一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置及方法

技术领域

本发明属于一种燃料测试仪器，特别涉及一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置及方法。

背景技术

目前汽油辛烷值测定机用的汽化器进油方式不能测定醇类燃料辛烷值；测定由研究法切换到马达法要拆掉气化器、四个储油杯及支架，加上油气混合加热器，再装上气化器、四个储油杯及支架；汽油辛烷值测定机由马达法切换到研究法也要拆掉气化器、四个储油杯、支架及油气混合加热器，再装上气化器、四个储油杯及支架，传统的做法是费时、费力、测定试验效率低及测定工况时效性差；高低速切换(研究法马达法切换)更换皮带轮，费时费力；目前汽油辛烷值测定机用的汽化器进油的贫富油爆震大小依据液面管高低区分，精密度低；目前汽油辛烷值测定机用的汽化器进油不能真实反映点燃式发动机缸内直喷燃料真实的抗爆震道路辛烷值；目前汽油辛烷值测定机用的体积比改变压缩比，测定辛烷值受海拔高度影响大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置，包括：

固定压缩比发动机，所述固定压缩比发动机上设有爆震传感器，所述爆震传感器用于实时检测根据当前燃空比产生的爆震信号；

三速电机，与所述固定压缩比发动机驱动连接；

线性可变蜗轮增减压系统,用于改变所述固定压缩比发动机内部的压力；

喷油组件，所述喷油组件包括燃料杯、电喷喷嘴、缸内电喷喷嘴，所述燃料杯向所述电喷喷嘴与缸内电喷喷嘴供油，所述电喷喷嘴与所述缸内电喷喷嘴连通所述固定压缩比发动机内部。

进一步的，所述固定压缩比发动机内设置有白金点火开关与上死点位置传感器。

进一步的，所述固定压缩比发动机内设置有火花塞。

进一步的，所述燃料杯设置有多个。

进一步的，所述喷油组件还包括燃料油泵与切换阀，多个所述燃料杯的出油口通过进油管路连通有燃料油泵的输入端，所述进油管路上安装有切换阀，所述燃料油泵的输出端分别通过出油管路与所述电喷喷嘴、所述缸内电喷喷嘴连通。

进一步的，还包括放油管路，所述放油管路用于放出所述燃料油泵中油，且所述放油管路上安装有放油电磁阀。

进一步的，还包括控制显示操作系统，所述控制显示操作系统的信号输入端与所述爆震传感器、所述白金点火开关、所述上死点位置传感器的信号输出端均为电连接，所述控制显示操作系统的信号输出端与所述三速电机、所述放油电磁阀、所述电喷喷嘴、所述缸内电喷喷嘴、所述火花塞的信号输入端均为电连接。

进一步的，还包括喷嘴切换器、岐气管、稳压系统器、气缸高度调节机构与飞轮，所述喷嘴切换器与所述控制显示操作系统电连接，所述喷嘴切换器用于控制所述电喷喷嘴与所述缸内电喷喷嘴的通断，所述岐气管与所述可变压缩比发动机的进气口连通，所述可变压缩比发动机上设置所述气缸高度调节机构与所述飞轮，所述稳压系统器设于所述岐气管上。

进一步的，还包括I/O数据接口与人机交互界面，所述控制显示操作系统通过所述I/O数据接口与所述人机交互界面电连接。

一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置的方法，包括以下步骤：

S1、设定进气的温度、压力以及湿度，设定混合气的温度，且设定固定压缩比发动机的点火提前角；

S2、在燃料杯内组装一组已知辛烷值的标准燃料、待测燃料和热机燃料；

S3、选择热机燃料，将固定压缩比发动机启动预热；

S4、选择一种已知辛烷值的标准燃料喷入进气道，与空气预混后进入所述固定压缩比发动机，点燃已知辛烷值的标准燃料与空气的预混物并产生爆震，调节喷油量，通过爆震传感器测得其最大爆震强度；

S5、通过线性可变蜗轮增减压系统调节固定压缩比发动机的压缩比，使该最大爆震强度为固定值，由此得到该特征压缩比与标准燃料辛烷值的对应关系；

S6、选择不同种类的标准燃料，重复步骤S4和步骤S5，得到多种不同的标准燃料在同样燃烧条件下其特征压缩比与燃料辛烷值的对应关系，并通过数学拟合建立辛烷值～特征压缩比曲线；

S7、选择待测燃料，在同样工况的条件下，重复步骤S4和步骤S5，获得待测燃料的特征压缩比，利用辛烷值～特征压缩比曲线，得到待测燃料的辛烷值。

本发明的有益效果是：

可变压缩比发动机，通过体积比改变压缩比，可变压缩比发动机上设有爆震传感器，爆震传感器用于实时检测不同燃空比及不同压缩比产生的爆震信号；三速电机，与固定压缩比发动机驱动连接，能再现发动机高、中及低速；线性可变蜗轮增减压系统，质量比改变压缩比：；喷油组件，喷油组件包括燃料杯、燃料泵、电喷喷嘴切换器、电喷喷嘴、缸内电喷喷嘴。本发明可用体积比改变压缩比，从而调节汽缸的高度，也可以用质量比改变压缩比，从而调节进气量多少，根据不同实际工况可选择。采用缸内电喷喷嘴为缸内直喷方式，可完全模拟出真实现在汽车的喷油方式在高、中及低速情况下不同压缩比、固定压缩比不同蜗轮增减压，反映发动机抗暴性能辛烷值，电喷喷嘴为岐气管安装方式，可模拟现有的汽化器进油方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、可变压缩比发动机；2、三速电机；3、燃料杯；4、切换阀；5、燃料油泵；6、放油电磁阀；7、线性可变蜗轮增减压系统；8、电喷喷嘴；9、缸内电喷喷嘴；10、爆震传感器；11、火花塞；12、控制显示操作系统；13、I/O数据接口；14、人机交互界面；15、白金点火开关；16、上死点位置传感器；17、喷嘴切换器；18、岐气管；19、稳压系统器；20、气缸高度调节机构；21、飞轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置，结合图1所示，包括：

可变压缩比发动机1，可变压缩比发动机1上设有爆震传感器10，爆震传感器10用于实时检测根据当前燃空比产生的爆震信号；

三速电机2，与可变压缩比发动机1驱动连接，三速电机2用于切换控制可变压缩比发动机1的转速；

线性可变蜗轮增减压系统7,用于改变可变压缩比发动机1内部的压力；

喷油组件，喷油组件包括燃料杯3、电喷喷嘴8、缸内电喷喷嘴9，燃料杯3向电喷喷嘴8与缸内电喷喷嘴9供油，电喷喷嘴8与缸内电喷喷嘴9连通可变压缩比发动机1内部。

具体地，三速电机2可实现研究法和马达法不同转速的转动，例如，三速电机2可以具有低速、中速、高速三个转速，点火角无需安装调节支架，通过现有的软件系统可自动实时计算不同工况下的提前点火角并进行点火，其他参数的具有软件系统可根据不同方法实现修改目标值，实现一键自动切换，三速电机2的输出轴可以安装一个主动带轮，主动带轮通过皮带传动连接从动带轮，从动带轮安装在可变压缩比发动机1的轴上，在三速电机2进行转速的切换时，主动带轮通过皮带带动从动带轮旋转，从动带轮带动带动可变压缩比发动机1，从而实现对可变压缩比发动机1转速的切换控制，需要说明的是，带动可变压缩比发动机1包括但不限于上述方式，还可以是齿轮传动等结构；线性可变蜗轮增压系统采用现有常规技术。

本实施例中，可变压缩比发动机1通过利用线性可变蜗轮增减压系统7，来改变可变压缩比发动机1内部的压力，从而实现压缩比的变化，可以提高检测辛烷值的范围，并不受海拔高度影响，提高检测精度，缸内电喷喷嘴9为缸内直喷方式，可完全模拟出真实现在汽车的喷油方式，可真实反映可变压缩比发动机1抗暴性能辛烷值，电喷喷嘴8可模拟现有的汽化器进油方法，缸内电喷喷嘴9与电喷喷嘴8仍采用电喷嘴进油方式，仍可大幅度提高燃控比精度，并可测定含氧化合物组成的燃料及其燃料组分。

可选地，可变压缩比发动机1内设置有白金点火开关15与上死点位置传感器16。

本实施例中，上死点位置传感器16的作用是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角,给控制显示操作系统12发送信号从而让控制显示操作系统12知道可变压缩比发动机1的哪个缸该点火，检测活塞上止点位置，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号；爆震传感器10是用来测定可变压缩比发动机1的抖动度，当可变压缩比发动机1产生爆震时用来调整点火提前角点火使可变压缩比发动机1工作更加平稳。

可选地，可变压缩比发动机1内设置有火花塞11。

具体地，火花塞11用于点燃气缸中的可燃混合气。

可选地，燃料杯3设置有多个。

本实施例中，燃料杯3设置有多个，从而能够满足多种燃料的盛装需求，便于测定时使用。

可选地，喷油组件还包括燃料油泵5与切换阀4，多个燃料杯3的出油口通过进油管路连通有燃料油泵5的输入端，进油管路上安装有切换阀4，燃料油泵5的输出端分别通过出油管路与电喷喷嘴8、缸内电喷喷嘴9连通。

本实施例中，多个燃料杯3的出油口均连通一个出油管，多个出油管分别安装在切换阀4上的不同阀口上，然后就能根据所需要的燃料杯3中的燃料进行切换阀4的切换，以获得所需的燃料。

可选地，还包括放油管路，放油管路用于放出燃料油泵5中油，且放油管路上安装有放油电磁阀6。

本实施例中，放油管路能够将燃料排出，放油电磁阀6与操作控制模块电连接，从而能够根据反馈精确控制放油电磁阀6的通断。

本实施例中，燃料杯3可以包括但不限于储燃料杯、储燃料罐与储燃料桶，可以根据燃料量灵活选用，提高了实际使用性能。

可选地，还包括控制显示操作系统12，所述控制显示操作系统12的信号输入端与爆震传感器10、白金点火开关15、上死点位置传感器16的信号输出端均为电连接，控制显示操作系统12的信号输出端与三速电机2、放油电磁阀6、电喷喷嘴8、缸内电喷喷嘴9、火花塞11的信号输入端均为电连接。

可选地，还包括I/O数据接口13与人机交互界面14，控制显示操作系统12通过I/O数据接口13与人机交互界面14电连接。

可选地，还包括喷嘴切换器17、岐气管18、稳压系统器19、气缸高度调节机构20与飞轮21，所述喷嘴切换器17与所述控制显示操作系统12电连接，所述喷嘴切换器17用于控制所述电喷喷嘴8与所述缸内电喷喷嘴9的通断，所述岐气管18与所述可变压缩比发动机1的进气口连通，所述可变压缩比发动机1上设置所述气缸高度调节机构20与所述飞轮21，所述稳压系统器19设于所述岐气管18上。

本发明还提供一种用于测定点燃式发动机燃料辛烷值的装置的方法，包括以下步骤：

S1、设定进气的温度、压力以及湿度，设定混合气的温度，且设定可变压缩比发动机1的点火提前角；

S2、在燃料杯3内组装一组已知辛烷值的标准燃料、待测燃料和热机燃料；

S3、选择热机燃料，将可变压缩比发动机1启动预热；

S4、选择一种已知辛烷值的标准燃料喷入进气道，与空气预混后进入可变压缩比发动机1，点燃已知辛烷值的标准燃料与空气的预混物并产生爆震，调节喷油量，通过爆震传感器10测得其最大爆震强度；

S5、通过线性可变蜗轮增减压系统7调节可变压缩比发动机1的压缩比，使该最大爆震强度为固定值，由此得到该特征压缩比与标准燃料辛烷值的对应关系；

S6、选择不同种类的标准燃料，重复步骤S4和步骤S5，得到多种不同的标准燃料在同样燃烧条件下其特征压缩比与燃料辛烷值的对应关系，并通过数学拟合建立辛烷值～特征压缩比曲线；

S7、选择待测燃料，在同样工况的条件下，重复步骤S4和步骤S5，获得待测燃料的特征压缩比，利用辛烷值～特征压缩比曲线，得到待测燃料的辛烷值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。