高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)研究

高百順

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高壓噴油器生產(chǎn)成為當(dāng)前社會關(guān)注的重點(diǎn)，高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)將廣泛的應(yīng)用在汽車的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。本文將圍繞高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，對高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)裝置與方法進(jìn)行研究，旨在為日后研究工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓共軌噴油器；動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測；噴射壓力

前言：當(dāng)前國內(nèi)外加大對高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)的研究工作，并將其技術(shù)廣泛的應(yīng)用在社會的各個領(lǐng)域。在實(shí)際的研究環(huán)節(jié)中，依托現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)的優(yōu)勢，將理論知識與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，注重相關(guān)專業(yè)知識技能的培訓(xùn)工作，使之適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的實(shí)際需要。

一、高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀

排放法規(guī)的完善對缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)的噴射次數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)范，并對電磁噴油器的響應(yīng)時間提出了更高的要求，高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測對燃油噴入缸內(nèi)的精確度產(chǎn)生一定的影響，在實(shí)際的運(yùn)用環(huán)節(jié)中，對噴油規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)的研究工作將保證發(fā)動機(jī)工作過程的完整性。當(dāng)前對高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)的研究范圍較廣，此次的研究將通過對加速度的數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行分析，保證針閥動態(tài)響應(yīng)參數(shù)的準(zhǔn)確性。針閥的運(yùn)動參數(shù)可以通過激光位移傳感器來檢測，及時對針閥壓力檢測設(shè)備進(jìn)行更新，通過壓力的變化調(diào)整好針閥的開啟以及關(guān)閉時間。在高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測實(shí)際研究過程中，要求相關(guān)的技術(shù)人員對高壓共軌噴油器的針閥響應(yīng)情況進(jìn)行觀察，并充分發(fā)揮電子顯微鏡的優(yōu)勢對高壓共軌噴油器的零部件參數(shù)進(jìn)行檢測，建立健全完善的數(shù)值模型，實(shí)時對高壓共軌噴油器的針閥動態(tài)響應(yīng)特征進(jìn)行分析，并對高壓共軌噴油器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保證后續(xù)研究工作的順利進(jìn)行。

二、高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)裝置與方法

此次高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)裝置主要包括DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、高速攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、電荷放大器、電流傳感器、壓力傳感器、噴油器、定容燃燒彈、真空泵、高壓氣瓶、高壓共軌、高壓油泵、電機(jī)、濾清器、油箱等幾個部分組成，并將同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、高速顯微攝像系統(tǒng)以及燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行有效的應(yīng)用。同時，燃油噴射系統(tǒng)主要包括高壓共軌以及噴油器，高速顯微攝像系統(tǒng)主要包括LED冷光源以及顯微鏡頭，同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括電流傳感器以及壓力傳感器。在實(shí)際的試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，要求相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究人員做好試驗(yàn)前期的準(zhǔn)備工作，科學(xué)的選用最佳的高壓共軌噴油器，從而保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在具體的試驗(yàn)過程中，要充分發(fā)揮變頻電機(jī)驅(qū)動的優(yōu)勢，對高壓油泵的壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之壓力的范圍符合試驗(yàn)的實(shí)際要求，為了保證高壓共軌噴油器噴油過程的順利進(jìn)行，此時ECU將發(fā)出燃油噴射信號，并根據(jù)實(shí)際參數(shù)的變化完成噴油。當(dāng)TTL信號發(fā)出時，高速顯微攝像系統(tǒng)與同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將開始運(yùn)行。在實(shí)際的試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，要安排相關(guān)的技術(shù)人員對高速顯微攝像系統(tǒng)的拍攝速度進(jìn)行控制。高速顯微攝像系統(tǒng)與同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對圖片的傳入是保證電流信號與電壓信號準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)變化完成匹配工作。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，要對高速顯微攝像的拍攝速度以及圖像分辨率控制在最佳的區(qū)間，保證高壓共軌噴油器安全運(yùn)行[1]。

三、高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)結(jié)果與分析

（一）動態(tài)響應(yīng)特征

在具體的試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，可以對高壓共軌噴油器的針閥開關(guān)在不同狀態(tài)下的噴霧圖像進(jìn)行觀察，并將噴油過程中的電流以及入口壓力進(jìn)行具體的展示。高壓共軌噴油器運(yùn)行過程中的信號檢測主要包括電流以及對應(yīng)的電流變化率、壓力以及對應(yīng)的壓力變化率，當(dāng)高壓共軌噴油器控制脈沖處于開始的時刻時，對電磁閥的開啟瞬間的狀態(tài)進(jìn)行觀察，此環(huán)節(jié)中，電流以及電磁吸引力隨著線圈電流變化率的增加而增加。當(dāng)電磁吸力與相應(yīng)的壓力處于平衡的狀態(tài)時，此時電磁閥將泄油孔打開，此時的高壓共軌噴油器的入口壓力逐漸降低。當(dāng)高壓共軌噴油器針閥處于開啟的狀態(tài)時，高壓共軌噴油器的入口壓力仍然處于逐漸降低的狀態(tài)，會發(fā)現(xiàn)有燃油噴出。當(dāng)高壓共軌噴油器的噴油信號結(jié)束時，此時的電磁閥處于關(guān)閉的狀態(tài)，可以根據(jù)線圈的感應(yīng)電動勢的實(shí)際情況將線圈中的電流逐漸縮小。同時，當(dāng)高壓共軌噴油器的針閥處于關(guān)閉的狀態(tài)，隨著噴油的結(jié)束高壓共軌噴油器入口壓力變化率也逐漸增加[2]。

（二）噴油壓力對動態(tài)響應(yīng)特征的影響

在具體的試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，不同噴射壓力下針閥開閉的延遲情況具有差異性。通過試驗(yàn)觀察，針閥開啟延遲與針閥關(guān)閉延遲隨著高壓共軌噴油器噴射壓力的增加而降低，并始終保持勻速下降的趨勢。在實(shí)際的試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，40MPa與160MPa在開啟延遲與關(guān)閉延時中的差距較大。同時，針閥打開的速度與高壓共軌噴油器噴射壓力有關(guān)，針閥打開速度隨著高壓共軌噴油器噴射壓力的提高而加快。在高壓共軌噴油器關(guān)閉的過程中，針閥的關(guān)閉速度隨著高壓共軌噴油器噴射壓力的提高而加快。在觀察不同噴射壓力下實(shí)際噴油持續(xù)期中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際噴油持續(xù)期在不同的噴射壓力下保持相同的水平，當(dāng)出現(xiàn)噴油延遲的情況時，將會出現(xiàn)高壓共軌噴油器實(shí)際噴油持續(xù)時間與理論持續(xù)時間不相符合的情況。影響高壓共軌噴油器針閥開啟延遲與關(guān)閉延遲的因素主要與燃油噴射壓力有關(guān)，在不同的噴射壓力狀態(tài)下噴油的持續(xù)時間都保持一致的狀態(tài)。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，燃油噴射環(huán)節(jié)中壓力波動情況在不同噴射壓力下的變化狀態(tài)，燃油噴射環(huán)節(jié)中壓力波動隨著噴油壓力的提高而增加。

三、高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)結(jié)論分析

此次高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)的研究是將高速顯微攝像系統(tǒng)與同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，并對高壓共軌噴油器的入口壓力進(jìn)行觀察，利用現(xiàn)代化科學(xué)信息技術(shù)的優(yōu)勢采用非接觸式的高壓共軌噴油器針閥響應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行研究，相關(guān)的技術(shù)研究人員根據(jù)高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)的實(shí)際情況建立健全完善的動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測系統(tǒng)，針對電控噴油過程中出現(xiàn)的問題提出解決方案，對電磁干擾問題進(jìn)行分析，逐步優(yōu)化控噴油生程過程的結(jié)構(gòu)布置，并構(gòu)建完善的監(jiān)測系統(tǒng)，對發(fā)動機(jī)的運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，保證發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。在此次的試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，高壓共軌噴油器處于噴油或是結(jié)束噴油過程中，對線圈的電流變化率的影響較大。當(dāng)噴油器針閥處于開啟延遲或關(guān)閉延遲時，對噴油持續(xù)期的電磁閥動態(tài)響應(yīng)特征進(jìn)行觀察，根據(jù)噴油器入口壓力的實(shí)際情況可以準(zhǔn)確掌握針閥開啟延遲或關(guān)閉延遲具體的時間，得出高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)延遲與實(shí)際噴油持續(xù)時間保持一致。

結(jié)論：注重高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)研究工作，依托計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的優(yōu)勢對高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測試驗(yàn)裝置與方法進(jìn)行科學(xué)的分析，根據(jù)動態(tài)響應(yīng)特征以及噴油壓力對動態(tài)響應(yīng)特征的影響制定完善的解決對策，對不同的噴射壓力進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益相統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

[1]銀增輝，姚春德，耿培林，胡江濤.高壓共軌噴油器動態(tài)響應(yīng)特性監(jiān)測技術(shù)研究[J].汽車工程，2018，40（02）：133-136+132.

[2]王凌. 高壓共軌電磁式噴油器噴油特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D].北京交通大學(xué)，2016.