用来分析高功率热能发动机中所使用的燃料喷射系统提供的步进式喷射流率的设备技术方案

本发明专利技术涉及一种设备，该设备包括：用于测量恒定容积的第一腔室（３），燃料被喷射到该第一腔室（３）中；与所述第一测量腔室（３）关联的压力传感器（５ａ，５ｂ）和温度传感器（６）；以及位于所述第一测量腔室（３）下游的第二测量腔室（８），从所述第一测量腔室（３）排放的燃料被输送到所述第二测量腔室（８）中。所述第二测量腔室（８）的容积根据活塞（１１）的运动而变化，该活塞（１１）的运动通过传感器（１３）来测量。一个或多个可变容积的附加测量腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ）相连，且平行于所述第二测量腔室（８）并接收从所述第一测量腔室（３）排放的燃料，在这些不同腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ）中接收的容量被相加，从而达到用于一次喷射步骤所输送的总容积。本发明专利技术可用于高喷射流率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用来分析高功率热能发动机中所使用的燃料喷射系统提供 的步进式喷射流率的设备本专利技术涉及一种能够分析热能发动机中所使用的燃料喷射系统所提供的步进式 喷射流率的设备。有关的喷射系统特别地位于那些装备柴油机中。这里所描述的本专利技术更 特别地可应用于高功率发动机中所使用的喷射系统，从而这些喷射系统具有燃料高流量。这样的测量设备已经是公知的，其允许喷射系统和热能发动机的制造商们开发喷 射器，并且针对这些系统的最终应用在在其制造和安装期间进行调整和标准验证。这些测 量设备与特定试验台结合使用，试验台的作用主要在于驱动喷射泵转动并在测试期间支承 喷射系统的多种元件。由这些类型设备所进行的测量必须能准确地得知被喷射燃料容积数 值以及喷射时间或角度。为此，已经从也是本申请人的法国专利FR2795139A或其同族欧洲专利 EP1187987B1中得知一种能够即时地分析热能发动机中所使用喷射系统所提供的步进式喷 射流率的设备，该设备实质上特征在于两个测量腔室的结合。因而，这里所提及的设备包括用于测量燃料被喷射所处的恒定容积腔室的第一腔 室，以及能够至少部分地排空所述第一测量腔室的装置，其中，压力传感器和温度传感器与 该第一腔室关联以分别测量该腔室内的压力和温度。该设备还包括位于第一测量腔室下游的第二测量腔室，从第一测量腔室所排出的 燃料被输送到第二测量腔室，依赖于活塞运动第二测量腔室的容积不同，其中，活塞的运动 使用运动传感器来测量。电子部分控制设备组件，所述部分也分析从不同传感器所接收的信息。该设备的操作原理如下当设备准备执行测量时，S卩，当燃料处于两个测量腔室中并且在该第一测量腔室 中具有预先设定的压力时，进行喷射。这导致第一测量腔室中压力的增加，其与所喷射燃料 量、燃料特性、环境状况(尤其是温度和初始压力)、以及腔室的容积有关。在喷射结束时， 第一测量腔室中所包含的燃料部分地排空到第二测量腔室中，第一测量腔室中的压力因而 回到其初始设置的值并且该第一腔室随后准备接收新一轮喷射。到达第二测量腔室中的燃 料通过推动活塞而导致该第二测量腔室容量增加。活塞的运动被测量，并且由于知道活塞 的直径，电子部分的一部分计算出燃料的确切体积。该第二测量允许电子部分在任何时刻 非常准确地校准第一测量腔室所完成的测量。在上述专利文献中描述的设备的一个有利实施例中，通过电子部分的一部分控制 的快速电子阀和排放设备被放置在两个测量腔室之间，以在喷射之后部分地排放第一测量 腔室，直到该第一测量腔室恢复到喷射之前时其内所具有的压力。在这种情况下，电子部分 还有利地包括补偿功能，使得能够考虑到在两次相继排空后第一测量腔室中的可能的压力差。术语“燃料”，这里用来限定设备中所使用的流体，特别是填充两个测量腔室的流 体以及被喷射流体，其指代的是真正的燃料，或优选的具有接近于燃料的液压性能但其燃 点温度远远高于燃料的流体，从而能够使得着火和爆炸的风险最小化。总的来说，具有恒定容积的第一测量腔室能够精确地提供喷射的“形式”，同时具 有可变容积的第二测量腔室能够测量被喷射的燃料量。电子部分中所进行的处理能够通过 另一次测量的质量来弥补每次测量的偏差。以上所述的现有设备更特别地适于输送通常达到100升/小时的少量或普通量的 燃料的喷射器。为了开发类似于用来推进船只或驱动大型发电机的那些高功率喷射器和发动机， 需要能够步进式地执行即时的喷射流率测量，以用于更高的喷射流率。为了实现简单地类似于以上所述的已知设备的更大测量设备的生产，其在制造第 二测量腔室(即用来通过活塞的运动进行容积测量的可变容积腔室)方面面临许多困难。对于第一测量腔室，其具有恒定容积，并在对已经填充流体的容积进行喷射期间 执行压力增加的即时测量，这在简单地增加尺寸以使其适合于更高喷射流率方面不存在技 术困难。不同于前面的实施例，其不是传统的小于1升的容积，而是容易提供具有更高值的 容积，以适于喷射泵和/或测试中常见的喷射器。该容积的值被确定，以在单个喷射期间 在第一测量腔室中获得几巴或数十巴的典型压力增加，这导致该腔室的容积通常有几升或 数十升，而并不限于这些值。因而，如果需要，原理上使用更大容积来测量非常大的即时喷 射流率不会有任何缺陷。该容积的产生实际上仍然简单，并且不会产生任何特别的技术问 题。可能潜在地涉及制造相对厚并因此沉重的部件，这是由于必须经得起可能通常来说高 达200巴的内部压力，但是这些状况或需求对于这里所考虑类型的器械并非少见。而且，由 于其涉及制造没有活动部件或其它专用元件的恒定容积腔室，从而该部分并不昂贵而且特 别牢固，而无关于其内部容积。然而，考虑到具有内部活塞的第二可变容积测量腔室，困难增加了，因为该腔室必 须满足非常严格的技术要求，主要要求为-活塞在限定了测量腔室的圆筒中必须完全地可滑动，而没有锁定或漏气，同时 该腔室的总体温度通常保持相对低，典型地在40到70°C之间，但是对于具有非常高压力， 典型地大于2000巴的现代喷射系统来说喷射器鼻端处的即时温度是高的，并且可能超过 200 "C。-活塞必须尽可能地轻，以迅速对由测量腔室中燃料排空所导致的容积变化作出 反应，这导致活塞具有中空构造并且具有非常薄的壁厚。-然而，由限定测量腔室的圆筒以及可滑动地安装在该圆筒中的活塞所形成的组 件必须非常牢固以经得起大量的燃料喷射循环，从而随着活塞的运动而填充/排空所述测 量腔室，而不造成损坏。活塞通常制成其直径在10到35毫米之间，并且具有1到10毫米之间的冲程，其 相应于大约80到IOOOOmm3之间的单位测量容积。通常的经验是在试图制造具有小于IOmm 直径的活塞时以及在希望制造具有大于35mm直径的活塞时制造困难会增加。特别地，为了 使得设备并且尤其是该设备的第二测量腔室适用于更高喷射流率或容积，活塞直径的增加 并不是完满的解决方法。本专利技术旨在避免这些困难，并且因此旨在提供一种这里所考虑类型的解决方案， 其适用于通常大于100升/分钟的高喷射流率，同时保持经济性。为此，本专利技术涉及一种能够分析热能发动机中使用的燃料喷射系统提供的步进式喷射流率的设备，该设备以已知的方式包括-用于测量恒定容积的第一腔室，燃料被喷射到该第一腔室中，所述第一测量腔室 关联有压力传感器和温度传感器，以用于分别测量所述第一测量腔室中的压力和温度；-至少部分地排空所述第一测量腔室的装置；-位于所述第一测量腔室下游的第二测量腔室，从所述第一测量腔室排放的燃料 被输送到所述第二测量腔室中，所述第二测量腔室的容积根据活塞的运动而变化，该活塞 的运动使用运动传感器来测量；-控制该设备并分析从这些传感器接收的信息的电子部分，使得所述第一测量腔 室的部分排放在喷射后被实施，直到所述第一测量腔室内的在喷射前的压力被恢复；根据本专利技术的设备的本质特征在于，该设备还包括至少一个附加测量腔室，该附 加测量腔室的容积根据活塞的运动而变化，其中，所述活塞的运动使用运动传感器来测量； 所述附加测量腔室安装在所述第一测量腔室的下游，并平行于所述第二测量腔室，使得从 所述第一测量腔室排放的燃料被接收在所述第二测量腔室和/或所述或每个附加测量腔 室中，电子部分被设置以为每一轮喷射测量由所述第二测量腔室和所述附加测量腔室所接 收本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种能够分析热能发动机中使用的燃料喷射系统提供的步进式喷射流率的设备，该设备包括：－用于测量恒定容积的第一腔室（３），燃料被喷射到该第一腔室（３）中，所述第一测量腔室（３）与压力传感器（５ａ，５ｂ）和温度传感器（６）相关联，以用于分别测量所述第一测量腔室（３）中的压力和温度；－至少部分地排空所述第一测量腔室（３）的装置（７，９）；－位于所述第一测量腔室（３）下游的第二测量腔室（８），从所述第一测量腔室（３）排放的燃料被输送到所述第二测量腔室（８）中，所述第二测量腔室（８）的容积根据活塞（１１）的运动而变化，该活塞（１１）的运动使用运动传感器（１３）来测量；－控制该设备并分析从这些传感器接收的信息的电子部分，使得所述第一测量腔室（３）的部分排放在喷射后被实施，直到所述第一测量腔室（３）内的在喷射前的压力被恢复；其特征在于，该设备还包括至少一个附加测量腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ），该至少一个附加测量腔室的容积根据活塞（１１ａ，１１ｂ，…１１ｎ）的运动而变化，其中，所述活塞（１１ａ，１１ｂ，…１１ｎ）的运动使用运动传感器（１３ａ，１３ｂ，…１３ｎ）来测量；所述至少一个附加测量腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ）安装在所述第一测量腔室（３）的下游，并平行于所述第二测量腔室（８），使得从所述第一测量腔室（３）排放的燃料被接收在所述第二测量腔室（８）和／或所述或每个附加测量腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ）中，所述电子部分被设置以测量并相加对于每一次喷射由所述第二测量腔室（８）和所述附加测量腔室（８ａ，８ｂ，…８ｎ）所接收的容量，从而获得与用于一次喷射步骤所输送的燃料量相对应的总容积。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦·施米特，
申请(专利权)人：EFS股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR