本發(fā)明涉及大功率天然氣發(fā)動機領域，尤其涉及一種大功率天然氣噴射閥測試方法。
背景技術：
隨著近幾十年的發(fā)展，天然氣發(fā)動機技術已日趨成熟，且應用領域廣泛，然而相對于燃油發(fā)動機，天然氣發(fā)動機在測試技術上還有較大差距。在噴射閥的測試中，由于氣體具有可壓縮性且壓力波動較大以及噴射閥噴射頻率較高等原因，測量單次噴射量和噴射規(guī)律非常困難，所以評價噴射閥的一致性、穩(wěn)定性、響應等指標都無法測試。目前本領域技術人員尚未找到類似燃油發(fā)動機系統(tǒng)中單次噴射儀的測試設備和測試方法。
國內暫無產品級的天然氣噴射閥測試試驗臺，對于噴射閥的試驗臺只能進行非標定制，且現在的試驗臺目前只能做到測試穩(wěn)定流量測量，無法獲得瞬態(tài)指標。
國外的Loccioni公司的AirMexus裝置雖然可以測量單次噴射規(guī)律和單次噴射量，但量程只有0.8-100mg/循環(huán)，而大功率噴射閥實際噴射量可達到1-2g/循環(huán)。
因此本領域技術人員致力于開發(fā)一種大功率的天然氣噴射閥測試試驗臺及測試方法。
技術實現要素：
有鑒于現有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是開發(fā)一種大功率的天然氣噴射閥測試方法，測試大功率天燃氣噴射閥噴射規(guī)律和單次噴射量，從而更好的評價噴射閥的一致性、穩(wěn)定性及響應等指標，為大功率燃氣噴射閥的研發(fā)和應用提供良好的保障。
為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種大功率天然氣噴射閥測試方法，具體地，本發(fā)明提供的技術方案如下：
一種大功率天然氣噴射閥測試方法，包括以下步驟：
a)測量噴射閥閥體在最大開度下的穩(wěn)定流量，得到噴射閥閥體在該閥閥芯升程x為最大位移下的額定流量Q；
b)測量噴射閥閥芯在給定脈寬情況下，一個噴射循環(huán)下的閥芯位移的運動曲線y(t)和曲線包圍的面積S；
c)通過將閥芯位移運動曲線包圍的面積S和最大開度下的額定流量Q的乘積得到噴射閥的單次噴射量。
優(yōu)選地，在步驟a前先使噴射閥兩端的氣體壓力保持穩(wěn)定。
優(yōu)選地，額定流量Q通過質量流量計測量得到。
優(yōu)選地，閥芯位移通過位移傳感器測量得到。
優(yōu)選地，測試方法還包括步驟d)：測量電流曲線I(t)，通過對比閥芯位移運動曲線y(t)和電流曲線I(t)獲得噴射閥的響應特性指標。
優(yōu)選地，響應特性指標包括開延時和關延時。
優(yōu)選地，在一個噴射循環(huán)的基礎上連續(xù)測量N次，得到噴射閥的穩(wěn)定性。
進一步地，N為100。
優(yōu)選地，通過對M個噴射閥測量單次噴射量得到該M個噴射閥的一致性偏差。
本發(fā)明提供的測試方法改變了以往的噴射閥測試方式，將測試噴射閥所需要測量的單次噴射量分解為普通的質量流量計可以測得的最大開度下的流通能力，以及位移傳感器可以測得的閥芯流通升程兩部分的乘積，對噴射閥的量程沒有限制，具備測試大功率燃氣噴射閥所需所有性能指標的能力，包括噴射閥的單次噴射量、一致性、穩(wěn)定性及響應特性等指標，可以為研發(fā)和產品應用提供良好的保障。
以下將結合附圖對本發(fā)明的試驗臺及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
附圖說明
圖1是本發(fā)明較佳實施例的測試方法使用的試驗臺的原理圖
具體實施方式
由于氣體的可壓縮性和噴射閥噴射頻率較高等原因，單次噴射量的測量非常困難，噴射規(guī)律根本無法測量。本發(fā)明主要將測試噴射閥所需要測量的單次噴射量分解為普通的質量流量計可以測得的最大開度下的流通能力，以及位移傳感器可以測得的閥芯流通升程兩部分的乘積，此時要求流經噴射閥的氣體壓力穩(wěn)定性要高。
圖1給出了本發(fā)明較佳實施例的測試方法使用的試驗臺的原理圖，試驗臺包括精濾器1、壓力表21、開關閥31、蓄壓器4、開關閥32、精濾器10、溢流閥11、壓力表22、壓力傳感器6、軟管12、位移傳感器7、質量流量計13、容器8。
其中，精濾器1、壓力表21、開關閥31、蓄壓器4、開關閥32、精濾器10、溢流閥11、壓力表22、壓力傳感器6依次連通。精濾器1是對氣源的氣體進行精濾，過濾精度優(yōu)選為5μm及以下，在本實施例中采用3μm精度。壓力表21主要是便于試驗臺一側直接查看氣源的氣壓。開關閥31便于關閉整個試驗臺的進氣。蓄壓器4對進氣氣源起到吸收沖擊及穩(wěn)壓輸出的作用，防止進氣的突然變化對整個氣路造成影響，保證閥在做穩(wěn)態(tài)流量試驗時閥入口氣壓的穩(wěn)定。開關閥32用于控制穩(wěn)態(tài)流量試驗的進氣，優(yōu)選為內徑25mm(DN25)。精濾器10再次對氣路的空氣進行精濾，防止蓄壓器等前序組件帶來的空氣污染，過濾精度同樣優(yōu)選為5μm及以下，在本實施例中采用3μm精度。溢流閥11用于調節(jié)后續(xù)氣路的壓力大小，即調節(jié)通過待測噴射閥的氣體壓力。壓力表22可以直觀看到待測噴射閥的壓力大小，便于操作者及時通過溢流閥11調整噴射閥入口處壓力到實際需要工況。壓力傳感器6優(yōu)選為電流式壓力傳感器，可以精確讀取氣路的壓力數值，用于傳輸到數據處理終端評估流經噴射閥的氣體壓力穩(wěn)定性。壓力傳感器6通過軟管12與位于測試腔中的待測噴射閥連接，待測噴射閥的另一端連接有質量流量計13，用于采集噴射閥閥芯完全打開情況下的穩(wěn)態(tài)流量，即通過待測噴射閥的氣體流量，氣路最后還連接到容器8中，容器8內盛有液體，用于直觀顯示氣路是否有氣體排出，容器8可以是試管、燒杯等實驗常用容器。在測試腔中還設有位移傳感器7，例如可以是激光位移傳感器，用于采集噴射閥閥芯的升程。溢流閥11、壓力傳感器6和位移傳感器7還與數據處理終端連接，用于計算及評估噴射閥的單次噴射量、穩(wěn)定性、一致性以及響應特性等指標。
在其他的實施例中，還可以將本發(fā)明較佳實施例中的精濾器1、壓力表21、開關閥31、容器8等輔助性的部件去除，仍然可以正常測試噴射閥的單次噴射量。開關閥的內徑可以為其他數值，但一般為噴射閥閥芯升程的5倍左右。
大功率天然氣噴射閥測試試驗臺的具體測試方法如下：
首先，通過質量流量計13測量噴射閥閥體在最大開度下的穩(wěn)定流量，就可以得到噴射閥閥體在該閥閥芯升程x為最大位移下的額定流量Q。
然后，通過位移傳感器7可方便測得噴射閥閥芯在給定脈寬情況下，各噴射循環(huán)下的閥芯位移運動曲線y(t)和曲線包圍的面積S。
通過將閥芯位移運動曲線包圍的面積S和最大開度下的額定流量Q的乘積就是單次噴射量。
記錄測試臺從開始測量到終止測量的電流曲線I(t)，例如可以用電流鉗測量，通過對比閥芯位移運動曲線y(t)和電流曲線I(t)比較可以獲得響應特性指標，該響應特性指標包括開延時和關延時。
在獲得單次噴射量基礎上分析100次連續(xù)噴射的穩(wěn)定性，即可評價該閥的穩(wěn)定性。通過不同噴射閥的測量可以獲得不同閥的一致性偏差。
以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創(chuàng)造性勞動就可以根據本發(fā)明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。