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专利号: 2019100705880
申请人: 南通职业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 燃烧发动机;热气或燃烧生成物的发动机装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,包括电机(2)、共轨泵(3)、油箱(1)、共轨管总成(6)、多个喷油器(7)、单次喷射仪(9)、ECU(11)和数采系统(13),油箱(1)中装有校泵油;

所述电机(2)通过联轴器带动共轨泵(3)工作,共轨泵(3)由输油泵和高压泵组成,输油泵的进油口通过油管与油箱(1)连通,输油泵的出油口通过油管与高压泵的进油口连通,高压泵的出油口与共轨管总成(6)连通,共轨管总成(6)上设置有多个出油口,其中共轨管总成(6)的一个出油口通过一个喷油器(7)与单次喷射仪(9)的进油口连通,该喷油器(7)记为第一缸喷油器;共轨管总成(6)的其他出油口分别通过其余多个喷油器(7)与油箱连通,单次喷射仪(9)的出油口通过油管与油箱连通;共轨管总成(6)的一端通过油管与油箱连通;

所述单次喷射仪(9)上设置有电流传感器(8),电机(2)上安装有光电编码器,电机(2)输出轴上安装飞轮、信号盘和转速传感器(4),共轨管总成(6)中设置有压力传感器,电机(2)通过导线与数采系统(13)电连接,喷油器(7)、共轨泵(3)和共轨管总成(6)与ECU(11)通导线连接,单次喷射仪电气组件(10)、电流传感器(8)、光电编码器、转速传感器(4)和压力传感器均与数采系统(13)通过导线连接;

所述数采系统(13)通过以太网与PC机(14)相连,信号采集和数据分析处理程序运行在PC机(14)上;PC机(14)通过CAN通信模块(12)与ECU(11)进行通信;

基于权上述电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统的测量方法,包括如下步骤:

步骤一、选择测量模式:通过PC机的人机操作界面来选择采用第一测量模式还是第二测量模式;其中,第一测量模式为按照共轨管总成中校泵油压力的最大变化速率作为极限工况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能;

第二测量模式为根据发动机台架瞬态试验或发动机实际运转工况的参数变化情况来测量共轨燃油喷射系统的瞬时性能;

所测量的瞬时性能参数包括单次喷油量、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器的驱动电流;

步骤二、数据采集:在PC机上进行基于角度和基于时间的第一缸喷油器单次喷油量信号、喷油速率、共轨管总成压力和第一缸喷油器驱动电流的多信号同步采集,并进行在线数据处理与计算,计算结果实时显示并保存;

其中,第一测量模采用ECU处理器的数字输出口信号来同步瞬时工况调节和信号采集,即瞬时工况调节起始时刻与数据采集起始时刻严格同步;第二测量模式在PC机向ECU发送第一个工况设定参数的同时就开始信号采集即在瞬时工况调节之前开始信号采集;

步骤三、根据测得的实际共轨管总成压力和实际喷油脉宽对预先测得的各个稳态工况下的测量数据进行插值,实现共轨燃油喷射系统瞬时性能与稳态性能的对比分析。

2.根据权利要求1所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,所述输油泵出口和高压泵入口之间接有滤清器(5)。

3.根据权利要求1或2所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,所述第一测量模式的测量过程如下:

1.1)测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0),PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速、ECU调节共轨管总成的压力和喷油脉宽参数至空闲工况;

1.2)测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮,PC机通过CAN通信向ECU发送测量工况参数设定命令,进入瞬态工况参数设定状态(状态1),并向ECU写入测量模式,ECU设定共轨管总成压力调节的起始值、最大值、步长值和步长时间、喷油脉宽和提前角六个参数,其中喷油脉宽和提前角为恒定值;

1.3)参数设定成功后可开始瞬态工况的测量,PC机向ECU发送就绪命令,进入起始工况调节状态(状态2),ECU调节共轨管总成压力至起始值;同时,PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态:

1.3.1)若起始工况在规定时间内到达稳定状态,则进入准备就绪状态(状态3),

1.3.2)若起始工况在规定时间内未到达稳定状态,则停止测量返回空闲状态(状态0);

1.4)进入准备就绪状态(状态3)后,PC机向ECU发送开始测量命令,ECU进入瞬态工况调节状态(状态4),ECU程序通过改变数字输出口状态来触发数采系统进行瞬时性能的测量;

ECU根据步长值和步长时间调节共轨管总成压力从起始值变化到最大值再从最大值变化到起始值;

1.5)所有瞬态工况调节完成后进入测量完成状态(状态5),PC机对采集的数据进行处理并保存,而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0)等待下一次测量。

4.根据权利要求3所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,所述第二测量模式中,设定稳定状态时共轨泵的转速为给定值,则具体的测量过程如下:

2.1)测量系统开始运行时处于空闲状态(状态0),PC机通过串口通信方式调节共轨泵转速,读入根据发动机台架试验工况或发动机实际运转工况演变而来的测量工况参数表,该测量工况参数表包括各工况的共轨管总成给定压力和给定喷油脉宽值,ECU调节共轨管总成压力和喷油脉宽参数至空闲工况;

2.2)测量前先点击PC机界面程序的参数设置按钮,PC机通过CAN通信向ECU发送测量工况参数设定命令进入瞬态工况参数设定状态(状态1),写入测量模式和测量工况参数表中的第一个工况,即起始工况的设定值;

2.3)参数设定成功后可开始瞬态工况的测量,PC机向ECU发送就绪命令进入起始工况调节状态(状态2),ECU调节共轨管总成压力至起始值,同时,PC机判断起始工况是否在规定时间内到达稳定状态:

2.3.1)若起始工况在规定时间内到达稳定状态,则进入准备就绪状态(状态3),

2.3.2)若起始工况在规定时间内未到达稳定状态,则停止测量返回空闲状态(状态0);

2.4)进入工况参数设定状态(状态3),后按设定的时间间隔依次向ECU发送测量工况参数表的各个工况,仍然从第一个工况开始发送,同时开始共轨燃油喷射系统瞬时性能的测量;

2.5)工况参数设定后进入瞬态工况调节状态(状态4),ECU按照接收到的工况参数进行工况调节;

2.6)待所有工况测量完成后,进入测量完成状态(状态5),PC机对采集的数据进行处理并保存,而后向ECU发送结束测量命令返回空闲状态(状态0)等待下一次测量。

5.基于权利要求4所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,所述单次喷射仪电气部分输出反映其测量腔内燃油液面变化的直线位移传感器信号,单次喷射仪测量腔为圆柱体结构,PC机通过通信方式从单次喷射仪电气部分读取单次喷射仪测量腔底面半径,从而计算出底面面积,再乘以直线位移传感器测量的液面高度差即可得出每循环喷油量。

6.基于权利要求5所述的电控高压共轨燃油喷射系统瞬时性能测量系统,其特征在于,所述共轨管总成压力的计算方法如下:设定喷油提前角为α,取喷射时刻之前(60°+α)和(180°+α)的共轨管总成压力,则按照3:1的权重计算得到本次喷射的共轨管总成压力。