[发明专利]基于可视化方法测量柴油机喷油器针阀运动规律的方法

摘要

本发明公开了一种基于可视化方法测量柴油机喷油器针阀运动规律的方法和装置。所述高压共轨喷射系统，包括柴油滤清器油箱，油箱，低压油泵，高压油泵，燃油计量阀，变频电机，泄压阀，共轨管，共轨压力传感器，控制计算机，带有透明头部的电控喷油器；所述数据采集系统，包括同步及延时控制器，高速相机，显微镜头，纳秒闪光灯控制器，凸透镜，纳秒闪光灯。通过将柴油机喷嘴下端换成透明材料而得以直接观察到针阀的运动，并通过高速相机以极高的拍摄速度捕捉针阀的瞬态运动规律。本发明不仅可以精确的测量针阀在竖直方向的运动，同时还可以测得针阀的偏心运动。

主权项

1.一种测量柴油机喷油器针阀运动规律的方法，基于一种测量柴油机喷油器针阀运动规律的装置，上述装置高压共轨喷射系统和数据采集系统两部分；所述高压共轨喷射系统，包括柴油滤清器油箱(1)，油箱(2)，低压油泵(3)，高压油泵(4)，燃油计量阀(5)，变频电机(6)，泄压阀(7)，共轨管(8)，共轨压力传感器(9)，控制计算机(10)，带有透明头部的电控喷油器(17)；所述数据采集系统，包括同步及延时控制器(11)，高速相机(12)，显微镜头(13)，纳秒闪光灯控制器(14)，凸透镜(15)，纳秒闪光灯(16)；放置于油箱(2)中的柴油滤清器油箱(1)通过软管与低压油泵(3)连接，低压油泵(3)抽取燃油之后将燃油通过软管输送至高压油泵(4)中；燃油计量阀(5)直接安装在高压油泵(4)上，通过耐压铜管与共轨管(8)相连接，并与控制计算机(10)相连，变频电机(6)驱动高压油泵(4)工作；泄压阀(7)通过螺栓安装在共轨管(8)上，并通过软管与油箱(2)相连；共轨压力传感器(9)通过螺栓安装在共轨管(8)上，并通过数据线与控制计算机(10)相连；同步及延时控制器(11)通过数据线分别连接带有透明头部的电控喷油器(17)、高速相机(12)及控制计算机(10)，控制计算机(10)内部含有触发高压油泵(4)及带有透明头部的电控喷油器(17)工作的软件；纳秒闪光灯(16)通过电线与纳秒闪光灯控制器(14)相连接，凸透镜(15)放置于纳秒闪光灯正前方以取得平行光路，利用同步及延时控制器(11)触发带有透明头部的电控喷油器(17)喷油，同时高速相机(12)和纳秒闪光灯(16)开始工作；显微镜头(13)通过专用转换接头与高速相机(12)相连接，高速相机(12)与控制计算机(10)相连接，拍摄完毕后，得到一个完整的带有透明头部的电控喷油器(17)喷油周期内的所有照片，控制计算机(10)对所得图片进行处理，记录下针阀的运动曲线，所述带有透明头部的电控喷油器(17)，包括喷嘴，喷嘴从上至下可分为密封面以上、密封面与压力室之间和压力室及其以下3个部分，将柴油机喷嘴中的针阀取出，在精密钻床上使用切割片将柴油机喷嘴下端切除，切割位置位于柴油机喷嘴压力室上方、密封面下方；利用承压性能好的聚碳酸酯透明材料加工出与所切除部分相同的透明喷嘴头部，将其替代柴油机喷嘴压力室及喷孔部分，并利用AB胶胶合，再将针阀放入喷嘴，装进带有透明头部的电控喷油器(17)，其特征在于，具体包括如下步骤：a、将柴油机喷嘴中的针阀取出，将柴油机喷嘴压力室及以下部分切除并用相同结构的透明材料代替切除部分，柴油机喷嘴切割面与所述相同结构的透明材料间使用AB胶胶合，再将针阀放入喷嘴，装进带有透明头部的电控喷油器；b、将带有透明头部的电控喷油器(17)接入高压共轨喷射系统进行喷射；c、使用同步器及延时控制器在喷油的同时开启高速相机、纳秒闪光灯，捕捉针阀的瞬态运动；d、进行拍摄，得到一个完整喷油周期内的所有照片，相邻照片的时间间隔取决于拍摄速度；e、对所得图片进行处理，记录下针阀的运动曲线，喷油脉宽为2000us，设置拍摄速率为每秒200000帧，则此时在一个喷油周期内可以得到400张图片，相邻图片间隔时间为5us，通过对这些图片进行处理便可以得到针阀在这2000us内的运动规律。