[发明专利]可连续调节压力和温度的燃油喷射模拟实验系统

说明书

一种可调节压力、温度的燃油喷射模拟系统控制方法，通过高压油泵和低压油泵实现高压供油模式和低压供油模式，进行供油，并利用硅油进行温控，使得能够模拟多种条件下燃油喷射的特性，特别是能够模拟极端条件下燃油喷射的特性。

技术领域

本发明属于燃油喷雾特性模拟测试领域，具体涉及真实模拟各种发动机在多种条件下喷嘴燃油喷射特性。

背景技术

目前国内应用定容弹研究喷雾特性比较少，且喷油管路和油泵借用现有发动机上结构，只能使用发动机原有设计喷油压力，喷油温度随着室温而确定，不能对比不同温度和压力情况下喷雾特性。另外，目前应用定容弹研究喷雾特性时，会考虑常用的一些工况条件，并且认为一些极端条件是不必考虑的，这样的偏见阻碍了本领域技术人员研究能够模拟极端条件的燃油喷射模拟系统。另外，虽然有一些研究开始开展可变压力或可变温度的研究，但是通常这些方案对于压力的变换采用不同的气体压力罐(例如高压气罐和低压气罐)向同一个压力泵输送气压，利用气体压力罐的不同压力来实现不同压力的燃油喷射。这种方案压力调节不连续，只能将燃油压力增加到有限的几个值，而不能连续调节燃油压力。同时，使用多个气体压力罐使得系统体积庞大，设计复杂。更重要的是由于使用同一个泵，因此压力可调节范围完全依赖于气体压力罐的压力范围，使得燃油压力可调范围非常有限。使得这种技术方案只能模拟有限的工况，不能满足各种工况条件下燃油喷射特性的研究。而且气泵通常只能在一定的压力范围内保持较高压力控制精度，因此使用单一气泵难以输出大压力范围，而且即使输出较大压力范围，也很难在大范围量程内全部达到较高的压力精度。而且，目前对于燃油温度的控制多使用水温调节装置。但由于水的物理特性，使得整个系统不能模拟低于0℃、高于100℃的工况环境。这使得系统模拟工况非常受限。

发明内容

本发明采用低压油泵和高压油泵提供高压燃油，通过采用一体机来调节燃油温度。在0-10MPa压力范围内可以采用低压油泵来进行增压，压力稳定，在10MPa-60MPa压力范围采用高压油泵进行增压，能够达到增压压力较高。另外设计一套能够耐高压管路提供燃油高压。通过冷热一体机和一套冷却管路，冷却介质温度达到-20-120℃范围，满足燃油温度在-10℃-100℃温度范围需求，同时在管路设计隔热层，保证温度稳定性。

本发明的技术方案

1、一种可调节压力和温度的燃油喷射模拟实验系统控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)设定需要模拟的喷油器喷射燃油的目标压力和目标温度；

(2)冷热一体机启动，调节冷热一体机媒介温度至目标温度，开关S5闭合，硅油进入热交换器和油箱，冷却或加热燃油；

(3)使得燃油保持目标温度一定时间，例如30分钟；

(4)根据燃油目标压力选择上述低压供油模式或高压供油模式进行供油，通过喷油器进行喷射，模拟喷油器喷油状态，进行喷雾特性研究；

低压供油模式为：开关S1闭合，连通气瓶中的高压气体，旋转第一压力调节阀至目标压力，高压气体通过第一压力调节阀进入低压油泵，使得燃油压力增加，闭合开关S3，油箱中低压油经过油滤器进入低压油泵，高压油从低压油泵出来经过滤清器进入热交换器进行调节温度，进而进入喷油器后喷出；

高压供油模式为：开关S2闭合，连通气瓶中的高压气体，旋转第二压力调节阀至目标压力，高压气体通过第二压力调节阀进入高压油泵，使得燃油压力大幅度增加，闭合开关S4，油箱中低压油经过油滤器进入高压油泵，高压油从高压油泵出来经过滤清器进入热交换器进行调节温度，进而进入喷油器后喷出；

(5)观测喷油器喷射的燃油油雾。

进一步，在步骤(4)中还包括查看油温表和油压表，调节冷热一体机和压力调节阀，调至所需压力和温度。

进一步，低压油泵的压比为1∶1，高压油泵的压比为1∶80。