针阀运动速度可控和针阀升程可调的喷射试验装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910359984.5 (22)申请日 2019.04.30 (71)申请人 上海海事大学 地址 201306 上海市浦东新区临港新城海 港大道1550号 (72)发明人 马奇浩张旭升姜正威 (74)专利代理机构 上海互顺专利代理事务所 (普通合伙) 31332 代理人 成秋丽 (51)Int.Cl. F02M 65/00(2006.01) (54)发明名称 一种针阀运动速度可控和针阀升程可调的 喷射试验装置 (57)摘要 本发明披露了一种速度可控和升程可调的 喷射试验装置。

2、。 其包含底座装置、 针阀调控喷射 装置、 腔体装置、 高压燃油供油系统、 液压控制系 统。 所述进油口和两个油路通道设置在腔体装置 上， 针阀调控喷射装置在腔体装置内， 腔体装置 通过内六角螺钉与底座装置连接； 所述进油口处 高压燃油泵供油系统连接； 所述两个油路通道连 接安装液压控制系统。 本发明的用途： 实验人员 通过液压控制系统及调节微调节杆， 控制针阀的 运动速度， 和针阀的最大行程， 用于研究针阀动 态过程对于燃油雾化的影响。 同时采用本发明代 替应用机械弹簧及燃油控制针阀升降或者气缸 控制针阀升降的装置， 可实现高精度调节针阀速 度和调节针阀位移。 权利要求书1页 说明书4页 附。

3、图1页 CN 110067685 A 2019.07.30 CN 110067685 A 1.一种针阀运动速度可控和针阀升程可调的喷射试验装置， 包括底座装置、 针阀调控 喷射装置、 腔体装置、 高压燃油供油系统、 液压控制系统； 其特征在于： 所述底座装置包括槽钢底脚基座、 喷油观察箱、 可视化观察窗、 放油接头； 所述针阀调 控喷射装置包括： 针阀、 活塞、 位移传感器、 微调节杆、 喷嘴； 所述腔体装置包括:下法兰、 位 移传感器安装座、 上盖板； 进油口和第一油路通道和第二油路通道设置在腔体装置上， 针阀 调控喷射装置设置在腔体装置内， 腔体装置通过内六角螺钉与底座装置连接； 所述喷油。

4、观察箱安装在槽钢底脚基座上， 所述喷油观察箱上装可视化观察窗； 所述喷 嘴安装在下法兰内部， 所述下法兰通过四个内六角螺钉与上盖板连接， 上盖板与下法兰内 部装有下压盖、 密封盘根， 其二者之间与高压燃油进油通道连接， 二者起密封作用， 防止漏 油； 所针阀通过平圆头螺钉、 锁片与活塞固定， 活塞与位移传感器连接在一起； 所述位移传 感器和微调节杆安装在位移传感器安装座上； 所述活塞上安装三个O形密封圈， 活塞在由上 盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内运动做功； 所述位移传感器安装座通过 内六角螺钉、 o形密封圈与上盖板连接； 所述微调节杆通过o形密封圈与位移传感器安装座 连接； 所。

5、述放油接头通过组合密封圈与喷油观察箱连接； 所述进油口设置在上盖板上， 进油口与高压燃油供油泵连接， 高压燃油泵由高压燃油 供油系统控制； 第一油路通道位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体左上部； 第二 油路通道位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内左下部； 第一油路通 道和第二油路通道连接安装液压控制系统。 2.根据权利要求1所述的针阀运动速度可控和针阀升程可调的喷射试验装置， 其特征 在于， 所述活塞的位移采用非接触式位移传感器测量， 实时获得活塞和针阀的位移和速度 运动信息。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110067685 A 2 一种针阀运动速度可控和。

6、针阀升程可调的喷射试验装置 技术领域 0001 本发明涉及高压喷雾装置领域， 具体涉及一种针阀运动速度可控和针阀升程可调 的喷射试验装置。 背景技术 0002 随着内燃机的排放法规的越来越严格， 为了进一步降低排放和节省燃料的消耗， 使内燃机的热效率得到提升， 人们对喷嘴的雾化做了大量研究。 研究发现喷嘴的几何因素 对喷雾有很大的影响， 包括直径、 长度， 喷射入口形状， 针阀升程等。 其中， 针阀运动的速度 对喷雾有很大的影响， 需要一种针阀速度可控和针阀位移可调的喷射试验装置， 通过液压 及微调装置改变针阀运动的速度， 从而改善燃油尾喷的状态， 进一步减少污染物排放。 现有 的针阀运动调节。

7、装置， 应用机械弹簧及燃油控制针阀升降或者气缸控制针阀升降， 针阀速 度控制精度不高且灵敏度差。 发明内容 0003 本发明的主要目的是提供一种针阀速度可控和升程可调的的喷射试验装置。 该装 置通过液压控制系统控制两个油路通道的进油或者回油， 进油或者回油油路不断换向， 使 活塞和针阀实现设定速度下的往复运动， 从而实现不同针阀速度和特定升程下的喷雾状 态。 微调节杆用于限制最大的的针阀升程。 不同的升程导致针阀的开启流动截面积不同， 从 而燃料流量也就不同， 可以研究不同燃料流量的雾化状况。 0004 为达上述目的,本发明所采用的技术方案是： 0005 一种针阀速度可控和升程可调的喷射试验装。

8、置。 包含底座装置、 针阀调控喷射装 置、 腔体装置、 高压燃油供油系统、 液压控制系统。 0006 所述底座装置包含槽钢底脚基座、 喷油观察箱、 可视化观察窗、 放油接头； 所述针 阀调控喷射装置： 针阀、 活塞、 位移传感器、 微调节杆、 喷嘴； 所述腔体装置包含:下法兰、 位 移传感器安装座、 上盖板； 所述进油口和油路通道设置在腔体装置上， 针阀调控喷射装置在 腔体装置内， 腔体装置通过内六角螺钉与底座装置连接。 0007 所述喷油观察箱安装在槽钢底脚基座上， 喷油观察箱上装可视化观察窗； 所述喷 嘴安装在下法兰内部， 所述下法兰通过四个内六角螺钉与上盖板连接， 上盖板与下法兰内 部装。

9、有下压盖、 密封盘根， 其二者之间与高压燃油进油通道连接， 二者起密封作用， 防止漏 油； 所述针阀通过平圆头螺钉、 锁片与活塞固定， 活塞与位移传感器连接在一起； 所述位移 传感器和微调节杆安装在位移传感器安装座上； 所述活塞上安装三个O形密封圈， 活塞在由 上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内运动做功； 所述位移传感器安装座通 过内六角螺钉、 o形密封圈与上盖板连接； 所述微调节杆通过o形密封圈与位移传感器安装 座连接； 所述放油接头通过组合密封圈与喷油观察箱连接。 0008 所述进油口处设在在上盖板上， 进油口与高压燃油供油泵连接， 高压燃油泵由高 压燃油供油系统控制。 说明书。

10、 1/4 页 3 CN 110067685 A 3 0009 第一油路通道位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体左上部； 第二油路通道位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内左下部； 第一油 路通道和第二油路通道连接安装液压控制系统。 0010 所述微调节杆和位移传感器通过连接螺母与位移传感器安装座连接。 0011 所述微调节杆由高精度测量装置改装而成， 例如螺旋测微器， 可实现测量及微调 升程。 0012 所述活塞的位移采用非接触式位移传感器测量， 可实时获得活塞和针阀的位移和 速度运动信息。 0013 所述主控计算机分别控制高压燃油供油系统、 液压控制系统、 位移传。

11、感器， 所有部 件一直处于闭环连接状态。 0014 此外， 高压燃油供油泵提供的高压燃油通过高压燃油进口， 进入第一油路通道和 第二油路通道； 液压控制系统控制第一油路通道和第二油路通道的进油或者回油， 进油或 者回油油路不断换向， 液压油在由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内运 动做功。 从而控制活塞上下运动， 带动针阀上下运动， 实现喷嘴的开启和关闭， 从而高压燃 油通过喷嘴喷入喷油观察箱， 燃料雾化。 0015 第一油路通道和第二油路通道进油或者回油油路不断换向， 由液压控制系统控 制； 高压燃油泵由高压燃油系统控制。 0016 在液压控制系统中， 第一油路通道和第二油路通道。

12、的进油或者回油的换向频率和 流量大小， 是根据设定的针阀抬升速度和关闭速度进行控制。 0017 运用此发明， 可以很便利的调节针阀运动速度及针阀升程的大小， 可以实现不同 针阀速度和特定升程下的喷雾状态。 0018 本发明具有的优点和积极效应是: 0019 1、 采用上述技术方案后， 液压控制系统通过控制第一油路通道和第二油路通道的 进油或者回油， 进油或者回油油路不断换向， 从而控制活塞和针阀不断往复运动做功， 实现 不同的针阀运动速度。 通过微调节杆调整的不同的针阀升程值， 位移传感器时刻反馈活塞 和针阀的实时升程给主控计算机。 总结是： 实验人员使用主控计算机和微调节杆装置。 通过 液压。

13、控制系统及调节微调节杆， 控制针阀的运动速度和升程， 以便于研究燃油雾化； 0020 2、 运用本发明， 可以很便利的调节针阀运动速度及针阀升程的大小， 可以实现不 同针阀速度和特定升程下的喷雾状态； 0021 3、 现有的针阀运动调节装置， 应用机械弹簧及燃油控制针阀升降或者气缸控制针 阀的升降， 针阀速度控制精度不高且灵敏度差。 而本发明的针阀速度可控和针阀位移可调 的喷射试验装置， 可同时实现高精度调节针阀速度和调节针阀位移。 0022 4、 喷油观察箱可以使试验人员看到燃油雾化的形状， 可以采用高速摄像机记录及 研究观察 附图说明 0023 图1是本发明速度可控和升程可调的喷射试验装置。

14、的结构示意图； 0024 附图标记如下： 1、 槽钢底脚基座； 2、 喷油观察箱； 3、 可视化观察窗； 4、 下法兰； 5喷 嘴； 6、 内六角螺钉； 7、 上盖板； 8、 下压盖； 9密封盘根； 10、 O形密封圈； 11、 针阀； 12平圆头螺 说明书 2/4 页 4 CN 110067685 A 4 钉； 13锁片； 14、 活塞； 15、 位移传感器、 17、 位移传感器安装座； 16、 微调节杆； 18、 放油接头； 19组合密封圈； 20进油口； 21、 第一油路通道； 22、 第二油路通道； 23、 连接螺母。 0025 图2是本发明速度可控和升程可调的喷射试验装置的工作原理系。

15、统图。 具体实施方式： 0026 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述： 0027 如图1所示， 本发明是一种针阀速度可控和升程可调的喷射试验装置。 包含底座装 置、 针阀调控喷射装置、 腔体装置、 高压燃油供油系统、 液压控制系统。 所述进油口20和第一 油路通道21、 第二油路通道22设置在腔体装置上， 针阀调控喷射装置在腔体装置内， 腔体装 置通过内六角螺钉与底座装置连接； 0028 所述底座装置包含槽钢底脚基座1、 喷油观察箱2、 可视化观察窗3、 放油接头18； 所 述针阀调控喷射装置包括： 针阀11、 活塞14、 位移传感器15、 微调节杆16、 喷嘴5； 所述腔体装 置包含。

16、:下法兰4、 位移传感器安装座17、 上盖板7 0029 所述喷油观察箱2安装在槽钢底脚基座1上， 喷油观察箱2上装可视化观察窗3； 所 述喷嘴5安装在下法兰4内部， 所述下法兰通过四个内六角螺钉6与上盖板7连接， 上盖板7与 下法兰4内部装有下压盖8、 密封盘根9， 其二者之间与高压燃油进油通道连接， 二者起密封 作用； 所述针阀11通过平圆头螺钉12、 锁片13与活塞14固定， 活塞14与位移传感器15连接在 一起； 所述位移传感器15和微调节杆16安装在位移传感器安装座17上； 所述活塞14上安装 三个o形密封圈10， 活塞14在由上盖板7和位移传感器安装座17所形成的实验装置腔体内部 。

17、运动做功； 所述位移传感器安装座17通过内六角螺钉6、 o形密封圈10与上盖板7连接； 所述 微调节杆16通过o形密封圈10与位移传感器安装座17连接； 所述放油接头18通过组合密封 圈19与喷油观察箱2连接。 0030 所述进油口20设在在上盖板7上， 进油口20与高压燃油供油泵连接， 高压燃油供油 泵由高压燃油供油系统控制， 提供高压燃油， 进入进油通道， 流到喷嘴5内部。 0031 所述第一油路通道21位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体 左上部； 所述第二油路通道22位于由上盖板和位移传感器安装座所形成的实验装置腔体内 左下部； 第一油路通道21和第二油路通道22连接安装。

18、液压控制系统。 0032 所述微调节杆15和位移传感器16通过连接螺母23与位移传感器安装座连接。 0033 所述微调节杆15由高精度测量装置改装而成， 例如螺旋测微器， 可实现测量及微 调升程。 0034 所述活塞14的位移采用非接触式位移传感器测量， 可实时获得活塞和针阀的位移 和速度运动信息 0035 为了控制针阀进行往复做功运动， 试验要求安装液压控制系统， 控制第一油路通 道21和第二油路通道22的进油或者回油， 液压油在由上盖板7和位移传感器安装座17所形 成的实验装置腔体内运动做功， 从而控制活塞14上下运动， 带动针阀11上下运动， 实现喷嘴 5的开启和关闭， 从而高压燃油通过。

19、喷嘴5喷入喷油观察箱2， 燃料雾化。 0036 如图2所示， 是本发明针阀速度可控和升程可调的喷射试验装置的工作原理系统 图。 0037 本发明针阀速度可控和升程可调的喷射试验装置的工作原理如下： 说明书 3/4 页 5 CN 110067685 A 5 0038 提供一种速度可控和升程可调的喷射试验装置， 针阀速度可控是由液压控制系统 实现， 微调是由微调节杆调整针阀升程的值实现。 主控计算机分别控制高压燃油供油系统、 液压控制系统、 位移传感器， 所有部件一直处于闭环连接状态。 开始试验之前试验人员需要 使用微调节杆进行调整， 调整到试验所要求特定的针阀升程。 液压控制系统控制第一油路 通。

20、道21和第二油路通道22的进油或者回油， 液压油在由上盖板和位移传感器安装座所形成 的实验装置腔体内运动做功。 从液压控制回路来的液压油从第二油路通道22进油， 液压油 推动活塞， 第一油路通道21回油， 油回到液压控制回路中的油箱。 所以导致活塞及针阀向上 运动。 高压燃油供油系统控制高压燃油泵供油， 从高压燃油泵供来的高压燃油由高压燃油 进油口， 通过燃油通道进入喷嘴。 当针阀运动到微调节杆所调的特定针阀升程值的位置时， 以此同时， 位移传感器获得数值， 迅速反馈给主控计算机。 主控计算机发送指令给液压控制 系统， 所以液压回路中的换向阀工作， 使液压油从第一油路通道21进油， 第二油路通。

21、道22开 始回油， 改变液压油的运动方向， 从而导致活塞及针阀向下运动。 高压燃油通过喷嘴的喷嘴 孔喷入喷油观察箱， 高压燃油实现雾化。 试验人员可以根据试验需要， 在此位移传感器获得 的特定针阀升程值下， 控制主计算机在不同的针阀速度下进行多组喷射试验， 记录并保存。 试验人员可以根据控制主计算机观察试验完成情况， 再次调节微调节杆， 进行另一组针阀 升程值的试验。 0039 该装置通过液压控制系统控制两个油路通道的进油或者回油， 进油或者回油油路 不断换向， 使活塞和针阀实现设定速度下的往复运动， 从而实现不同针阀速度和特定升程 下的喷雾状态。 0040 通过使用手动微调节杆装置， 手动调。

22、节针阀最大行程， 可获得不同的针阀升程。 微 调节杆用于限制最大的的针阀升程。 不同的升程导致针阀的开启流动截面积不同， 从而燃 料流量也就不同， 可以研究不同燃料流量的雾化状况。 0041 液压控制系统通过控制两个油路通道的进油或者回油， 进油或者回油油路不断换 向， 从而控制液压缸活塞和针阀不断往复运动做功， 并实现针阀不同的运动速度。 通过微调 节杆调整的不同的针阀升程值， 位移传感器时刻反馈活塞和针阀实时升程给主控计算机。 总结是： 实验人员使用主控计算机和手动微调节杆装置。 通过液压控制系统及调节微调节 杆， 控制针阀的运动速度， 和针阀的最大行程， 以便于研究针阀动态过程对于燃油雾化的影 响。 0042 在液压控制系统中， 两个油路通道的进油或者回油的换向频率和流量大小， 是根 据设定的针阀抬升速度和关闭速度进行控制。 说明书 4/4 页 6 CN 110067685 A 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 110067685 A 7 。