[发明专利]一种直喷氢内燃机氢气喷射测试装置及方法

权利要求书

1.一种直喷氢内燃机氢气喷射测试方法，基于一种直喷氢内燃机氢气喷射测试装置，所述测试装置，包括：氢气供应模块、氢气喷射模块及控制模块；

所述氢气喷射模块包括：氢气质量流量计(9)、氢气轨道(10)、瞬态压力传感器(11)、稳态压力传感器(12)、氢气喷嘴(16)及喷嘴接头(17)；

所述氢气供应模块通过供气管路与氢气轨道(10)的进气端连通，所述氢气供应模块用于给氢气喷射模块提供氢气；所述氢气轨道(10)的出气端为两个以上，分别通过喷嘴接头(17)与两个以上氢气喷嘴(16)一一对应连通；

所述瞬态压力传感器(11)和稳态压力传感器(12)分别安装在氢气轨道(10)上，所述瞬态压力传感器(11)用于测量氢气轨道(10)内的瞬态压力；所述稳态压力传感器(12)用于测量氢气轨道(10)内的稳态压力；

所述供气管路上安装有氢气质量流量计(9)；所述氢气质量流量计(9)用于测量通过供气管路进入到氢气轨道(10)内氢气流量；

所述控制模块用于调节所述供气管内的压力及控制氢气喷嘴(16)的喷射；

其特征在于，所述测试方法的具体步骤如下：

步骤1，对安装在所述测试装置上的氢气喷嘴(16)进行单独驱动喷射，通过氢气质量流量计(9)测量每个氢气喷嘴(16)的氢气流量值，并通过格拉布斯检验方法检测控制模块的控制信号和氢气喷嘴(16)是否损坏；

步骤2，利用区间估计的方法估计氢气喷嘴(16)的氢气流量平均值，计算氢气喷嘴(16)的氢气流量平均值的置信区间，并选出氢气流量值在所述置信区间内的设定个数的氢气喷嘴(16)，所述设定个数为与待进行模拟的直喷氢内燃机的缸数相同；并将所选的氢气喷嘴(16)替换安装在所述测试装置上；

步骤3，对装配在氢气轨道(10)上的氢气喷嘴(16)按直喷氢内燃机各缸的点火顺序间歇循环喷射，测量氢气轨道(10)内的压力波动率，验证氢气轨道(10)的设计是否满足工作流量需求；

步骤4，将氢气轨道(10)充至最高喷射压力后静置设定时间后，记录氢气轨道(10)静置前后的压力，计算氢气喷嘴(16)的泄漏速率及评估氢气喷嘴(16)的密封性。

2.如权利要求1所述的一种直喷氢内燃机氢气喷射测试方法，其特征在于，步骤1的具体流程如下：

步骤1-1，计算待模拟的直喷氢内燃机的氢气喷嘴在一次循环内喷射的氢气质量m_H和在最高功率时的最大喷射脉宽t_max及最高喷射频率f_max，计算公式如下：

式中，H_u为氢气的热值；η_et为有效热效率；P_e为直喷氢内燃机的额定功率；n为直喷氢内燃机的额定转速；

式中，P_i为参考喷射压力；V_i为在参考喷射压力P_i下的喷嘴流量特性；P_max为直喷氢内燃机的最高供氢压力；

步骤1-2，通过稳态压力传感器(12)测量的氢气轨道(10)内的稳态压力P₁，并通过控制模块调节氢气轨道(10)内的压力，使得所述稳态压力P₁＝P_max；

步骤1-3，在待进行氢气喷射测试的n_i个氢气喷嘴(16)中，将氢气喷嘴(16)安装在所述测试装置上；通过控制模块依次对每个氢气喷嘴(16)进行单独控制，使得每个氢气喷嘴(16)的喷射脉宽均为最大喷射脉宽t_max，喷射频率为最高喷射频率f_max；

步骤1-4，氢气喷嘴(16)依次单独进行氢气喷射，分别记录氢气质量流量计(9)的氢气流量值Q_x，得到n_i个氢气喷嘴(16)的氢气流量值Q_x，分别为

步骤1-5，对所有氢气喷嘴(16)的氢气流量值Q_x进行格拉布斯检验，若检验结果出现可疑值，依次检查控制模块给氢气喷嘴(16)的控制信号是否正常无干扰，控制模块的控制器(20)是否工作正常，氢气喷嘴(16)是否有损坏，并对发现的问题进行维修或更换，直至检验结果无可疑值出现。