一種柴油機(jī)單體泵燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，屬于柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電控單體栗燃油系統(tǒng)是通過電磁閥控制高壓燃油和低壓燃油的導(dǎo)通或切斷來實(shí)現(xiàn)燃油噴射控制的。當(dāng)電磁閥通電，閥芯閉合時，燃油對閥芯左右錐面作用力相等，閥芯部分相當(dāng)于平衡閥。當(dāng)電磁閥斷電，高壓燃油將在很短時間內(nèi)通過很小的流通面積流入低壓油路，這個過程時間非常短，壓力狀態(tài)變化梯度較大。由于實(shí)際加工無法做到真正的理想化，即閥腔內(nèi)孔徑處處相等，泄油端孔徑會大于閥腔內(nèi)部，就會導(dǎo)致閥芯兩個方向的受力面積不相等，液壓力會使閥芯有向開啟方向運(yùn)動的趨勢。
[0003]隨著單體栗的小型化和低電壓驅(qū)動，要求電磁閥及銜鐵尺寸越來越小，進(jìn)而減小電磁力。相應(yīng)的，控制閥復(fù)位彈簧力也必須減小。在這種情況下，在燃油壓力升高的同時，若閥芯受力和彈簧力之和大于電磁力，閥芯就會開啟泄油導(dǎo)致控制腔內(nèi)壓力下降，不利于噴油器噴油，同時錐面處高度湍流及氣泡運(yùn)動將引起控制閥機(jī)械損傷，并引起閥芯振動，產(chǎn)生噪聲。因此，深入了解單體栗燃油系統(tǒng)中平衡閥燃油空化流動的機(jī)理十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，能夠觀察平衡閥錐面處的燃油流動情況。目的是為了了解柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)中平衡閥處燃油空化流動現(xiàn)象的機(jī)理，為單體栗平衡閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
[0005]—種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括閥芯
(I)，止推擋板(2)，閥體(3)，彈簧座(4)，推桿(5)，壓蓋(6)，壓縮彈簧(7)，泄油孔(8)，閥芯座(9)和回油孔(10);所述閥芯座(9)與推桿(5)之間設(shè)有彈簧座(4)和壓縮彈簧(7);所述壓蓋(6)上開有通孔用于監(jiān)測閥芯(I)的位移變化，壓蓋(6)與閥體(3)螺栓緊固；所述閥體(3)上設(shè)有出油孔和泄油孔;所述閥芯(I)由石英玻璃制成，與閥芯座(9)用膠粘死;所述推桿
[5]與閥芯座(9)螺紋連接;所述止推擋板(2)上開有通孔，止推擋板(2)與閥體(3)螺紋緊固。
[0006]組裝如下系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)，油栗，高壓油管，穩(wěn)壓罐，可視化試驗(yàn)裝置位移傳感器，工業(yè)內(nèi)窺鏡，入口壓力傳感器和出口壓力傳感器；電機(jī)驅(qū)動油栗栗油，油栗與油箱之間連有濾清器，高壓油管連接油栗和穩(wěn)壓罐;入口壓力傳感器安裝于可視化試驗(yàn)裝置進(jìn)油口端，監(jiān)測閥進(jìn)口油壓變化；出口壓力傳感器安裝于出油口端監(jiān)測出口壓力;壓蓋后端通孔內(nèi)安置位移傳感器測閥芯振動位移;工業(yè)內(nèi)窺鏡插入到止推擋板中的通孔中，能前后調(diào)距離觀測閥芯端面處燃油流動變化狀況；
[0007]調(diào)節(jié)油栗，增加油栗栗油量，穩(wěn)壓罐穩(wěn)定油路壓力，當(dāng)燃油對閥芯出口端面作用力大于彈簧力和燃油對后端面作用力之和時，閥芯開啟，燃油泄出，閥芯出口端面作用力降低，閥芯落座，這一過程中位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，并觀測記錄閥運(yùn)動過程中氣液兩相混合流動隨閥芯升程變化和燃油壓力變化的規(guī)律。
[0008]根據(jù)氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡相片亮度判斷空化效果。
[0009]所述閥芯座與推桿之間設(shè)有彈簧座和壓力彈簧，使閥芯處于常閉狀態(tài)。
[0010]所述止推擋板上設(shè)有通孔，內(nèi)用橡膠插塞放置工業(yè)內(nèi)窺鏡，由于氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理即可得出流場和氣泡發(fā)展變化規(guī)律。
[0011]所述錐閥體上設(shè)有回油孔和泄油孔，可以減小閥芯座處的泄漏。
[0012]發(fā)明具有以下特點(diǎn):1、由于采用工業(yè)內(nèi)窺鏡，且觀測端在試驗(yàn)裝置的低壓部分，因此，可以測量空化流動參數(shù)及觀測氣泡發(fā)展變化。2、石英閥芯與閥芯座用膠粘死，閥芯座與推桿之間有壓力彈簧支撐，這樣閥芯處于常閉狀態(tài)，液壓力對出口端作用力大于彈簧彈力和后端面作用力之和時，閥芯就會開啟，這樣可以模擬出平衡閥流動的動態(tài)過程。
【附圖說明】
[0013]圖1是發(fā)明方法的系統(tǒng)試驗(yàn)原理圖；
[0014]圖2是本發(fā)明方法應(yīng)用裝置(平衡閥)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明試驗(yàn)過程中閥芯開啟時燃油流動示意圖；
[0016]標(biāo)號說明:1-閥芯，2-止推擋板，3-閥體，4-彈簧座，5-推桿，6_壓蓋，7_壓力彈簧，8-泄油孔，9-閥芯座，10-回油孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，包括驅(qū)動電機(jī)，油栗，高壓油管，穩(wěn)壓罐，平衡閥，位移傳感器，工業(yè)內(nèi)窺鏡，計(jì)算機(jī)，電子控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，油箱。
[0018]如圖2所示，一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置，包括閥芯
(I)，止推擋板(2)，閥體(3)，彈簧座(4)，推桿(5)，壓蓋(6)，壓縮彈簧(7)，泄油孔(8)，閥芯座(9)，回油孔(10)。
[0019]所述閥芯(I)為石英玻璃制成，可在閥腔內(nèi)移動;所述閥芯座(9)為金屬，與閥芯用膠粘死。
[0020]閥芯(I)和閥芯座(9)安裝于閥體(3)內(nèi)部，與推桿(5)之間安裝彈簧座(4)和壓力彈簧(7)，推桿(5)與閥芯座(9)螺紋連接。
[0021]壓蓋(6)與閥體(3)螺栓緊固，壓蓋(6)中心有通孔，閥體外部放置位移傳感器，可用于監(jiān)測閥芯的運(yùn)動變化過程。
[0022]還包括安裝于入口端的入口壓力傳感器和出口壓力傳感器。入口壓力傳感器可以測量平衡閥的入口壓力，出口壓力傳感器可以測量流經(jīng)錐面后腔內(nèi)壓力，之后將壓力信號反饋給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得到進(jìn)出口壓力變化曲線。
[0023]所述止推擋板上設(shè)有通孔，內(nèi)用橡膠插塞放置工業(yè)內(nèi)窺鏡，由于氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理即可得出流場和氣泡發(fā)展變化規(guī)律。
[0024]試驗(yàn)初始，調(diào)節(jié)油栗，增加油栗栗油量，穩(wěn)壓罐穩(wěn)定油路壓力，當(dāng)燃油對閥芯出口端面作用力大于彈簧力和燃油對后端面作用力之和時，閥芯開啟，燃油泄出，閥芯出口端面作用力降低，閥芯落座，這一過程中位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，并觀測記錄閥運(yùn)動過程中氣液兩相混合流動隨閥芯升程變化和燃油壓力變化的規(guī)律。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括閥芯(I)，止推擋板(2)，閥體(3)，彈簧座(4)，推桿(5)，壓蓋(6)，壓縮彈簧(7)，泄油孔(8)，閥芯座(9)和回油孔(10);所述閥芯座(9)與推桿(5)之間設(shè)有彈簧座(4)和壓縮彈簧(7);所述壓蓋(6)上開有通孔用于監(jiān)測閥芯(I)的位移變化，壓蓋(6)與閥體(3)螺栓緊固；所述閥體(3)上設(shè)有出油孔和泄油孔;所述閥芯(I)由石英玻璃制成，與閥芯座(9)用膠粘死;所述推桿(5)與閥芯座(9)螺紋連接;所述止推擋板(2)上開有通孔，止推擋板(2)與閥體(3)螺紋緊固。2.應(yīng)用如權(quán)利要求1所述裝置的可視化試驗(yàn)方法，其特征在于:組裝如下系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)，油栗，高壓油管，穩(wěn)壓罐，可視化試驗(yàn)裝置位移傳感器，工業(yè)內(nèi)窺鏡，入口壓力傳感器和出口壓力傳感器； 電機(jī)驅(qū)動油栗栗油，油栗與油箱之間連有濾清器，高壓油管連接油栗和穩(wěn)壓罐;入口壓力傳感器安裝于可視化試驗(yàn)裝置進(jìn)油口端，監(jiān)測閥進(jìn)口油壓變化；出口壓力傳感器安裝于出油口端監(jiān)測出口壓力;壓蓋后端通孔內(nèi)安置位移傳感器測閥芯振動位移;工業(yè)內(nèi)窺鏡插入到止推擋板中的通孔中，能前后調(diào)距離觀測閥芯端面處燃油流動變化狀況； 調(diào)節(jié)油栗，增加油栗栗油量，穩(wěn)壓罐穩(wěn)定油路壓力，當(dāng)燃油對閥芯出口端面作用力大于彈簧力和燃油對后端面作用力之和時，閥芯開啟，燃油泄出，閥芯出口端面作用力降低，閥芯落座，這一過程中位移傳感器測量閥芯運(yùn)動規(guī)律，同步測量流道內(nèi)的壓力，并觀測記錄閥運(yùn)動過程中氣液兩相混合流動隨閥芯升程變化和燃油壓力變化的規(guī)律。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)單體栗燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:根據(jù)氣相和液相反射光的光強(qiáng)不同，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡相片亮度判斷空化效果。
【專利摘要】一種柴油機(jī)單體泵燃油系統(tǒng)平衡閥動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法屬于柴油機(jī)領(lǐng)域，用于觀察平衡閥錐面處的燃油流動情況。裝置包括閥芯、定位柱體、止推擋板、閥體、彈簧座、推桿、壓蓋、壓力彈簧和閥芯座，通過調(diào)節(jié)平衡閥入口壓力，改變閥芯受力平衡，使其在燃油壓力和彈簧力共同作用下達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)而探索閥芯運(yùn)動與流道內(nèi)流場的變化關(guān)系。本發(fā)明可以模擬單體泵平衡閥的空化流動，得出壓力與氣泡發(fā)展變化的關(guān)系，并且能夠?qū)崟r觀測平衡閥錐面燃油流動的動態(tài)變化過程。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號】CN105628359
【申請?zhí)枴緾N201510999941
【發(fā)明人】雷艷, 高壯, 仇滔
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月27日