管5的内圆周面加工有沿其轴向的波浪状结构,用于实现对管内压力波的快速衰减;
整体连接关系如下:输送管6安装在管支架7上,其入口端的细长管通过固定件10与喷油器12连接,出口端的细长管与测量仪1连接,其中,喷油器12由支架11固定,用于将燃油喷入与之相连的细长管中,测量仪1用于测量输送管6出口端的燃油的质量和体积,并提供给外部需要燃油的装置;测量仪1通过对输送管6出口端的燃油质量和体积进行测量,能够根据外部装置的燃油需求来调节喷油器12喷出来的燃油质量和体积;
在喷油器12与输送管6连接的细长管上分别安装有热电偶8和压力传感器9;热电偶8用于实时测量所述细长管内的燃油温度;所述压力传感器9用于实时测量喷油压力;
在测量仪1与输送管6连接的细长管上顺序安装有恒背压调节阀2、压力表3、过滤器4及衰减管5(将输送管6出口端的细长管的一部分替换为衰减管5);其中,恒背压调节阀2紧邻测量仪1,用于实时准确调节背压;压力表3用于测量细长管内的压力;过滤器4用于过滤燃油中的杂质;衰减管5用于快速衰减细长管内的压力波。
工作原理:从喷油器12喷出来的燃油进入到输送管6中,最后流入到测量仪1中;通过燃油在输送管6中的体积流量来测定喷油规律,其体积流量的表达式为:
其中,A为输送管6的截面积,为已知值;υ为输送管6中燃油的流速,为未知量;
输送管6内燃油的压力波p(t)可通过压力传感器9实时测得,并可以用下式表示:
p(t)=cρfυ (2)
其中,c为声速,为已知值,ρf为燃油密度,通过热电偶8实时测量喷出的燃油温度可查出对应的燃油密度,为已知值;
综上公式(1)和公式(2),可以得到体积流量的表达式:
因此,得到了燃油的体积流量;在本实用新型中,通过采用热电偶8优化了燃油密度ρf取值,通过采用螺旋上升状的输送管6和衰减管5优化了压力波p(t)的取值,使得实验结果更加精确。
同时,根据燃油密度ρf可以计算出实时喷油质量;通过恒背压调节阀2来实时调节和控制背压,可以准确测量不同背压下喷油量和喷油速率。
综上所述,以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。