[发明专利]一种喷油器针阀响应时间测量系统及测量方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电磁喷油器，具体来说涉及一种喷油器针阀响应时间测量系统及测量方法。

背景技术：

电磁喷油器是燃油喷射系统的关键部件，其作用是接收控制器发出的喷油信号来精确计量燃油并形成喷雾，以达到日益严格的排放法规和降低CO₂排放的的要求。

通常，电磁喷油器的结构简图如图1所示，主要由电磁线圈1、喷油器壳体2、衔铁3、针阀4、弹簧5、喷孔6、挡块7、接线柱8、轭铁9等几部分组成。喷油器头部的针阀与衔铁连为一体，针阀的运动规律和衔铁保持一致。当喷油器电磁线圈接收到喷油器脉冲电压后，产生电磁力，衔铁被吸起，针阀打开，燃油通过喷孔喷出。当喷油脉冲终止时，电磁力逐渐变小，针阀在弹簧作用下，返回阀座，喷油结束，电磁喷油器完成一次喷油是电路系统、磁路系统、机械运动系统共同作用的结果。针阀在开启和落座的过程中，喷油器流量呈明显的非线性，因此针阀响应时间制约着喷油量和喷油规律的精确控制，对发动机性能的改进以及数值模拟计算准确性的提高具有重大意义。

在喷油器实际工作过程中，脉冲控制电压、燃油喷射压力、燃油电导率等均在一定程度上决定了喷油开启和关闭时间。另外，喷油器在发动机上长时间工作后，喷油器线圈阻抗、弹簧的弹性系数、系统摩擦等均会发生变化，针阀响应时间也会随之发生变化，因此方便快捷的找到喷油的开启、关闭时间，对控制精确喷油和合理组织燃烧具有重要意义。

因为电磁线圈自身电抗作用，其蓄能和释能均需要一个过程，所以在实际喷油器工作过程中，针阀开启的确切时间点不同于喷油器电磁阀接收到脉冲电压信号的时间点，而存在一定的滞后；同理，针阀的关闭时刻通常也晚于脉冲电压信号结束时间点。而喷油器的开启响应时间是指喷油器控制系统发出的脉冲信号上升到喷油器针阀离开阀座所需的时间；喷油器的关闭响应时间是指喷油器控制系统发出的脉冲信号结束下降到喷油器针阀完全关闭所需的时间，它们是评价喷油器响应特性的重要参数之一。根据喷油器的针阀响应时间可以更好地制定喷油器喷油的控制策略，更好地控制发动机的工作状况。但是，在现有的技术研究中，存在以下不足：

在现有技术的喷油器响应时间的测量装置及测量方法中，通常在喷油器中设置针阀升程传感器，检测针阀的移动，这种方法对喷油器改造较大，且改变了针阀部件原有的结构，检测精度不高，另外电磁喷油器空间布置日益紧凑，传统式的电感位移传感器已无法安装在喷油器内，且容易受到喷油器自身磁路的影响，已无法满足测量的要求；基于激光传感器的针阀升程非接触式测量方法，此方法需要在喷油器体打孔，并引入激光位移传感器，操作相对复杂，成本较高；基于在喷油器电路中引入取样电阻，并向喷油器发出一系列加压指令，反复验算对比，确定开启响应时刻的方法同样破坏了原始喷油器的正常条件，且操作复杂，需要针对每个喷油器单独改造，不具备通用性，且不能确定针阀开启过程，误差较大。

因此，在保证喷油器原生态地正常工作，且无需对喷油器进行任何改造的前提下，设计一套电磁喷油器针阀开启及落座滞后时间的测试系统和测试方法，这对于实时、精准控制电磁喷油器喷油具有借鉴意义。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是在不破坏喷油器结构的情况下，提供一种简便、快捷的喷油器针阀响应时间测量系统及测量方法。

本发明的技术方案如下：

一种喷油器针阀响应时间测量系统，包括：燃油供给系统11、喷油器21、喷油控制器14；还包括：喷油器电流测量装置15，数据存储装置13。

所述喷油器电流测量装置优选霍尔电流传感器；所述喷油控制器优选车用ECU单元。

在上述测量系统上实现的一种喷油器针阀响应时间测量方法，包括以下步骤：

准备工作：调整燃油供给系统，使供油压力稳定到所需的喷油压力；设定喷油器控制器的喷油参数，试喷，排空燃油供给系统和喷油器之间管道和喷油器内的空气，使喷油器进入正常工作预备状态；打开电流测量系统，使喷油器供电线路中的一根线路穿过电流测量系统；在喷油器控制器中设置目标脉宽和喷油频率；

测量过程：启动喷油器，电流测量装置测量喷油器工作过程中经过喷油器的电流大小并传送给数据存储装置；