[发明专利]一种脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机燃烧分析、故障诊断以及反馈控制领域，具体涉及一种脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法。

背景技术

脉动式燃油喷射系统对发动机改造较小，具有喷油量和喷油正时灵活可控的工作特性，能够实现超过200MPa的喷油压力，加上高压油管短且连接接头少，燃油系统管路发生泄露的问题较高压共轨燃油系统而言优势明显。另外，其系统性能可靠和寿命高。因此，脉动式燃油喷射系统在中、重型柴油机上得到较广泛的应用。

目前，关于脉动式燃油喷射系统的技术研究主要集中在脉动式燃油喷射系统总体结构及密封结构的设计、电控单元的设计、结构参数的优化、控制策略的优化、压力波动原因分析、喷油量循环波动原因分析以及由控制阀所引起的“空化”问题等方面。尚没有相关科学及技术文献给出脉动式燃油喷射系统中喷油器针阀的运动与燃油压力波动之间的对应关系。当燃油喷射系统正常工作时，喷油器针阀的打开和关闭动作均会引起高压燃油的压力波动。本发明通过对针阀的运动及燃油压力波动特点的详细分析，能够在燃油压力曲线上确定与针阀各动作相对应的燃油压力特征点，从而实现针阀位移曲线的预测，有利于技术人员对发动机进行燃烧分析、故障诊断以及反馈控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法，根据喷油器针阀的运动特点和燃油压力曲线上的压力波动特点，确定针阀打开和关闭的相位，进而通过对压力波的延迟计算得到针阀的位移曲线，实现对发动机进行燃烧分析、故障诊断以及反馈控制的目的。

一种脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法，具体过程为：

步骤一：测试脉动式燃油喷射系统喷油器针阀的燃油压力曲线；

步骤二：在燃油压力曲线上确定针阀开始打开时、针阀x％打开时、针阀y％关闭时及完全关闭时的燃油压力特征点，x％等于当针阀处有效流通面积与喷孔总面积相等时的针阀位移与针阀最大升程之比，x％与y％之和为1；

步骤三：计算针阀在各燃油压力特征点的压力波传播的延迟相位；

步骤四：根据所述延迟时间计算针阀开始打开时、针阀打开处有效流通面积与喷孔总面积相等时、针阀关闭处有效流通面积与喷孔总面积相等时及完全关闭时的相位，利用各相位预测针阀的位移曲线。

进一步地，所述针阀开始打开时的燃油压力特征点为燃油压力变化率开始大幅下降的起点。

进一步地，所述针阀x％打开时的燃油压力特征点为燃油压力曲线升高阶段内压力波的波谷点。

进一步地，所述针阀y％关闭时的燃油压力特征点为燃油压力曲线下降阶段内压力波的波谷点。

进一步地，所述完全关闭时的燃油压力特征点为燃油压力曲线下降阶段内压力波的波峰点。

有益效果：

1、本发明提出的脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法，可以代替针阀位移传感器，解决位移传感器安装困难、成本高等问题。

2、本发明提出的脉动式燃油喷射系统喷油器针阀位移曲线预测方法，工作原理简单，可以快速得到针阀的位移曲线，方便对发动机进行燃烧分析、故障诊断以及反馈控制。

附图说明

图1为电控单体泵试验系统示意图；

图2为针阀位移曲线预测流程图；

图3为凸轮转速1250r/min、喷油持续期15°CAM工况下的燃油压力曲线；

图4为不同喷油器弹簧预紧力下的针阀位移、燃油压力曲线和燃油压力变化率曲线；

图5为不同针阀最大升程下的针阀位移和燃油压力曲线；

图6为不同针阀关闭响应时间下的针阀位移和燃油压力曲线；

图7为针阀位移曲线预测值与试验值的对比图。

其中，1-油箱，2-滤网，3-输油泵，4-一级粗滤，5-二级粗滤，6-调压阀，7-油压表，8-一级细滤，9-二级细滤，10-单向阀，11-针阀，12-电控单体泵，13-瞬态压力传感器，14-机械喷油器，15-数据采集系统，16-高压油管，17-EFS单次测量仪，18-EFS采集单元，19-凸轮轴，20-试验台控制系统。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。