摘 要

随着柴油机技术发展，对柴油机燃油喷射系统提出了更高要求，采用电控喷射技术是柴油机技术发展的趋势。上世纪90年代问世的柴油机共轨式电控燃油喷射系统摒弃了传统机械式系统，创立了一个全新概念的喷射系统，并得到相当迅速的发展，它代表未来柴油机燃油喷射系统的发展方向。

然而，国外柴油机公司产品已经占据国内市场，国内对柴油机喷射系统的重要部件还处于初级阶段，专业、高性能的测试平台能为产品的研发提供重要指导作用，可加速燃油系统关键部件的研发进程。基于此，建立共轨喷油器性能测试平台，获取喷油器喷油的数据是很有必要的。

本文主要研究工作内容如下：

分析共轨喷油器的性能指标要求；完成试验台的总体设计方案；对试验台系统的硬件进行选型设计；综合考虑试验台测控系统的功能要求，基于LabVIEW主控程序设计测控系统的总体软件架构。

关键词：柴油机；高压共轨；喷油器；试验台；设计；控制

Abstract

With the development of diesel engine technology， higher requirements are put forward for diesel fuel injection system. The use of electronically controlled injection technology is the development trend of diesel engine technology. The dieselt common-mode electronically controlled fuel injection system， which was introduced in the 1990s， abandoned the traditional mechanical system and created a new concept of injection system， which has been developed quite rapidly. It represents the future development direction of diesel fuel injection system.

However, foreign diesel engine products have occupied the domestic market, and the important components of diesel injection systems are still in the initial stage. The professional and high-performance test platform can provide important guidance for product development and accelerate the development of key components of the fuel system. . Based on this, it is necessary to establish a common rail injector performance test platform and obtain data on fuel injector injection.

The main research work of this paper is as follows:

Analyze the performance index requirements of the common rail injector; complete the overall design of the test bench; select the design of the hardware of the test bench system; comprehensively consider the functional requirements of the test and control system of the test bench, design the overall measurement and control system based on the LabVIEW main control program Software Architecture.

Key Words：Diesel engine; high pressure common rail; fuel injector; test bench; design; control目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 高压共轨喷油器性能试验台研发现状 1

1.3 研究的目标及内容 3

第2章 共轨喷油器结构与工作原理 5

2.1 喷油器作用 5

2.2 高压共轨喷油器的工作原理 5

2.3 喷油器性能参数及技术总成 6

2.3.1 喷油量 6

2.3.2 泄漏量 7

2.3.3 回油量 7

2.3.4 喷油器的雾化性能 7

2.3.5 喷油开启延迟 7

2.4本章小结 8

第3章 共轨喷油器性能试验台架设计与硬件选型 9

3.1试验台总体设计 9

3.2 试验台硬件选型 10

3.2.1 高压油泵 10

3.2.2调速电机选型 11

3.2.3 共轨管 11

3.2.4 滤清器 11

3.2.5管路选择 12

3.3电子控制单元ECU设计 12

3.3本章小结 13

第4章 试验台监控系统软件设计 14

4.1.实验室虚拟仪器工作平台—LabVIEW 14

4.2综合试验台测控系统总体方案设计 15

4.3 LabWIEW平台下主测控系统软件架构 15

4.4 传感器选型及信号调理电路 16

4.4.1 油液压力传感器 16

4.4.2 温度传感器 17

4.5 综合试验台数据采集方案 17

4.5 信号实时显示与数据储存 18

4.6 轨压控制模块 19

4.7数据交换程序设计 20

4.8 测试台系统人机交互界面 21

4.5本章小结 22

第5章 全文总结及展望 23

5.1全文总结 23

5.2展望 23

参考文献 24

致 谢 25

第1章 绪论

1.1 研究背景

环境和能源问题是世界人民关注焦点问题，随着全世界人民环保意识越来越强，对节能和污染物排放也有一定的要求，发动机作为主要动力系统，其排放物中含有NOx，CO，HC等有害物质，减少发动机污染物排放是当务之急，而高压共轨喷射技术是柴油机节能减排关键技术之一，而且高压共轨喷射系统还能实现高压喷射和较为多样的喷油规律。因此，研究高压共轨喷油器的特性，研究影响这些特性的主要因素是很关键。设计高压共轨喷油器性能试验台架能够更充分研究喷油器特性。

1.2 高压共轨喷油器性能试验台研发现状

喷油器是高压共轨系统组成的核心部件，其性能好坏需要专业的测试平台诊断。柴油机高压共轨喷油器国标要求共轨喷油器各密封处不得有渗漏油现象，共轨喷油器的雾化性能应满足喷出的燃油成雾状，不应有明显的肉眼可见的飞溅油粒，连续的油柱和极易判别的局部浓稀不均匀现象，喷油开始和终了应明显，并应伴有符合喷嘴偶件结构特点的特有声响或针阀的颤振声响，共轨喷油器在标定工况测得的喷油量与柴油机要求的标定工况循环喷油量相比，其喷油偏差应小于±7%，喷油器的动态回游量应小于喷油量的50%，喷油开启延迟应小于550μs，与该组喷油器平均值偏差≤±3%等。根据柴油机高压共轨喷油器性能国家标准，国内外研发了测试共轨喷油器性能试验台，对于共轨喷油器测试装置的研制国外研究较早，比较突出的是英国 Hartridge、意大利拉宝地（与中国有合资公司）等等。

在 1930 年以来形成 Hartridge 品牌已成为全球领先的专业生产柴油燃油喷射注射测试设备。 现在 Hartridge 最大份额的世界市场，对于服务柴油测试设备，具有其他公司无可比拟的竞争力和研究深度。现在中国的市场由德尔福（中国）公司代理推广，已被众多科研机构及维修检测工作站使用。现有关于共轨喷油器检测相关的产品主要有 CRI-PC（如图1.1）、AVM2-PC（综合实验台图1.2），AVM2-PC是Hartridge旗舰产品，提供全功能高压共轨各种功能的检测，包括喷油器、喷油泵、单体泵、EUI喷油器等。是国内高压共轨产品生产厂家和高端维修站的第一选择。