柴油机喷油压力波形检测

    柴油的自燃点比汽油约低200℃,可以在压缩行程末期喷入汽缸自行着火燃烧。因此柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。发动机综合性能分析仪在检测柴油机的供油系时,首先要将非电量的供油压力转变成电量,在不解体检验作业中,只能用外卡式传感器。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上,如图 37所示,油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀,挤压外卡式传感器内的压电传感元件,产生压电电荷,经分析仪中的电荷放大器放大后供采控系统分析。

    高压柴油在喷油泵出口到喷油嘴的油管沿程以波动方式传播,即在同一瞬间喷油泵端的压力和喷油嘴端的压力是不同的,图 38为实测到的喷油泵出口压力波和喷油嘴端压力波。当喷油泵柱塞上升开始关闭进油孔时,高压油管的压力上升,当超过剩余压力Pr时,燃油即进入高压油管,当油压继续上升达喷油嘴的针阀开启压力Po时针阀开启,开始向燃烧室喷油。所以喷油嘴实际喷油开始点落后于喷油泵的供油开始点,这一段时间差称喷油延迟。由于延迟必将导致实际喷油提前角较几何供油提前角要小,提高针阀开启压力Po和增加油管总容积都使这一延迟加长,为使各缸供油提前角均衡,各缸高压油管都是等长度的。针阀打开的瞬时因容积的增大和部分油进入气缸,喷油嘴端的压力微降。但因柱塞的继续上升,喷油泵端的压力继续上升直到喷油泵回油孔打开,泵端压力速降。但喷油嘴端的压力因高压油管的弹性收缩使压力下降缓慢,这一压力一直下降到低于喷油嘴针阀的落座压力Ps时,喷油才告终止。这是正常压力波。当油管中的压力波激起针阀的振动或压力波在高压油管两端的反射波过大时会引起不规则喷射或两次喷射等不正常现象。

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    1.上止点(TDC)传感器的安装

    上止点的确定对分析喷油压力波形至关重要,因此在测取压力波前必须正确安装调试TDC传感器,以供分析仪录取所测发动机的上止点信号。

    厂家提供的TDC传感器有两种结构形式,即磁电式和光学式两种。因光学式精度高,在整个转速范围内分辨率均匀,且安装方便,因此近年来为厂家首选型式,以下以光学TDC传感器为例简述其安装方法。首先将随机提供的反光片(10-15mm宽)贴于飞轮或皮带轮上(视被测车结构而定),有的车型其皮带轮与扭转减震器为一体,即必须贴于扭转减震器外壳上,注意反光片贴于上止点记号之后方(以旋转方向为前),反光片前缘对准TDC记号,如图 39所示,以专用夹持器将光学传感器安置于发动机相应位置,并使其光束对准反光片,光束距离不要超过50cm。为使上止点信号的提取不受发动机震动的影响,TDC传感器不能安装在汽车底盘或车身上。

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    2.喷油提前角测定

    待夹持式油压传感器和TDC传感器安装就位后,并使柴油机暖机达到正常温度,激活分析仪的喷油提前角测试功能。为减小测试的随机误差,提高检测精度,仪器都设计有多个循环测试结果取平均值的功能。因此试验前须设定平均循环数,例如选取8个循环平均值,稍等片刻,CRT即显示所测转速下的喷油提前角值。如图 40所示,并同时显示平均循环数,有的仪器还同时显示参数的模拟量以示醒目。

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    仪器可测得喷油提前角随转速变化的曲线,如图 41所示。移动曲线上的标尺,选取不同转速下的提前角值,并显示于CRT上部。

    如果不安装TDC传感器,也可用频闪灯测定喷油提前角。方法如同前述频闪灯测量汽油机点火提前角,其接线如图 42所示,调节频闪灯的电位器,改变闪光脉冲相位直至飞轮(或皮带轮)上止点记号在闪光的照耀下清晰可见,这时CRT上显示的即为该转速下的喷油提前角。

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