KR20030014992A - Method for measuring fuel injection rate of injection nozzle for diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디젤 엔진에 사용되는 연료분사노즐의 주요 특성인 연료분사율을 측정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 그 측정작업이 간단하게 행해질 수 있고 그 측정을 위한 장치가 복잡화되는 것을 억제할 수 있도록 개선된 디젤 엔진용 연료분사노즐의 연료분사율 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring the fuel injection rate, which is a main characteristic of a fuel injection nozzle used in a diesel engine, and in particular, so that the measurement operation can be performed simply and the complexity of the apparatus for the measurement can be suppressed. A fuel injection rate measurement method for an improved fuel injection nozzle for a diesel engine is provided.
디젤 엔진에서 연료분사노즐의 연료분사율 즉, 연료분사노즐을 통해 단위시간 당 분사되는 연료의 질량은 연소율의 형태를 지배할 뿐만 아니라 연료와 공기의 혼합비를 결정한다는 점에서 매우 중요하다. 따라서, 디젤 엔진의 개발을 위하여는 그 엔진에 사용될 연료분사노즐의 연료분사율을 미리 측정하고 그 측정값에 기초하여 디젤 엔진의 개발을 진행하게 된다.The fuel injection rate of the fuel injection nozzle in the diesel engine, that is, the mass of fuel injected per unit time through the fuel injection nozzle, is very important in that it not only controls the form of the combustion rate but also determines the mixing ratio of fuel and air. Therefore, in order to develop a diesel engine, the fuel injection rate of the fuel injection nozzle to be used in the engine is measured in advance, and the diesel engine is developed based on the measured value.
연료분사노즐의 연료분사율의 측정방법으로서는 운동량법, W-Bosch법(장관법), Zeuch법 등이 이미 널리 알려져 있다. 이러한 방법들 중에서, 운동량법은 연료분사시 외부압력을 엔진 내의 압력으로 모사하는 것이 불가능하고 실험의 효율성 측면에서 문제가 있어 그다지 많이 사용되고 있지 않다. W-Bosch법은 연료 분사시에 장관 내에 전파되는 압력파를 이용하여 연료분사율을 측정하는 방법이며 Zeuch법과 함께 신뢰성이 있는 방법으로 인식되어 많이 사용되고 있었다. 그러나 최근에는, W-Bosch법은 보다 정밀한 측정을 위하여는 장관 내에서의 반사파를 감쇠시켜야 할 필요가 있다는 점이 알려지고 또한, 이중분사방식(파이로트 분사방식)의 디젤 엔진 등 다양한 디젤 엔진이 개발되면서, Zeuch법에 의한 연료분사율 측정방법이 각광받고 있다.As a method of measuring the fuel injection rate of the fuel injection nozzle, the momentum method, the W-Bosch method (the long-term method), the Zeuch method, and the like are widely known. Among these methods, the momentum method is not used much because it is impossible to simulate the external pressure as the pressure in the engine during fuel injection, and there is a problem in terms of the efficiency of the experiment. The W-Bosch method is a method of measuring fuel injection rate using pressure waves propagated in the intestine during fuel injection, and it has been widely used because it is recognized as a reliable method together with the Zeuch method. Recently, however, it is known that the W-Bosch method needs to attenuate reflected waves in the intestine for more accurate measurements. As a result, the fuel injection rate measuring method by the Zeuch method has been in the spotlight.
상기 Zeuch법은 연료를 충전시킨 밀폐용기 내에 연료를 분사할 때 그 연료의 분사량에 비례하여 용기 내의 압력이 상승하는 것을 이용하여 연료분사율을 측정하는 방법으로서,「"디젤기관의 고정도 연료분사율계의 시작", 후쿠시마 외 1인 공저, 일본 자동차기술회 학술강연회논문집, 1988, pp289-292」등을 통해 그 실험원리 및 방법 등이 널리 알려져 있고, 현재 그 Zeuch법을 이용한 연료분사율 측정장치가 많이 사용되고 있는데, 이러한 Zeuch법을 이용한 측정방법에 대해 도 1을 참조하면서 간단히 설명하기로 한다.The Zeuch method is a method of measuring the fuel injection rate by increasing the pressure in the container in proportion to the injection amount of the fuel when injecting the fuel into the sealed container filled with fuel, "" high precision fuel injection of the diesel engine The principles and methods of the experiment are widely known through the beginning of the meter, co-authored by Fukushima et al., Japanese Society of Automotive Engineers, 1988, pp289-292, and the current fuel injection rate measuring device using the Zeuch method. Is used a lot, the measurement method using the Zeuch method will be briefly described with reference to FIG.
연료분사노즐의 연료분사율의 측정을 위하여 먼저, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은 구성의 측정장치를 마련한다. 이 측정장치는, 내부공간(11)과 주입구(12)와 배출구(13)를 가지는 용기(10)와, 배출구(13)측에 설치되는 배출밸브를 포함하고 있으며, 측정대상의 디젤 엔진용 연료분사노즐(1)이 용기(10)의 주입구(12) 측에 장착된다. 참조번호 2는 연료분사노즐(1)을 통해 용기(10)의 내부공간(11)으로 연료를 공급하기 위한 연료펌프이며, 참조번호 3은 용기(10)의 내부공간(11)의 압력을 측정하기 위한 압력센서이다. 압력센서(3)로부터의 신호나, 기타 연료분사율의 측정을 위한 데이터는 제어부(20)로 보내져서 그 제어부에서 필요한 연산을 행하도록 되어 있으며, 상기 연료분사노즐(1)의 개폐, 연료펌프(2)의 작동, 배출밸브(4)의 개폐는 제어부(20)로부터의 신호에 의해 행해지도록 되어 있다.In order to measure the fuel injection rate of the fuel injection nozzle, first, a measuring device having a configuration as schematically shown in FIG. 1 is provided. The measuring device includes a container 10 having an inner space 11, an inlet 12, and an outlet 13, and a discharge valve provided on the outlet 13 side, and the fuel for the diesel engine to be measured. The injection nozzle 1 is mounted on the inlet 12 side of the container 10. Reference numeral 2 is a fuel pump for supplying fuel to the internal space 11 of the container 10 through the fuel injection nozzle 1, and reference number 3 measures the pressure of the internal space 11 of the container 10. Pressure sensor to Signals from the pressure sensor 3 and other data for measuring the fuel injection rate are sent to the control unit 20 so as to perform necessary calculations in the control unit. The opening and closing of the fuel injection nozzle 1 and the fuel pump are performed. Operation of (2) and opening / closing of the discharge valve 4 are performed by a signal from the control unit 20.
이러한 측정장치의 용기(10)의 주입구(12) 측에 연료분사노즐(1)이 장착되고 배출밸브(4)가 닫힌 상태에서, 연료분사노즐(1)을 통해서 용기(10)의 내부공간(11)으로 디젤 엔진용 연료를 소정의 압력이 될 때까지 공급하여 충전시킨다. 상기 소정압력은, 측정되고 있는 연료분사노즐(1)을 채용할 디젤 엔진의 압축시의 실린더 내의 압력을 감안하여 미리 설정하여 둔 압력(예컨대, 10bar)이다.In the state where the fuel injection nozzle 1 is mounted on the inlet 12 side of the container 10 of the measuring device and the discharge valve 4 is closed, the internal space of the container 10 through the fuel injection nozzle 1 ( 11) The diesel engine fuel is supplied and charged until it reaches a predetermined pressure. The predetermined pressure is a pressure (for example, 10 bar) set in advance in consideration of the pressure in the cylinder during compression of the diesel engine to employ the fuel injection nozzle 1 being measured.
상술한 바와 같이 용기(10)의 내부공간(11)에 연료를 충전시켜서 상기 소정압력이 되도록 한 후, 다시 그 용기(10)의 내부공간(11)으로 연료분사노즐(1)을 통해서 연료를 분사하여 용기(1) 내의 연료의 압력을 높이는 가압과정과, 상기 가압과정을 행한 후 연료분사노즐(1)을 폐쇄하고 배출밸브(4)를 열어서 용기(1) 내의 연료의 압력이 다시 상기 소정압력이 될 때까지 용기 내의 연료를 일부 배출시킨 후 다시 배출밸브(4)를 닫는 감압과정을 행한다.As described above, the fuel is charged into the internal space 11 of the container 10 so as to reach the predetermined pressure, and then fuel is returned to the internal space 11 of the container 10 through the fuel injection nozzle 1. A pressurizing process of increasing the pressure of the fuel in the container 1 by injection, and closing the fuel injection nozzle 1 and opening the discharge valve 4 after performing the pressurizing process, so that the pressure of the fuel in the container 1 again becomes the predetermined pressure. After the fuel in the container is partially discharged until the pressure is reached, the pressure reducing process of closing the discharge valve 4 is performed again.
여기서, 상기 용기(10)의 내부공간(11)의 용적을, 가압과정에서 분사된 연료의 체적을, 가압과정에서의 압력의 변화량을, 연료의 체적탄성계수를라 할 때, 아래의 수학식 1에 나타낸 관계가 성립된다.Here, the volume of the inner space 11 of the container 10 The volume of fuel injected during the pressurization The amount of change in pressure during , The volume modulus of fuel In this case, the relationship shown in Equation 1 below is established.
한편,(는 연료의 밀도,은 가압과정에서 분사된 연료의 질량)이므로, 이를 상기 수학식 1에 대입하고 미분하면, 가압과정에서 단위시간당 분사된 연료의 질량 즉, 가압과정에서의 연료분사율()과, 가압과정에서의 단위시간당 압력의 변화량 즉, 압력변화율() 사이에는 아래의 수학식 2와 같은 관계가 성립된다.Meanwhile, ( Is the density of the fuel, Since is the mass of fuel injected in the pressurization process), and substituting this in Equation 1, the fuel injection rate (ie, the fuel injection rate in the pressurization process) ) And the amount of pressure change per unit time during the pressurizing process ), The following relationship is established.
따라서, 가압과정 중에 상기 압력센서(3)를 통해 검출된 압력변화량과 가압과정에서의 분사시간에 기초하여 산출된 압력변화율의 측정치와, 연료밀도와,용기(10)의 내부공간(11)의 용적과, 연료의 체적탄성계수를 상기 수학식 2에 대입하면 가압과정에서의 연료분사율이 얻어지게 된다. 이 때, 상기 체적탄성계수()는 도 1에 도시된 구성에 의해서는 얻어질 수 없으므로, 별도의 복잡한 구성의 체적탄성계수 측정장치를 사용하여 그 측정된 체적탄성계수를 상기 수학식 2에 대입하여야 한다.Therefore, the measured value of the rate of change of pressure calculated on the basis of the pressure change detected by the pressure sensor 3 during the pressurization process and the injection time in the pressurization process, the fuel density, and the internal space 11 of the container 10. Substituting the volume and the bulk modulus of elasticity of the fuel into Equation 2 provides the fuel injection rate during the pressurization process. At this time, the volume modulus of elasticity ( ) Cannot be obtained by the configuration shown in FIG. 1, and the measured volume modulus of elasticity must be substituted into Equation 2 using a volumetric elastic modulus measuring device having a separate complicated configuration.
한편, 통상적으로 신뢰성이 있는 측정값이 얻어질 수 있도록, 상술한 바와 같은 가압과정과 감압과정을 다수회(예컨대, 수백회 내지 수만회) 되풀이하면서 각 가압과정에서의 연료분사노즐의 연료분사율들을 측정하고, 그 각 가압과정에서의 연료분사율 측정값들을 평균하여 그 평균값을 연료분사노즐의 연료분사율로 설정하게 된다.On the other hand, the fuel injection rate of the fuel injection nozzle in each pressurization process is repeated while repeating the pressurization process and the depressurization process many times (for example, hundreds to tens of thousands of times) so that a reliable measured value can be obtained. The fuel injection rate of the fuel injection nozzle is set by averaging the fuel injection rate measurement values during each pressurization process.
그런데, 이와 같은 방법에 의하면, 상술한 바와 같이 별도의 체적단성계수의 측정을 위한 별도의 복잡한 장치가 필요하므로, 연료분사율의 측정을 위한 비용이 증대되게 되며 또한 그 체적탄성계계수의 측정을 위한 별도의 측정작업을 행하여야 하므로, 연료분사율의 측정을 위한 전체적인 작업이 번거롭다는 단점이 있다.However, according to this method, as described above, since a separate complicated apparatus for measuring the bulk volume coefficient is needed, the cost for measuring the fuel injection rate is increased, and the volume elastic modulus coefficient is measured. Since a separate measuring operation must be performed, the overall operation for measuring the fuel injection rate is cumbersome.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 별도의 연료 압축계수의 측정장치를 마련하지 않더라도 간단히 연료분사율을 측정할 수 있도록 개선된 디젤 엔진용 연료분사노즐의 연료분사율 측정방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and provides an improved fuel injection rate measuring method for a fuel injection nozzle for a diesel engine, which is capable of simply measuring the fuel injection rate without providing a separate fuel compression coefficient measuring device. There is a purpose.
도 1은 일반적인 연료분사율 측정방법을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a general fuel injection rate measuring method,
도 2는 본 발명에 따른 연료분사율 측정방법을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a fuel injection rate measuring method according to the invention,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
1...연료분사노즐 3...압력센서Fuel injection nozzle 3 Pressure sensor
4...배출밸브 10...용기4.Discharge valve 10 ... Container
11...내부공간 12...주입구11 ... inside space 12 ... inlet
13...배출구13 ... outlet
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료분사노즐의 연료분사율 측정방법은,In order to achieve the above object, a fuel injection rate measuring method of a fuel injection nozzle for a diesel engine according to the present invention is
내부공간과 그 내부공간으로 통하는 주입구 및 배출구를 가지며, 상기 주입구에는 측정대상의 디젤 엔진용 연료분사노즐이 연료분사노즐이 설치되고, 상기 배출구에는 배출밸브가 설치되는 용기를 마련하는 단계;Providing an inner space and an inlet and an outlet for communicating with the inner space, wherein the inlet is provided with a fuel injection nozzle for a diesel engine to be measured, a fuel injection nozzle is installed, and a discharge valve is installed at the outlet;
상기 연료분사노즐을 통해서 상기 용기의 내부공간으로 디젤 엔진용 연료를 소정의 압력이 될 때까지 공급하여 충전시키는 단계;Supplying and filling the diesel engine fuel to a predetermined pressure through the fuel injection nozzle until a predetermined pressure is reached;
상기 소정압력의 연료가 충전되어 있는 상기 용기의 내부공간으로 상기 연료분사노즐을 통해서 연료를 분사하여 용기 내의 연료의 압력을 일정한 값만큼 높이는 가압과정과, 상기 가압과정 후 상기 용기 내의 연료의 압력이 다시 상기 소정의 압력이 될 때까지 상기 배출밸브를 통해서 상기 내부공간 내의 연료를 일부 배출시키는 감압과정을 다수회 반복하는 반복분사단계;A pressurizing process of injecting fuel into the inner space of the container filled with the fuel having the predetermined pressure to increase the pressure of the fuel in the container by a predetermined value; and after the pressurizing process, the pressure of the fuel in the container is increased. A repeating spraying step of repeating a depressurization process of discharging a part of fuel in the internal space through the discharge valve several times until the predetermined pressure is again obtained;
상기 반복분사단계에서의 총 연료분사량 및 총 연료분사시간을 측정하고, 그 측정값들을 각각 상기 가압과정의 총 회수로 나누어 1회의 가압과정당 평균연료분사량 및 1회의 가압과정당 평균연료분사시간을 구하는 단계;The total fuel injection amount and the total fuel injection time in the repetitive injection step are measured, and the measured values are respectively divided by the total number of pressurization processes, and the average fuel injection amount per pressurization process and the average fuel injection time per pressurization process are respectively determined. Obtaining;
상기 1회의 가압과정당 평균연료분사량을라 하고, 상기 1회의 가압과정당 평균연료분사시간을라 하고, 용기 내의 압력을라 하고, 상기 연료분사노즐의 연료분사율을라 할 때, 아래의 관계식Average fuel injection amount per pressurization process The average fuel injection time per pressurization process And the pressure in the vessel The fuel injection rate of the fuel injection nozzle When we say
을 통해 상기 연료분사노즐의 연료분사율을 구하는 단계;를 포함하는 점에 특징이 있다.Obtaining the fuel injection rate of the fuel injection nozzle through the; characterized in that it comprises a.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 측정장치의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically shows an example of a measuring device for carrying out the method of the invention.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부공간(11)과 그 내부공간(11)으로 통하는 주입구(12) 및 배출구(13)를 가지며, 상기 주입구(12)에는 측정대상의 디젤 엔진용 연료분사노즐(1)이 설치되고, 상기 배출구(13)에는 배출밸브(4)가 설치되는 용기(1)를 마련한다. 상기 연료분사노즐(1)은 연료펌프(2)에 연결된다. 용기(1)에는 상기 내부공간의 압력을 측정하기 위한 압력센서(3)를 설치한다. 이 압력센서(3)로서는, 예컨대 피에조형 압력센서나 스트레인 게이지형 압력센서 등, 이미 공지된 압력센서들 중 적절한 것을 채용할 수 있다. 그리고, 배출밸브(4)를 통해 배출되는 연료의 질량을 측정하기 위한 질량형 유량계(5)를 유로 중에 설치되어 있다. 압력센서(3)로부터의 신호나, 기타 연료분사율의 측정을 위한 데이터는 제어부(20)로 보내져서 그 제어부에서 필요한 연산을 행하도록 되어 있으며, 상기 연료분사노즐(1)의 개폐, 연료펌프(2)의 작동, 배출밸브(4)의 개폐는 상기 압력센서(3)로부터의 신호에 기초하여 컴퓨터 시스템 등의 제어부(20)에 의해 제어되도록 되어 있다.First, as illustrated in FIG. 2, an inner space 11 and an injection hole 12 and an discharge hole 13 connected to the inner space 11 are provided, and the injection hole 12 has a fuel injection for a diesel engine to be measured. The nozzle 1 is provided, and the discharge port 13 is provided with a container 1 in which the discharge valve 4 is installed. The fuel injection nozzle 1 is connected to a fuel pump 2. The container 1 is provided with a pressure sensor 3 for measuring the pressure of the internal space. As the pressure sensor 3, an appropriate one among known pressure sensors, such as a piezo-type pressure sensor and a strain gauge-type pressure sensor, may be adopted. Then, a mass flow meter 5 for measuring the mass of the fuel discharged through the discharge valve 4 is provided in the flow path. Signals from the pressure sensor 3 and other data for measuring the fuel injection rate are sent to the control unit 20 so as to perform necessary calculations in the control unit. The opening and closing of the fuel injection nozzle 1 and the fuel pump are performed. The operation of (2) and the opening and closing of the discharge valve 4 are controlled by a control unit 20 such as a computer system based on the signal from the pressure sensor 3.
상술한 바와 같은 용기를 마련한 후, 배출밸브(4)가 닫혀 있는 상태에서, 연료펌프(2)를 작동시키고 연료분사노즐(1)을 개방하여 그 연료분사노즐(1)을 통해서 용기(10)의 내부공간(11)으로 디젤 엔진용 연료를 소정의 압력(이하, 설명 및 이해의 편의를 위하여, "제1압력"이라 함)이 될 때까지 공급하여 충전시켜 둔다. 상기 소정의 압력 즉 제1압력은, 통상적으로 측정되고 있는 연료분사노즐(1)이 설치될 디젤 엔진의 압축시의 실린더 내의 압력을 감안하여 미리 설계된 압력(예컨대, 10bar)인데, 그 압력값은 디젤 엔진의 설계조건이나 측정조건 등에 따라 적절히 설정되는 값이다.After providing the container as described above, in a state where the discharge valve 4 is closed, the fuel pump 2 is operated, the fuel injection nozzle 1 is opened, and the container 10 is opened through the fuel injection nozzle 1. The diesel engine fuel is supplied and charged into the internal space 11 of the diesel engine until it reaches a predetermined pressure (hereinafter referred to as "first pressure" for convenience of explanation and understanding). The predetermined pressure, that is, the first pressure, is a pressure (for example, 10 bar) that is designed in advance in consideration of the pressure in the cylinder during compression of the diesel engine to which the fuel injection nozzle 1, which is normally measured, is to be installed. It is a value set appropriately according to the design conditions, measurement conditions, etc. of a diesel engine.
상술한 바와 같이 용기(10)의 내부공간(11)에 연료가 제1압력으로 충전되어 있는 상태에서, 그 용기(10)의 내부공간으로 연료분사노즐(1)을 통해서 연료가 분사되도록 하여 용기(10) 내의 연료의 압력을 상기 제1압력보다 일정한 값만큼 높은 압력(이하, 설명 및 이해의 편의를 위하여, "제2압력"이라 함)까지 높이는 가압과정을 행한다.As described above, the fuel is injected into the internal space 11 of the container 10 at the first pressure, and the fuel is injected through the fuel injection nozzle 1 into the internal space of the container 10. A pressurizing process is performed in which the pressure of the fuel in (10) is raised to a pressure higher than the first pressure by a constant value (hereinafter referred to as "second pressure" for convenience of explanation and understanding).
상술한 가압과정을 거쳐 용기(10) 내의 압력이 상기 제2압력에 도달하게 되면, 압력센서(3)에 의해 제2압력에 도달하였음이 감지되며 제어부(20)는 그 압력센서(3)의 감지신호에 기초하여 상기 연료분사노즐(1)을 폐쇄하고 배출밸브(4)를 개방시킨다. 이에 따라, 연료분사노즐(1)에 의한 연료의 분사가 정지되고 용기(10)의 내부공간(11)의 연료가 배출밸브(4)를 통해 외부로 배출됨으로써 용기(10) 내의 압력이 감소되는 감압과정이 진행되게 된다. 이러한 감압과정은 용기(10) 내의 압력이 상기 제1압력으로 될 때까지 진행되게 된다. 감압과정이 진행되는 동안, 용기(10) 내의 압력의 변화는 압력센서(3)를 통해 감지되게 되며 그 용기(10) 내의압력이 상기 제1압력이 되면 그것을 감지한 압력센서(3)로부터의 신호에 기초하여 제어부(20)는, 배출밸브(4)를 폐쇄하여 연료의 배출을 중단시킴으로써 감압과정을 완료시키고, 다시 연료분사노즐(1)을 개방하여 상술한 바와 같은 가압과정을 수행하고 가압과정이 완료되면 다시 감압과정을 수행하는 방식으로, 가압과정과 감압과정을 다수회(예컨대, 수백회 내지 수만회) 반복적으로 수행한다.When the pressure in the container 10 reaches the second pressure through the above-described pressurization process, it is sensed that the second pressure has been reached by the pressure sensor 3 and the control unit 20 of the pressure sensor 3 Based on the detection signal, the fuel injection nozzle 1 is closed and the discharge valve 4 is opened. Accordingly, the injection of the fuel by the fuel injection nozzle 1 is stopped and the fuel in the internal space 11 of the container 10 is discharged to the outside through the discharge valve 4 to reduce the pressure in the container 10. The decompression process will proceed. This decompression process proceeds until the pressure in the vessel 10 reaches the first pressure. During the depressurization process, the pressure change in the vessel 10 is sensed by the pressure sensor 3 and when the pressure in the vessel 10 reaches the first pressure, the pressure sensor 3 detects it. Based on the signal, the control unit 20 completes the depressurization process by closing the discharge valve 4 to stop the discharge of fuel, and again opens the fuel injection nozzle 1 to perform the pressurization process as described above and pressurize. When the process is completed, the decompression process is performed again, and the pressing process and the decompression process are repeatedly performed a plurality of times (for example, several hundreds to tens of thousands of times).
상술한 바와 같이 가압과정과 감압과정을 다수회 반복적으로 수행하는 단계, 즉 반복분사단계가 이루어지는 동안, 상기 각 가압과정에서의 총 연료분사량 즉, 각 가압과정에서 연료분사노즐(1)을 통해 용기(10)의 내부공간(11)으로 분사된 연료의 질량의 합계를 측정한다. 이는 상기 반복분사단계를 수행하는 동안 질량형 유량계(5)에 의해 집계된 값을 통해 쉽게 측정할 수 있다. 또한, 상기 반복분사단계의 수행중에 각 가압과정에서의 총 연료분사시간 즉, 각 가압과정에서의 연료분사노즐(1)의 개방시간의 합계를 측정한다. 연료분사노즐(1)의 개방시간은 공지된 방법에 의해 쉽게 측정할 수 있다. 예컨대, 연료분사노즐(1)에 마련된 니들밸브(미도시)의 니들의 위치를 검출하는 위치검출센서(미도시)를 사용하여 니들의 위치를 검출하도록 하고 그 검출신호에 기초하여, 니들이 개방위치에 있던 시간을 합함으로써 연료분사노즐의 개방시간의 합계를 얻을 수도 있으며, 상기 니들의 위치를 검출하는 위치검출센서 대신에, 그 니들의 구동을 위한 엔진의 크랭크축(미도시)의 각도를 검출하는 엔코더(미도시) 등을 설치하여 그 엔코더로부터의 신호에 기초하여 연료분사노즐(1)의 개방시간을 측정할 수도 있다.As described above, during the step of repeatedly performing the pressurization process and the depressurization process, that is, during the repeated injection step, the total fuel injection amount in each pressurization process, that is, the container through the fuel injection nozzle 1 in each pressurization process. The sum total of the mass of the fuel injected into the internal space 11 of (10) is measured. This can be easily measured through the values aggregated by the mass flow meter 5 during the repeating injection step. Further, the total fuel injection time in each pressurizing process, that is, the sum of the opening times of the fuel injection nozzles 1 in each pressurizing process is measured during the repeating injection step. The opening time of the fuel injection nozzle 1 can be easily measured by a well-known method. For example, a position detection sensor (not shown) for detecting the position of the needle of the needle valve (not shown) provided in the fuel injection nozzle 1 is used to detect the position of the needle, and based on the detection signal, the needle is opened. It is also possible to obtain the sum of the opening times of the fuel injection nozzles by summing the times, and instead of the position detection sensor for detecting the position of the needle, the angle of the crankshaft (not shown) of the engine for driving the needle is detected. An encoder (not shown) or the like may be provided, and the opening time of the fuel injection nozzle 1 may be measured based on the signal from the encoder.
상술한 바와 같이 하여, 가압과정들에서의 총 연료분사량과 총 연료분사시간이 얻어지면, 그 총 연료분사량을, 상기 반복분사단계에서 수행된 가압과정의 총 회수로 나누어 1회의 가압과정당 평균연료분사량을 구하고, 또한, 상기 총 연료분사시간을 상기 반복분사단계에서 수행된 가압과정의 총 회수로 나누어 1회의 가압과정당 평균연료분사시간을 구한다. 이러한 연산은 상기 각 센서들로부터 보내진 신호에 기초하여 제어부(20)에서 행해지도록 함이 바람직하다.As described above, when the total fuel injection amount and the total fuel injection time in the pressurization processes are obtained, the total fuel injection amount is divided by the total number of pressurization processes performed in the repetitive injection step and the average fuel per one pressurization process. The injection amount is calculated, and the average fuel injection time per pressurization process is obtained by dividing the total fuel injection time by the total number of pressurization processes performed in the repetitive injection step. This operation is preferably performed by the control unit 20 based on the signals sent from the respective sensors.
한편, 상기 종래기술을 설명하면서 소개한 바와 같이, 연료분사노즐(1)의 연료분사율(단위시간당 분사된 연료의 질량;)은,이 되는데, 여기서,를 상수라 가정하면, 아래의 수학식 3이 얻어진다.On the other hand, as introduced while explaining the prior art, the fuel injection rate (mass of fuel injected per unit time) of the fuel injection nozzle 1; )silver, This is where, Constant Assume that Equation 3 below is obtained.
한편, 상기 1회의 가압과정당 평균연료분사량을라 하고, 상기 1회의 가압과정당 평균연료분사시간을라 하면, 상기는 상기 수학식 3에서의 연료분사율()을 상기 1회의 가압과정당 평균연료분사시간() 동안 적분한 값과 같아야 하므로, 아래의 수학식 4가 성립된다.Meanwhile, the average fuel injection amount per one pressurization process The average fuel injection time per pressurization process If you say Is the fuel injection rate in Equation (3) ) Is the average fuel injection time per single pressurization process ( Since it should be equal to the integral value during (), Equation 4 below is established.
상기 수학식 4에서 상수 Y는 아래의 수학식 5와 같이 정리될 수 있다.In Equation 4, the constant Y may be summarized as in Equation 5 below.
이를 상기 수학식 3에 대입하면, 아래의 수학식 6과 같이 된다.Substituting this in Equation 3 results in Equation 6 below.
상기 수학식 6에, 상술한 바와 같이 하여 측정된 1회의 가압과정당 평균연료분사량 ()과 상기 1회의 가압과정당 평균연료분사시간()의 측정값을 대입하여 연료분사노즐의 연료분사율()을 구하여 연료분사율의 측정실험을 완료한다.In Equation 6, the average fuel injection amount per one pressurization process measured as described above ( ) And average fuel injection time per single pressurization process ( Fuel injection rate of the fuel injection nozzle by substituting ) And complete the experiment of measuring fuel injection rate.
이러한 연료분사율 측정방법에 따르면, 종래의 방법에서의 단점이 해소될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 수학식 6에서 알 수 있는 바와 같이, 연료의 체적탄성계수에 관한 측정값을 알지 못하더라도, 이미 알고 있는 상수들과 상기 반복분사단계를 수행하는 과정에서 취득된 데이터들에 의해서 연료분사율이 쉽고 간단하게 측정될 수 있다. 따라서, 종래의 연료분사율 측정방법을 수행하기 위해 반드시 필요로 하였던 연료의 체적탄성계수의 측정을 위한 별도의 장치나 측정작업이 본 발명에 따른 연소분사율 측정방법에서는 불필요해지게 되므로, 연료분사율의 측정을 위한 장치가 전체적으로 단순화될 수 있으며 또한, 그 측정작업도 간단히 행해질 수 있다.According to this fuel injection rate measuring method, the disadvantages of the conventional method can be solved. That is, according to the present invention, as can be seen in Equation 6, even if the measurement value of the bulk elastic modulus of the fuel is not known, the constants and data acquired in the process of performing the repeating injection step are known. These fuel injection rates can be measured easily and simply. Therefore, since a separate apparatus or measurement work for measuring the volume modulus of fuel, which is necessary for performing the conventional fuel injection rate measurement method, becomes unnecessary in the combustion injection rate measurement method according to the present invention, fuel injection The apparatus for measuring the rate can be simplified as a whole, and the measuring can also be done simply.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 측정창치는, 본 발명의 측정방법을 수행할 수 있는 장치의 일례에 불과한 것이며 그러한 측정장치에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.The measurement window described above and shown in the drawings is only one example of an apparatus capable of performing the measuring method of the present invention, and the present invention is not limited to such measuring apparatus.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료분사노즐의 연료분사율 측정방법에 의하면, 종래의 연료분사율 측정방법을 수행하기 위해 반드시 필요로 하였던 연료의 체적탄성계수의 측정을 위한 별도의 장치나 측정작업을 필요로 하지 않으므로, 연료분사율의 측정을 위한 장치가 전체적으로 단순화될 수 있으며 또한, 그 측정작업도 매우 간단해지게 된다는 효과가 있다.As described above, according to the fuel injection rate measuring method of the fuel injection nozzle for the diesel engine according to the present invention, a separate method for measuring the volume elastic modulus of fuel, which is necessary for performing the conventional fuel injection rate measuring method, is required. Since no device or measurement is required, the device for measuring the fuel injection rate can be simplified as a whole, and the measurement is also very simple.
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