基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验
汽油喷油器清洗及喷油量测试操作规程
汽油喷油器清洗及喷油量测试操作规程
1、注油：
将汽油从油箱上口注入至油标的2/3处。
2、连线：
将机器的手提部分（上部）与主机部分（下部）连接稳固后将下部的“油泵电源输出”与上部的“油泵电源输入”用带插座的电源连接好，将喷油器连接插头分别插到下部的“喷射输出”插座上与下部的预测试的喷油器上。
将带保护地线的三角插头插在带保护接地的三芯插座上。
3、开机：
开机前首先将调节压力的旋钮逆时针旋到零位，再将油泵电源开关闭合，然后闭合下部的总电源开关，开机后各指示灯点亮，其开机预设值为运行时间15分钟；发动机转速600转/分；喷射脉宽3毫米；喷射计数2043，开机后各项参数不清后，各项参数均可随意改变设定。
4、各项功能的实现
开机后启动油泵，调节压力旋钮（逆时针减小/顺时针增高）到合适压力值为止。
在做各项精确测试前可用点射按钮粗略地看一下喷油器的状况，但此项试验不得长时间按住按钮，最长每次超过半分钟。
（1）流量状况测试
流量测试即在一定压力、一定转速、一定脉宽、一定时间（或一定喷油次数）内，喷出的油量积累，就是这个喷油器的流量。
安装好测试的喷油器，开机启动油泵，调节压力，启动技数，启动喷数，自停喷喉观察其量筒的刻度，既是这个喷油器在这种条件的流量。
（2）喷雾状况观察
在测流量的同时即可观察喷雾形状，如喷雾形状不好，或根本不是雾就说明该喷油器有故障，应进行超声波清洗处理。
5、注意：
在清洗汽油喷油器时不可以用汤油代替清洗液，避免发生因选择清洗液错误发生。
6、作业后：
清洗作业完成后必须将清洗机的连接线和油管擦拭干净，并放整齐放回专用工具室。
缸内直喷汽油机的喷雾模拟
１ 动机 ． 虑到稀 燃 Ｎ 处理 器 的费用 及油 ． Ｌ发 ８ 考 Ｏ后 品 等问题 ． 款缸 内直 喷汽油 机采用 的是 均质燃 烧 。 这 选 用 的喷 油器 是 多孔 喷 油 器 ．其 在 １ ａ下 的静 ０ＭＰ
态 流量大 约 和分 析工作 ： 定容 弹或 研 在 光 学 发 动 机 内 利 用 激 光 多 普 勒 （ ｈ ｓ ｏ ｐｅ Ｐ ａｅＤ ｐ ｉｒ Ａ ｅ １ｅ ｙ Ｐ Ａ）方 法 测 量 喷雾 液 滴 的速 度 和 直 ｎｍｏ３ｔ ．Ｄ １ｒ
．
设计 ・ 计算 ・ 研究 ・
缸 内直 喷汽 油 机 的 喷 雾模 拟
陈海娥 宫艳峰 李 伟 李 康 李金成
（ 中国第 一汽 车集 团公 司技 术 中心 ）
【 摘要 】 在定 容弹内测量 了某直列 ４缸均质缸 内直喷汽油机不 同时刻的喷雾油束形状 和喷油器附近位置 的喷雾
液 滴 直 径 及速 度分 布 ， 并在 Ｃ Ｄ模 型 中 进 行 了喷 雾 的 标 定 。分 析 了原 机 缸 内 喷 雾 、 合 情 况 ， 究 了喷 雾 锥 角 、 孔 Ｆ 混 研 喷
Ｃ ｅ ｉ， ｏ ｇＹ ｎｅ ｇ Ｌ ｅ， ｉＫ ｎ ， ｉ ｉｃ ｅ ｇ ｈ ｎ Ｈａｅ Ｇ ｎ ａ ｆｎ ， ｉ ｉＬ ａ ｇ Ｌ ｎ ｈ ｎ Ｗ ｌ
（ ｈｎ ＡＷ ｏ ｐ Ｃ ｒｏａｉｎＲ＆Ｄ Ｃ ｎｅ ） Ｃ ｉａＦ Ｇｒｕ ｏｐ ｒｔ ｏ ｅ ｔｒ
【 ｂｔａｔＴ ｅｓａ ｅｏ ｒｙａｄｄａ ｅｅ ａｄｓｅｄｄｓ ｉｕ ｏ ｆ ｐａ ｒｐ ｔａ ｕ ｄｔｅｉ ｅｔ ｆ ｈ － Ａ ｓ ｃ ］ｈ ｈｐ ｆ ｐａ ｎ ｉ ｔｒ ｎ ｐｅ ｉｒ ｔ ｎｎ ｓｒ ｄｏ ｌ ｒ ｎ ｈ ｎ ｃ ｒ ｅｉ ｒ ｓ ｍ ｔｂ ｉ ｙ ｅ ｏ ｊ ｏｏｔ ｎ
关于某喷油器CVO控制精度的研究
174AUTO TIMEAUTO PARTS | 汽车零部件1 引言在发动机系统中，燃油点火系统是影响发动机燃烧的重要模块。
喷油器作为燃油点火系统的重要组件，喷油脉宽通过软件控制，发动机燃烧系统对喷油器的喷雾特性要求极高，主要表现早扩散锥角、油束方向、雾化粒度、射程及油雾分布等方面[1]。
喷油器的工作频率很高，属于高频、高精密部件，对喷油器软件控制、硬件响应进行研究，可为高频、高精度运动零件的软件控制开发、问题解决带来很多启发。
本文结合喷油器案例进行详细解析，对喷油器油量软件控制方法进行详细说明，希望对后续软硬件结合、设计改进提供新思路，针对性的采用预防措施，规避同类问题。
2 喷油器介绍2.1 喷油器的结构原理喷油器的主要结构（如图1）所示，其工作原理（如图2）所示，发动机控制电脑ECU ，根据发动机的工况需求，计算合理的喷油脉宽，喷油器根据ECU 的喷油控制信号，通过电磁线圈产生磁力和弹簧弹力驱动芯体上下运动，然后芯体带动针阀总成上下运动，针阀下端与阀座开启和闭合。
当针阀向上运动，底部通道开启，高压燃油从针阀与阀座的间隙处喷出，经喷孔进入燃烧室进行燃烧；当针阀在弹簧作用下向下运动，底端喷油通道闭合时，结束喷油。
[2]2.2 喷油器流量特性根据喷油器的流量特性，分为3个区间，弹道区，过渡区，线性区，其中非线性区域包含弹道区域和过渡区域，非线性区域对喷油器的控制要求极高，此时喷油器处于小流量区域（如图3），喷油散差较大。
在发动机小负荷区域时，喷油脉宽处于非线性区，关于某喷油器CVO 控制精度的研究丁相利 罗智波 谷祥盛 崔凯 王博 丛日振宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 浙江省宁波市 315336摘 要： 发动机喷油器是喷油系统的重要部件，对发动机的性能有很大的影响。
文章结合对某发动机喷油器CVO 自学习的失效案例，对喷油器CVO 自学习、产生机理、常见问题改进措施进行详细的总结，希望对喷油器类高频高精密零件的控制软硬件匹配设计改进提供帮助。
LabVIEW在汽车工程中的应用案例
LabVIEW在汽车工程中的应用案例LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种全球领先的图形化编程环境，用于开发和测试各种测量、控制和监测应用。
在汽车工程领域，LabVIEW的应用越来越广泛，为汽车制造商和工程师提供了可靠、高效的解决方案。
下面将介绍一些LabVIEW在汽车工程中的真实应用案例。
1. 发动机控制系统设计与测试发动机是汽车的核心部件之一，其控制系统设计和性能测试对于汽车工程至关重要。
利用LabVIEW可以开发虚拟发动机模型，模拟发动机工作状态，并通过传感器采集的数据进行在线监测和控制。
利用LabVIEW的图形化界面，工程师可以方便地调整控制参数，优化发动机性能，提高燃油效率和排放性能。
2. 汽车电子系统集成测试现代汽车中包含了大量的电子系统，如动力电池管理系统、车载娱乐系统、安全气囊系统等。
这些电子系统的集成测试是确保汽车性能和安全的关键一步。
LabVIEW提供了丰富的工具和模块，可以快速搭建测试平台，对多个电子系统进行联合测试。
通过模拟各种工况和环境条件，工程师可以评估系统的稳定性、可靠性和兼容性，为汽车电子系统的生产和使用提供保障。
3. 车辆诊断与故障排除车辆诊断和故障排除是汽车维修和保养的重要任务。
传统的人工排除方法通常耗时且容易出错。
LabVIEW可以基于车辆的故障代码和传感器数据，开发智能诊断系统，准确判断问题所在并提供解决方案。
通过与汽车主要系统的通信，如发动机控制单元（ECU）、车身控制模块（BCM）等，LabVIEW可以实时获取和分析数据，提高故障检测的准确性和效率。
4. 车辆动态性能测试对汽车的动态性能进行测试是评估和改进汽车性能的重要手段。
利用LabVIEW可以设计和控制车辆的动力学测试台，模拟各种路况和工况，如制动、加速、悬挂等。
通过高精度的传感器和数据采集设备，LabVIEW可以准确记录和分析车辆在不同测试条件下的动态性能参数，为汽车改进和优化提供参考依据。
燃油喷射系统的建模与控制研究
燃油喷射系统的建模与控制研究燃油喷射系统是现代汽车发动机中不可或缺的重要组成部分，它负责将燃油以被控制的方式喷射到发动机中，从而实现发动机的正常运转。
一、燃油喷射系统的构成燃油喷射系统通常由以下几部分组成：1.燃油泵：负责将燃油从燃油箱中抽取出来，并送入燃油喷射器。
2.燃油喷射器：负责将燃油以被控制的方式喷射到发动机中。
3.燃油滤清器：负责过滤燃油中的杂质，保证喷射器的正常工作，同时也可以防止发动机出现过早磨损和损坏。
4.燃油调节器：负责控制燃油的流量，调节燃油的压力和流向。
二、燃油喷射系统的建模燃油喷射系统的建模主要是指对喷射器的喷油量进行建模，这样能够实现对燃油喷射量的精准控制。
但是由于燃油喷射系统是一个复杂的动态系统，其系数难以精确测量，因此建模需要充分考虑实际情况。
建模的核心是根据喷油器流量特性的实验数据来构造一个数学模型。
这个模型可以采用灰盒建模方法，即结合经验和理论知识，对喷器的结构和性能特征进行描述和分析，从而建立喷油器的数学模型。
三、燃油喷射系统的控制燃油喷射系统的控制，主要是通过对喷射器的喷油量进行控制，从而实现对发动机的控制。
在燃油喷射系统中，喷油器的工作原理常用的控制策略包括开环控制和闭环控制。
开环控制是指通过提前设置的燃油喷射量和喷射时间，实现对发动机的控制。
这种控制方法简单直观，但是难以处理复杂的发动机工作层次。
通常是用来处理低负载时的工作。
闭环控制则是通过对发动机工作过程中的排放物、温度和压力等参数的检测，来实现对喷油量的精准调整，从而实现对发动机的精准控制。
较为先进的闭环控制机制采用的是反馈控制策略。
该控制方法能够实时监测发动机的工作状态，从而调整喷射器的喷油量，控制发动机的工作，保证发动机的正常运转。
四、燃油喷射系统的发展趋势未来燃油喷射系统的发展趋势主要面临着三个方面的挑战：环保性、燃油经济性和可靠性。
为了应对这些挑战，燃油喷射系统在以下方面有所发展：1.高压直接喷油技术。
基于Labview的汽车发动机测控平台设计
推动我国海上运输事业发展的必然途径。
参考文献:[1]陆倩楠，史良方.船用柴油内燃机排气净化装置的设计与研究[J].科技尚品，2017（4）：23-24.[2]赵怀北，王忠，刘帅，等.柴油机排气颗粒物的力学特征与空间结构[J].内燃机学报，2018（2）：369-370.0引言自从来到二十一世纪，经济全球化形式越来越显著，汽车行业的发展也飞快地进步，我国的汽车发展也来到一个新的高度，人们对车的需求大大提高，人均汽车保有量显著增高。
而发动机作为最重要的汽车动力总成，是汽车行驶的动力，是一辆汽车的灵魂。
汽车的很多性能参数都与发动机的好坏有着重要的联系，所以创建一个良好的汽车发动机测控平台对汽车整车性能的提升有着至关重要的作用，为提高发动机性能提供良好的条件。
本文分别从Labview 前面板操作界面控件的设计和后面板程序的编写两方面介绍了本测控平台搭建的过程和可以实现的功能，首先对操作界面的控件的创建进行介绍，随后对该测控平台可实现的功能进行分析，最后进行了对后面板程序编写流程的叙述。
1基于Labview 的汽车发动机测控平台操作界面的设计1.1发动机数据测控控件的创建1.1.1左右缸头温度与排气温度发动机左右缸头温度和排气温度都是监测发动机是否良好运转的重要参数，都是基于安装在发动机内或者排气口的温度传感器所传输给下位机的数据，通过串口再将数据发送给上位机，在操作界面上将它们实时显示出来。
并通过程序设计实现将他们的数据记录到表格中去。
创建方式为右键选择控件，在经典里选择经典数值里的经典温度计即可，再在属性中输入所需要的名字即可。
以下具体创建方式不再多加描述，与温度控件类似。
1.1.2油耗与转矩油耗是衡量发动机经济性能的重要参数指标之一，转矩是衡量发动机动力性能的重要指标之一[1]。
两者都可用图表的形式反映出来。
1.1.3转速与节气门开度发动机转速与每单位时间完成的工作次数或发动机的有效功率有关，即发动机的有效功率随着不同的转速而变化[2]。
共轨喷油器试验台
共轨喷油器试验台共轨喷油系统是现代柴油发动机广泛采用的一种技术，它能够实现高效燃烧和低排放。
喷油器是共轨喷油系统中的核心部件，对喷雾质量和喷油时机的控制至关重要。
因此，共轨喷油器的测试是非常重要的。
为了满足实验需要，汽车制造商和测试机构已经设计和制造了很多共轨喷油器测试台。
这些测试台涵盖了许多方面，如喷射量、喷雾图案、泄漏和匹配等。
共轨喷油器试验台的基本结构共轨喷油器试验台的基本结构如下：1.控制系统2.压力检测系统3.测试台架4.控制台5.数据采集系统其中，控制系统和压力检测系统是共轨喷油器试验台最核心的部件，负责喷射量的控制、稳定和检测。
测试台架和控制台是操作和控制的部件，而数据采集系统则用于记录和分析测试结果。
控制系统控制系统一般由高压泵、压力调节阀和喷油器驱动器等组成。
高压泵主要提供高压油，一般在1600~2500 bar之间。
压力调节阀则用于调节高压油的压力，以保持稳定和一致的喷射量。
喷油器驱动器主要用于控制喷油器的震荡频率和幅度，以调整喷油的量和时机。
它一般由电脑控制，可以通过预先设置的程序实现不同条件下的测试。
压力检测系统压力检测系统是共轨喷油器试验台最重要的部件之一，用于确定喷油器的高压油压力、稳定性和泄漏情况。
它一般包括以下几个部分：1.压力传感器2.压力计算机3.高压油管压力传感器主要用于测量喷油器的压力。
一般选用高灵敏度和高可靠性的传感器，以确保测量的准确性和可靠性。
压力计算机是指用于处理和计算压力信号的设备。
它一般与高压泵、压力调节阀和喷油器驱动器等设备配合使用，可以实时测量和控制高压油的压力和流量。
高压油管是喷油器和压力传感器之间的连接部件，用于导入高压油和转换压力信号。
它一般选用高压强度和优质的材料，如不锈钢，以保证系统的可靠性和安全性。
测试台架和控制台测试台架是共轨喷油器试验台的身体，实际上是一个工作站，用于安装喷油器和其他设备。
它一般由支架、夹具和定位器等组成，可以满足不同型号、种类和尺寸的喷油器测试需求。
基于仿真的缸内直喷汽油机燃烧系统的开发与改进
关键词 ： 汽油 直接 喷射 ； 合气形 成 ； 混 浓度 分布 ； 流 ； 动能 滚 湍
Ｔｈ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆＣｏ ｕ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ ｅ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ｉ ｒｖ ｍｅ ｔｏ ｍｂ ｓｉ ｙ ｔｍ ｏ
ｉ ｎ ａ ＧＤＩ Ｅｎ ｉ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｇｎ ｓ ｄ ｏ ｉ ｌｔｏ
汽
车
工
程
２１年（ ３ ０ １ 第 ３卷 ） １ 第 ０期
Ａｕｔｍｏｉ ｅＥｎ ｉ ｅｉ ｇ ｏ ｔｖ ｇｎｅ ｒｎ
２ １ ７１ ０１ ｌ
基 于仿 真 的缸 内直 喷汽 油 机燃 烧 系统 的开 发 与改 进
叶伊 苏 王伟 民 王兆 文 ， 帅韬 ， ， 一章
（ ．东风 汽 车公 司技 术 中心 ， 汉 ４ ０ ５ ； ２ １ 武 ３０８ ．华 中科 技 大 学 能 源与 动 力工 程 学 院 ， 武汉 ４ ０７ ３０ ４）
Ｙ ｅ Ｙｉｕ ｓ ．Ｗ ａ ｅｍ ｉ ｎｇ Ｗ ｉ ｎ ，Ｗ ａ ｇ Ｚｈ ｏ ｅ ’ ＆ Ｚｈａ ｈｕ ｉａ ｎ ａ ｗ ｎ ｒ ｒｔ ｎ ｕ ａ ４ ０ ５ ； ． ｅｈ ｉ ｌ ｎ ｒｆＤ ｎｆｎ ｏ ｏａｉ ，Ｗ ｈ ｎ ３０ ８ ｃ Ｃ ｅｏ ｐ ｏ
广泛应 用在 Ｇ Ｉ Ｄ 汽油机燃 烧 系统开 发 中。
刖 舌
１ Ｇ Ｉ 油机 的燃 烧 系统 Ｄ 汽
［ 摘要 ］ 以某款采用均质混合气燃烧模式 的缸 内直喷汽油机燃烧 系统 的开发为例 ， 介绍 了 Ｃ Ｄ技术 在喷雾模 Ｆ
拟 中的 应 用 。首 先 对 喷 油 器 的 喷雾 模 型 进 行 试 验 标 定 ， 后 将 标 定 好 的模 型 应 用 到缸 内 瞬 态 流 动 和 喷 雾 仿 真 中 。 然 对 最 大转 矩 点 （ ０ ｒｒ ｎ 和 额定 功 率 点 （ ０ ｒｍｎ 两 种 工 况 下 的 缸 内 流场 、 合气 形 成 过 程 和 点 火 时 刻 的 浓 度 １ ０／ ｉ） ８ ａ ５５０／ ｉ） 混 分 布进 行 详 细 分 析 ， 提 出 了改 进 建议 。最 后 对 改 进 方 案进 行 模 拟 ， 果 显示 混 合 气 形 成 质 量 明 显 改善 。 并 结 ‘
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第16卷第30期2016年10月1671 — 1815(2016)30-0079-06科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol. 16 No.30 Oct.2016©2016 Sci.Tech.Engrg.能源与动力工程基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验皮恒志李君刘宇*王亚(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春13〇〇22)摘要为了精确控制G D I发动机喷油器喷雾试验的喷油压力和喷油脉宽，开发了基于Labview的喷雾试验控制系统，并经 过试验测试证明了系统的可靠性。
在一定的试验条件下利用开发的喷雾测试装置对G D I六孔喷油器进行喷雾测试，试验结 果表明喷雾贯穿距离随时间的增加速度先快后慢，喷雾锥角随时间变化不明显;喷油压力增加，喷雾贯穿距离在喷油压力在2 ~ 10 M P a时增加明显，10 M P a以后最终贯穿距离变化不大；喷雾锥角随喷油压力的提高略有提高。
本次试验条件下喷雾锥角ct 近似正比于A/15。
关键词汽油直接喷射式（gasoline direct injection，GDI)发动机喷油器 Labview喷油压力喷雾贯穿距离喷雾锥角中图法分类号TK413.84; 文献标志码A随着能源危机的加剧和排放法规的越来越严 厉，缸内直喷汽油机以其优越的燃油经济性和低排 放等优势赢得了广阔的市场。
然而缸内直喷汽油机 由于不同于传统进气道喷射的独特喷油方式，存在 燃油雾化时间短、与空气混合不充分、燃油在缸内分 布不均匀等问题，并直接影响发动机的燃烧过程。
喷雾特性对缸内直喷汽油机的燃油经济性、动力性 和排放特性有着重要影响。
文献[1 ]、文献[2]中研究了多孔喷油器的喷油 贯穿距离和喷雾锥角随喷油压力的变化情况。
文献 [3 ]、文献[4]中对GDI喷油器流量特性、雾化形态、贯穿距离及雾化颗粒进行仿真分析，并采用高速摄 影技术对仿真结果进行验证。
文献[5]、文献[6]中对直喷汽油机喷油器驱动模块进行研究，并提出了 相应的控制策略。
Labview是一种图形化编程语言，由美国国家仪 器公司（National Instruments,NI)开发，被广泛应用 于学术界、工业界和研究性实验室。
N I多功能数据 采集卡集成数字I/O、模拟I/O、计数器I/O并能与 Labview进行无缝连接，其高速采样和计数器准确定 时功能对开发缸内直喷汽油机喷油器喷雾试验可视 化平台提供了很大的便利。
2016年5月20日收到国家自然科学基金资助项目（51306069)资助 '■通信作者简介:刘宇（1981—），讲师，博士。
研究方向:污染物排 放与控制。
E-mail:2628838〇@。
试验选用NI PCIe-6361多功能数据采集卡，利 用Lalmew软件进行编程，并对硬件电路进行设计，保证了对喷雾试验的试验条件进行严格控制。
并在 计算机控制界面中实现对喷雾试验控制的操作。
研 究了典型工况下的喷雾特性，并分析了喷雾发展过 程、喷雾贯穿距离、喷雾锥角等喷雾特性。
1喷雾测试系统试验选用的是应用于大众EA888发动机的直 喷喷油器。
喷油器喷雾测试系统由计算机、数据采集卡、喷 油器驱动模块和高速摄像机触发模块、喷油器、高速 摄像机、定容积容器、气泵、高压氮气罐，高压油筒，高压油轨，油压传感器等组成，其结构示意图见图 1。
上位机与数据采集卡之间为串口连接。
高压油 轨与高压气筒相连，高压气筒与气泵之间通过单向 阀相连。
进行喷雾试验时由计算机通过数据采集卡 向喷油器驱动模块发出精确的控制信号（PWM信 号）和高速摄像机图像采集触发信号（TTL信号）。
喷油器驱动电路驱动喷油器开启并将高压燃油喷入 可视化定容器内。
高速摄像机为美国PhantomV7.3 高速相机，最大可拍摄分辨率为800 x600的视频，此时帧率可达6 688 fps。
定容积容器内为空气，由高压空气瓶向定容积容器内加压，定容积容器内压 力大小由调压阀调节，最大压力8.0 MPa 。
80科学技术与工程图1喷雾试验平台示意图Fig. 1Diagram ofthe spray test platform2喷油器控制系统设计喷油器控制系统总体技术方案必须实现:①保证油轨压力达到设定的压力，并在喷油器喷油阶段 保持稳定；②能够精确控制喷油开始时刻和喷油 时间。
2.1油轨压力的建立和保持为保证喷雾试验的油轨压力足够稳定，设计了 高压油筒与油轨相连。
高压气泵将氮气瓶中的氮气 泵人高压油筒的氮气腔，氮气对自由活塞产生压力， 压迫活塞对燃油产生压力，气泵的通断由气泵控制 电路控制其电路原理图如图2所示。
轨压设定VI 程序控制面板如图3所示。
图2气泵控制电路原理图Fig. 2 Diagram of pump control circuit程序开始运行后，数据采集卡对压力传感器发 出的信号进行采集并送至计算机，采集率为3 000 Sm /s 采样率为3 kHz 。
计算机根据轨压控制V I 程 序将数据采集卡传送的电压信号转换为油轨压力并 在控制面板上显示。
程序fF 始运行后会把实时油轨 压力与设定的压力对比，当油轨压力小于设定的压 力，计算机便会通过数据采集卡I /O 接口向气泵驱 动电路发出高电平，控制气泵驱动电路的继电器闭16卷图3轨压设定V I 程序控制面板Fig. 3 VI program control panel of rail pressure合，气泵开始对高压油筒加压。
当油轨的压力值等 于或大于设定压力值或者试验人员点击控制面板上的停止按钮时，气泵停止加压，程序运行结束，油轨 压力保持稳定。
2.2喷油器喷油的控制2.2. 1喷油器控制要求试验所用的喷油器为电流驱动型喷油器_为了 提高电磁阀的响应速率同时保护电磁阀，提高其可 靠性，在电磁阀控制过程中其驱动电流要满足一定 的波形要求。
图4为现阶段综合性能较好的Peak & Hold 驱动电流波形。
7\阶段为电流上升至峰值电 流阶段，高电压（80 V )作用于电磁阀线圈，加快驱 动电流提升速率，提高电磁阀打开速度，开启电流应 于0. 5 m s 以内达到10A ;r 2阶段为驱动电流保持阶 段，低压电源（12 V )作用于电磁阀线圈，使驱动电 流处于保持电流水平，减少喷油器发热和电能损耗。
。
阶段为电流迅速下降阶段，电磁阀线圈中电能迅 速释放，电磁阀线圈应于〇.〇5 m s 内下降至0.01 A 以下。
图4 Peak & H old 驱动电流波形Fig. 4 Peak & Hold drive current waveform2. 2. 2 喷油器驱动电路原理如图5所示，PWM 1和PWM 2为计算机通过数 据采集卡同时发出的两路频率相同，占空比不同的脉宽调制信号。
当PWM 1和PW M 2信号均处于高 电平时，U 1和U 2的6管脚均输出高电平，Q 1和Q 2 同时导通，+80 V 电压作用于喷油器。
当PWM 1处 于低电平，PW M 2处于高电平时，U 1的6管脚输出 低电平，U 2的6管脚输出低电平，Q 1截止同时Q 2计算机®r §摄30期皮恒志，等:基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验81导通，+12V电压作用于喷油器。
当PWM1处于低 电平，PW M2处于低电平时，U1和U2的6管脚均输 出低电平，Q1和Q2均截止，此时喷油器与电阻R4 和二极管D2形成闭合回路，迅速将电感中电能释放。
图5喷油器驱动电路原理图Fig. 5 Diagram of injector drive circuit2.2.3 喷油器喷油的软件控制输入驱动电路的两路PWM由计算机通过数据 采集卡发出，控制程序由Labview编写。
控制前面 板如图6所示，喷油器高压驱动上升时间由软件设 定为0.5 ms。
即PWM1每周期高电平时间£=占空 比x r = 0.5 ms。
试验人员向计算机输入喷油频率 和占空比和喷油次数以后，软件会根据PWM1和 PWM2的频率等于输入的喷油频率，PWM1的占空 比=0.000 5 f，PWM2的占空比等于设定占空比的 关系输出相应的PWM1和PWM2信号同时数据采 集卡进行计数，当达到设定的喷油次数时停止输出 PWM信号。
在程序运行期间会一直检测数据采集 卡发出的PWM1和PWM2信号的频率和占空比以 及油轨压力和定容容器内的压力并在控制面板上 显系。
图6喷油器控制的V I程控制面板Fig. 6 VI program control panel of injector control2.2.4 喷油器喷油控制系统测试在油轨压力10 M Pa的情况下设定不同的频率 和占空比控制喷油器进行单次喷射，发现单次喷射 前后油轨压力的变化小于油轨压力传感器的最小精 度值1 000 Pa，即油轨压力的变化小于0.01%。
可 以认为在喷油器单次喷射前后油轨内的压力保持 恒定。
将喷油器串联一个〇.〇1 f t的电阻接入喷油驱 动电路，通过示波器测量电阻两端的电压并根据/ =t///?和串联电路特性可得通过喷油器的电流变 化情况。
软件设定喷油次数10,频率1〇〇H z，占空 比〇. 2的情况下得如图7所示示波器图像。
图7示波器图像Fig. 7 Oscilloscope image经过换算后得:喷油器接通80 V电压以后可在0.4 m s内达到10.49 A，接通12 V保持电压后，保 持电流为3.51 A，断电以后可在0.02 m s内降至将 近〇,符合设计要求。
3 G D I多孔喷油器喷雾特性试验研究试验设备调校完成后，根据试验要求设置试验 参数，试验条件参数见表1。
表1喷雾试验条件Table 1 Spray test conditions喷油器G D I 6孔喷油器喷孔直径/m m0. 164喷油压力/M P a 2 ~12喷油时间/m s2环境背压（相对)/M P a0环境温度/K293定容器内径/m m110试验燃油93#纯汽油3.1喷雾特性参数的经验计算公式根据Hiroyasu提出的经验公式[7]来分析喷雾特 性。
如果则喷雾贯穿距离：S=Q.39t l&p(1)V P f如果则喷雾贯穿距离：82科学技术与工程16卷5 = 2. 95〇°2；5____⑵其中h =28. 65P f(3)(p M0-5喷雾锥角320Ap0. 150. 25P g(4)(X—0. 450. 1 / ^^ —K\0.23 + 0. 282d j式中：pF ，P e 分别为燃油和气体的密度；<，Z h分别为喷孔直径和喷孔长度;为喷油压力与环境压力 差J 为喷油时间士为破碎时间，M 为喷孔流量系数， ^为燃油运动黏度93. 2喷油压力对喷雾发展的影响图8示出了不同喷射压力下的喷雾发展过程。