压电晶体喷油器试验分析

试验分析根据试验设计仅对两次喷射即一次预喷和一次主喷的情况进行研究，分析在不同的预喷油量和主预间隔条件下，预喷产生的压力波动对主喷油量的影响。在试验中为方便调试，将主预间隔定义为预喷结束时刻与主喷开始时刻之间的间隔时间。

将目标轨压设置为60MPa，同时保持预喷脉宽400IXS和主喷脉宽800s恒定不变，整理后的试验结果如图3所示。同样的试验也在100MPa轨压下进行，试验趋势与轨压60MPa时相同，故在此仅以轨压为60MPa时的工况为例进行分析。从图3可以看出在很大范围内改变主预间隔时间，预喷油量的波动幅度很小。相反，主喷油量出现了很明显的周期性的变化，且随着主预间隔时间的增加波动的幅度逐渐变小。由此推断可知预喷所产生的压力波动对主喷有明显的影响，为了更好地了解主预间隔影响主喷油量的内在机理，对图3中所示的分别处于油量波峰和波谷的B和C工况进行分析对比，如图4所示。

从图4可以看出，两种工况下的预喷喷射速率基本一样，故预喷油量相差无几，证实了上文所述的主预间隔时间对预喷油量影响很小的结论。B工况的主喷喷射速率在前期高于C工况，且主喷的实际喷油持续期也比C工况长一些，故主喷的油量比c工况要大。由式(1)可以看出，对于同一个喷油，喷孔有效流通面积恒定不变，燃油温度是由单次喷射仪内部冷却油路精确控制，其差别可忽略不计，进而燃油密度P的变化也可忽略不计，喷油持续时间t是由ECU精确控制。B、c两个工况在、P、t均相同的情况下，喷油量却相差很大，分析式(1)可知，是因为主喷过程中△p发生了变化，在试验过程中喷孔背压由测量系统精确控制，稳定在20MPa，因此推断可得B工况主喷过程中的平均喷油压力要大于C工况，所以B工况的平均喷射速率高。由于实际喷射压力高其针阀升起速度快所以B工况的实际喷油持续期也较C大，进而导致B工况的主喷油量比c大。

在图3中，随着主预间隔时间的增加主喷油量波动的幅度是逐渐变小的，这主要是因为，随着主预间隔时间的增加，预喷所引起的压力波的能量逐渐衰减，致使对主喷的影响逐渐减弱。值得注意的是，当主预间隔时间减小至200s时，不再呈周期性的变化，相反，主喷油量出现了陡增而预喷油量出现了陡减，如图3中A工况所示，为分析产生这种现象的原因，对其燃油喷射速率进行了测量，结果如图5所示。

分析图5可知，此时的预喷和主喷已经合并成为一次喷射，由于两次喷射间隔时间过短，当预喷结束针阀还没有完全落座时主喷就开始喷射了，所以单次喷射仪认为其只有一次喷射，即只有一次主喷，其测量出的“主喷油量”实际上是预喷油量和主喷油量两者之和，故在A工况点主喷油量和预喷油量出现了突变。