实验三 柴油机喷油速率测量

南昌大学实验报告

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实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验三柴油机喷油速率测量

一、实验内容

1．根据Bosch长管法测量柴油机喷油系统的喷油速率

2．计算机高速数据采集

二、实验目的

1．掌握柴油机喷油速率的测量方法

2．掌握压电传感器的测量电路连接方法

3．了解计算机高速数据采集系统的工作过程

三、仪器设备

1. 喷油泵试验台DB2000-IIA 泰安泰山金石机械公司

2. 压电式压力传感器QSY8122 绵阳奇石缘科技有限公司

3. 电荷放大器QSY7706 绵阳奇石缘科技有限公司

4. 高速数据采集卡QSY8504 绵阳奇石缘科技有限公司

5. 2I332-85喷油泵、ZCK155S529喷油器

四、实验原理

1. 测量喷油速率的Bosch长管法

图3 博世长管法测试系统

Bosch 长管法测试系统组成如图3所示，它是基于非稳定流中的一元压力波的理论，通过测量喷油器出口不远处的细长管内压力波动，来确定喷油规律的，仪器简便实用。其原理可简述为：

喷油器喷油进入细长管内，其体积流量的表达式为：

b dV q Au dt

== (3.1) 式中:A 为细长管的横截面积；U 为燃油在管中的流速。

由非稳定流中的一元压力波理论，细长管内压力波)(t p 的表达式为，

u a t p ρ=)( (3.2)

式中:a 为音速；ρ为燃油密度；)(t p 为波动压力。

由式(3.1)、(3.2)可得喷油率表达式为，

)(1t p a A dt dV b ρ

= (3.3) 或ρ

ϕa n t Ap d dV p b 6)(= (3.4) 式中，A 、a 、ρ、p n （凸轮轴转速）是已知道的，通过测试系统测出长管内的压力变化，就可以得到喷油规律。累积喷油量为， 2

22111()()()t t t t t t Ap t A Q dt p t dt K p t dt a a ρρ

===⎰⎰⎰ (3.5) 在油泵试验台上测出喷油器的单次累积喷油量Q ，可标定式（3.5）中的K 值。

2. 长管内油压的测量

在喷油器出口附近安装压电式压力传感器，电荷信号经电荷放大器放大后，高速数据采集卡将输出的电压值显示并存储于计算机内。在知道压电传感器的灵敏度和电荷放大器的放大倍数后，即可知道输出电压与压力的对应关系。

图3.11 数据采集软件界面

五、实验步骤

1. 先由实验员简介Bosch 长管法喷油速率测量装置的组成，记录测量装置的一些计算参数。

2．开启油泵试验台，让喷油系统工作一段时间，使长管内充满燃油。

3．开始试采长管内油压，当一次喷油过程对应的压力波峰为4-5个，如下图所示，即可开始测量。否则调节Bosch 长管出口的节流阀，直至达到上述的条件。

0.0

0.5

1.0

1.5

2.02.5

3.03.5

压力/M p a 时间/s

4．正式采集数据结束后，将数据保存到文件。

5. 用油泵试验台计量喷油器100次喷油的喷油量。

6. 改变油泵转速或油门位置后再重复1-5步。

7．测量结束，停油泵试验台；拷贝试验数据。

六、实验记录与数据分析

1．实验条件：

Bosch 长管长度 m ；内径 mm

压电传感器的灵敏度 pC/MPa

电荷放大器的放大倍数 V/pC

2. 数据处理：采集的数据中，每次喷油对应的第一个压力波是有效数据。根据标定关系计算出p-t 曲线，再根据公式（

3.3）计算出q-t 曲线，或根据公式（3.5）先标定出K 值后再计算q ’-t 曲线。在同一图中比较两者的差异。

3. 1）根据波峰间隔计算燃油的音速a ；2）计算喷油持续角。