喷雾油束转换器及测试系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种喷雾油束转换器，包括相连接的第一管段与第二管段；第一管段用于套在喷油器喷嘴上；第二管段在一侧相对于第一管段径向收缩，在第二管段收缩的该侧根部设置一个与喷油器一个待测喷孔对应的分流孔；分流孔直径等于或大于喷油器喷孔直径；在第二管段上设置泄油孔；第二管段内具有除待测喷孔之外的其它喷孔的油雾喷射空间。进一步地，泄油孔位于第二管段背离分流孔的另一侧。本发明专利技术还提供一种喷雾测试系统，包括上述喷雾油束转换器、喷油器、定容器、燃油喷射系统、主控制器、除雾装置、光学测试系统、供气系统、数据采集系统、上位机；本发明专利技术可排除其它喷雾油束对待测喷雾油束的干扰，实现燃油喷射系统、除雾装置、光学测试系统同步控制。

Spray oil beam converter and testing system and method

The invention provides a spray oil beam converter, including the first pipe section and the second pipe section connected, the first pipe section is used on the nozzle of the injector; the second pipe section shrinks in radial direction relative to the first tube section, and a split hole corresponding to an injector is set at the side root of the second pipe section. The diameter of the flow hole is equal to or greater than the nozzle diameter of the injector; the oil discharge hole is set on the second pipe section, and the oil spray space in the second pipe section except for the other jet holes to be measured outside the injection hole. Further, the oil drain hole is located on the other side of the second pipe section which deviates from the diversion hole. The invention also provides a spray test system, including the spray oil beam converter, the injector, the fixed container, the fuel injection system, the main controller, the mist removal device, the optical test system, the gas supply system, the data acquisition system and the upper computer. The invention can eliminate the interference of other spray oil bundles on the measurement of the spray oil beam. Now the fuel injection system, mist eliminator and optical test system are synchronized.

【技术实现步骤摘要】
喷雾油束转换器及测试系统和方法
本专利技术属于内燃机测试
，尤其是应用于多孔喷油器各喷孔喷雾特性测试的

技术介绍
燃油喷雾特性是影响发动机燃烧和排放性能的重要因素之一，喷雾特性的测试对发动机燃烧系统的设计和开发具有十分重要的意义。对柴油喷射的瞬态和空间特性的认识，对于进一步改善喷射系统和燃烧至关重要，但在获取数据方面存在较大的困难。在喷射特性的检测上，许多学者也进行了相关的研究。“CN104847557A的中国专利申请”中所述测试装置具有较大的局限性，虽声称可以实现多孔喷油器的喷雾检测，但其并未考虑喷射过程图像重叠，喷雾油束会受到上次喷雾残留的干扰，严重影响测试效果，且难以进行持续喷射检测；侧面拍摄时雾束间存在干涉，系统观测到的喷雾会出现重叠或者覆盖的现象；该装置仅能实现底面投影上宏观喷雾特性的检测，且存在一个拍摄角度的误差影响；难以进行粒径、浓度等微观特性的测试；该装置不能实现多孔喷油器各喷孔喷雾特性的检测。一些研究人员也尝试对喷雾油束进行隔离，如法国EFS“燃油喷射动态油束分布测量系统”采用的挡板、申请号“201710009129.2一种喷油器喷孔喷油量测量装置”中的喷油量分离器（仅能进行各孔喷油量的测量），这些装置虽然对喷雾油束进行隔离，但同样也隔离了待测喷雾油束的近喷孔区域，且在应用上具有很大的局限性。在实际柴油机中多采用的是多孔喷油器，其形成的喷雾特性是决定柴油机性能的根本原因。由于各喷孔加工的误差、结构和液力条件的不同，各喷孔间喷雾特性必将存在差异，引起燃烧室内燃油空间分布不均匀，进而导致发动机性能及燃烧排放的恶化。喷油嘴头部尺寸很小约为3mm，各喷孔间的距离约1mm，喷雾粒径、浓度的测试因激光设备的限制，使得各喷孔喷雾油束特性的测量变得很困难。如要进行精确测量，必须排除持续喷射而引起的图像重叠、排除其它喷雾油束对待测喷雾油束的干扰且保证待测喷雾油束的完整性，建立完善的测试系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种喷雾油束转换器，以及一种喷雾测试系统和相应的测试方法，实现待测喷雾油束与其它喷雾油束的隔离，排除其它喷雾油束对待测喷雾油束的干扰；实现测试过程中喷雾油束不会受上次喷雾残留雾化而出现重叠或覆盖的现象；实现燃油喷射系统、除雾装置以及光学测试系统同步控制以及实现完整待测喷雾油束的精确测量。本专利技术采用的技术方案是：一种喷雾油束转换器，包括相连接的第一管段与第二管段；第一管段用于套在喷油器喷嘴上；第二管段在一侧相对于第一管段径向收缩，在第二管段收缩的该侧根部设置一个与喷油器一个待测喷孔对应的分流孔；分流孔直径等于或大于喷油器喷孔直径；在第二管段上设置泄油孔；第二管段内具有除待测喷孔之外的其它喷孔的油雾喷射空间。进一步地，泄油孔位于第二管段背离分流孔的另一侧。进一步地，第二管段的该另一侧与第一管段保持平齐。一种喷雾测试系统，包括上述喷雾油束转换器、喷油器、定容器、燃油喷射系统、主控制器、除雾装置、光学测试系统、供气系统、数据采集系统、上位机；所述定容器上设有透明观测窗，用于喷雾油束的光学测试；将安装好喷雾油束转换器的待测喷油器安装在定容器上，主控制器连接并控制喷油器；定容器上设有泄油口，喷雾油束转换器的泄油孔通过油管穿过定容器的泄油口，伸至定容器外；定容器上设有排气口，排气口上安装排气阀，排气阀通过主控制器控制；定容器内安装有压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器连接数据采集系统；除雾装置通过除雾电磁阀连接定容器；除雾装置和除雾电磁阀通过主控制器控制；供气系统与定容器连接，用于提供定容器内背压压力；燃油喷射系统通过高压油管连接喷油器；燃油喷射系统受控于主控制器，实现喷油器的燃油喷雾过程；光学测试系统包括至少一个油雾探测器，以及光学测试控制器；各油雾探测器分别对准定容器上的一个透明观测窗；油雾探测器与主控制器和光学测试控制器分别连接；主控制器连接数据采集系统，向数据采集系统传输燃油喷射参数；数据采集系统和光学测试控制器分别连接上位机；主控制器控制油雾探测器获取定容器内喷油器的待测喷雾油束光学信号，并向光学测试控制器发送；光学测试控制器根据收到的待测喷雾油束光学信号，分析得到喷雾特性，并向上位机发送；上位机进行数据处理，显示喷射参数、测试工况相对应的喷雾特性。进一步地，定容器上设有两个或以上的透明观测窗，分别位于不同的侧面。进一步地，供气系统包括高压稳压气源、气压压力表、单向阀、减压阀；高压稳压气源、单向阀、减压阀通过管路依次连接，减压阀通过管路连接定容器；气压压力表与高压稳压气源出口的管路连接。进一步地，喷雾油束转换器的泄油孔通过油管穿过定容器的泄油口后，与燃油喷射系统中的燃油箱连接；除雾装置通过回油管连接燃油喷射系统中的燃油箱。进一步地，光学测试系统还包括背景光源，背景光源设置在任一透明观测窗外。进一步地，安装好喷雾油束转换器的待测喷油器通过适配与夹紧部件安装在定容器上。一种喷雾测试方法，包括以下步骤：步骤S1，旋转安装在定容器上的待测喷油器，使得待测喷孔对准喷雾油束转换器上的分流孔；步骤S2，通过供气系统向定容器内充入设定压力的高压气，用以模拟真实的缸内环境；步骤S3，主控制器控制燃油喷射系统和喷油器工作，使得喷油器进行喷雾过程；主控制器控制喷雾过程以及光学测试系统获取待测喷雾油束光学信号的工作过程同步进行，并同步控制背景光源的启闭，实现精确测试；步骤S4，在相邻两次喷雾的间隔期间，通过除雾装置对定容器内的油雾进行抽取，以解决因喷雾残留雾化而出现重叠或覆盖的现象；步骤S5，旋转安装在定容器上的待测喷油器，以进行下一待测喷孔的喷雾测试。本专利技术的优点在于：（1）采用喷雾油束转换器实现待测喷雾油束与其它喷雾油束隔离，排除了其它喷雾油束对待测喷雾油束的干扰。（2）喷雾油束转换器分流孔的设计保证了喷油器各喷孔喷雾油束的完整性；泄油孔的设计保证了大部分燃油的回收，大大降低了定容器内燃油的扩散。（3）采用的同步除雾装置在每次图像拍摄间隔期间对定容器内的油雾进行抽取，解决了因喷雾残留雾化而出现重叠或覆盖的现象。（4）将燃油喷射系统、除雾装置以及光学测试系统同步控制，实现完整待测喷雾油束的精确测量。（5）该测试系统具有普适性，解决了多孔喷油器各喷孔喷雾特性测试，如基于图像法的开启延时、喷雾宏观特性如贯穿距、微观特性如粒径及其分布、浓度及其分布、近喷孔区域喷雾特性测试等。本专利技术为柴油喷雾特性的研究、多孔共轨喷油嘴的开发设计及柴油机的性能优化提供更为准确有效的测试手段。附图说明图1为本专利技术的喷雾油束转换器结构示意图。图2为本专利技术的喷雾测试系统示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。为了实现多孔喷油器各喷孔喷雾油束的测试，实现待测喷雾油束与其它喷雾油束的隔离，排除其它喷雾油束对待测喷雾油束的干扰，本专利技术首先提出一种喷雾油束转换器，如图1所示；喷雾油束转换器16，包括相连接的第一管段1601与第二管段1602；第一管段1601用于套在喷油器29喷嘴上，并可通过紧固螺栓39固定；喷油器29喷嘴包括针阀体2901和针阀2902，针阀体2901头端设有喷孔2903，多个喷孔2903在针阀体头端周向均布，且方向倾斜向前；第二管段16本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾油束转换器(16)，其特征在于，包括相连接的第一管段(1601)与第二管段(1602)；第一管段(1601)用于套在喷油器(29)喷嘴上；第二管段(1602)在一侧相对于第一管段(1601)径向收缩，在第二管段(1602)收缩的该侧根部设置一个与喷油器一个待测喷孔对应的分流孔(1603)；分流孔(1603)直径等于或大于喷油器喷孔直径；在第二管段(1602)上设置泄油孔(1604)；第二管段(1602)内具有除待测喷孔之外的其它喷孔的油雾喷射空间(1605)。

【技术特征摘要】
1.一种喷雾油束转换器(16)，其特征在于，包括相连接的第一管段(1601)与第二管段(1602)；第一管段(1601)用于套在喷油器(29)喷嘴上；第二管段(1602)在一侧相对于第一管段(1601)径向收缩，在第二管段(1602)收缩的该侧根部设置一个与喷油器一个待测喷孔对应的分流孔(1603)；分流孔(1603)直径等于或大于喷油器喷孔直径；在第二管段(1602)上设置泄油孔(1604)；第二管段(1602)内具有除待测喷孔之外的其它喷孔的油雾喷射空间(1605)。2.如权利要求1所述的喷雾油束转换器(16)，其特征在于，泄油孔(1604)位于第二管段(1602)背离分流孔(1603)的另一侧。3.如权利要求2所述的喷雾油束转换器16，其特征在于，第二管段(1602)的该另一侧与第一管段(1601)保持平齐。4.一种喷雾测试系统，其特征在于，包括如权利要求1～3中任一项所述的喷雾油束转换器(16)、喷油器(29)、定容器(100)、燃油喷射系统、主控制器(3)、除雾装置(5)、光学测试系统、供气系统、数据采集系统(27)、上位机(34)；所述定容器(100)上设有透明观测窗(7)，用于喷雾油束的光学测试；将安装好喷雾油束转换器(16)的待测喷油器(29)安装在定容器(100)上，主控制器(3)连接并控制喷油器(29)；定容器(100)上设有泄油口，喷雾油束转换器(16)的泄油孔(1604)通过油管穿过定容器的泄油口，伸至定容器外；定容器(100)上设有排气口(11)，排气口(11)上安装排气阀(10)，排气阀(10)通过主控制器(3)控制；定容器(100)内安装有压力传感器(32)和温度传感器(33)，压力传感器(32)和温度传感器(33)连接数据采集系统(27)；除雾装置(5)通过除雾电磁阀(6)连接定容器(100)；除雾装置(5)和除雾电磁阀(6)通过主控制器(3)控制；供气系统与定容器(100)连接，用于提供定容器(100)内背压压力；燃油喷射系统通过高压油管连接喷油器(29)；燃油喷射系统受控于主控制器(3)，实现喷油器(29)的燃油喷雾过程；光学测试系统包括至少一个油雾探测器，以及光学测试控制器(14)；各油雾探测器分别对准定容器上的一个透明观测窗(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，杨海涛，张清林，陆大陆，夏兴兰，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32