[发明专利]一种电磁阀高速挤压流场的试验装置

说明书

本发明公开了一种电磁阀高速挤压流场的试验装置，包括：油箱、底部凸台、支架、推拉式电磁铁、连接杆、导向块和衔铁Ⅱ；油箱内部充满柴油，支架固定在试验台上，推拉式电磁铁和导向块均固定在支架上，推拉式电磁铁的推杆同轴位于导向块通孔的上方，导向块位于油箱内；连接杆位于导向块的通孔内，连接杆的上端与推拉式电磁铁的推杆固定连接，连接杆的下端面与衔铁Ⅱ固定连接；底部凸台位于油箱的内底部，与衔铁Ⅱ上下相对；本发明适用于研究和观测电磁阀内衔铁与电磁铁之间的高速挤压流场，可在不同结构和尺寸的衔铁、衔铁的不同移动速度和不同的油膜厚度下，通过高速CCD相机直接观测油膜，研究油膜受高速挤压下的流场特性，且结构简单，便于组装。

技术领域

本发明属于流体动力学技术领域，具体涉及一种电磁阀高速挤压流场的试验装置。

背景技术

为满足日益严格的废气排放限制，各种电控燃油喷射系统已被广泛运用于柴油发动机中。在时间控制的脉动式电控喷射系统和压力时间控制的共轨式喷射系统中，燃油喷射都是通过电磁阀来控制。尤其在时间控制的脉动式电控柴油喷射系统中，喷射定时和喷油量都由高速强力电磁阀决定，电磁阀的动态响应特性直接影响燃油喷射压力的建立及喷射后期燃油压力的卸载速度等喷射特性，进而影响到发动机的燃油经济性和废气排放。

电控单体泵是一种时间控制的脉动式电控柴油喷射系统，参见附图1和2，当电磁铁23的线圈未通电时，衔铁Ⅰ21与电磁铁23间存在0.5mm左右的气隙，该气隙中充满柴油，形成了一层油膜22。当线圈通电后，衔铁Ⅰ21被电磁铁23吸引向右移动，此时油膜22受到挤压，油膜22厚度减小，油膜22内压强发生变化，会产生抵抗油膜22厚度减小的力，即油膜22对衔铁Ⅰ21会产生液压支承力，产生“油垫”作用。“油垫”作用会使衔铁运动的速度变慢，造成控制阀闭合延迟，影响电控单体泵高压的迅速建立。因此，如何减小甚至消除“油垫”作用，使电磁阀响应迅速，达到供油迅速、停油干脆的效果是一个亟待解决的问题，而研究油膜22在高速挤压过程中的流场是减小甚至消除“油垫”作用的前提。

上海大学王朋等人在《平行板挤压油膜噪声试验设计》一文中提到了一种平行板间挤压油膜的实验观测装置，参见附图3和4，其结构和工作方式为：润滑油充满整个油池40，激振器31通过连杆带动动支架35上下运动，透明玻璃板41固定在动支架的底端，可随动支架35上下运动，与静止的下平行板38实现挤压运动，位移传感器37用于测量动支架的实际位移(两平行板的挤压振幅)及挤压的最小油膜厚度；差压力传感器39固定安装在下平行板孔里，与挤压油膜直接连通，可以实时测量油膜内的张、压应力。反光镜42通过反光镜支架34安装在油膜上方，反射镜呈45°放置，平行光源照射到反光镜上，反光镜将光通过玻璃板反射到油膜内，将油膜照亮，而后将油膜的成像按光路的反方向反射到高速CCD内，通过CCD的软件平台可以清楚的看到挤压油膜的动态变化。

但是，该装置不能用于电磁阀高速挤压流场特性的试验研究，理由为：其一，动支架35连接的是激振器31，激振器31是使上平板获得一定的振动量，与电磁阀工作原理不同；其二，该装置只能通过高速摄像机的拍摄来获取油膜垂直于挤压平面方向上的变化图像，无法直接观测装置内部油膜受挤压后的情况；其三，当实验需要改变上平板的形状时，上平板无法更换；其四，机构复杂，不易安装和拆卸。

除上述平行板间挤压油膜的实验观测装置外，目前关于油膜挤压流场特性的相关研究和实验多集中在轴承外环和轴承座之间的缝隙内，暂无探究电磁阀内衔铁与电磁铁之间高速挤压流场的试验装置，因此需要研究一种适用于电控单体泵等时间控制式电控喷射系统的高速挤压流场特性试验装置，用以研究和观测电磁阀内衔铁与电磁铁之间的高速挤压流场。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电磁阀高速挤压流场的试验装置，适用于研究和观测电磁阀内衔铁与电磁铁之间的高速挤压流场，可在不同结构和尺寸的衔铁、衔铁的不同移动速度和不同的油膜厚度下，通过高速CCD相机直接观测油膜，研究油膜受高速挤压下的流场特性，且结构简单，便于组装。

本发明是通过下述技术方案实现的：