1、第一章緒論1設計目的2壓燃式發動機的燃料噴射裝置概述2噴油過程4幾何供油規律和噴油規律的定義：5噴油器總成5第二章壓燃式發動機油管殘留測量裝置的設計7壓燃式發動機油管殘留測量裝置控制系統概述7壓燃式發動機油管殘留測量裝置的原理11壓燃式發動機油管殘留測量裝置相位調整11壓燃式發動機油管殘留測量裝置測量線路11壓燃式發動機油管殘留測量裝置試驗結果分析錯誤!未定義書簽。壓燃式發動機油管殘留測量裝置校驗壓電壓力傳感器錯誤!未定義書簽。壓燃式發動機油管殘留測量裝置相關油管嘴端壓力與針閥體壓力室壓力錯誤!未定義書簽。第三章機械傳動選用及設計計算錯誤!未定義書簽。圓錐齒輪的計算錯誤!未定義書簽。主傳動軸的

2、相關概算錯誤!未定義書簽。花鍵聯軸器的計算錯誤!未定義書簽。3.4. 壓力波動的分析錯誤!未定義書簽。3.5. 燃油的可壓縮性錯誤!未定義書簽。3.6. 管路的容積變化錯誤!未定義書簽。3.7. 管路中的壓力波動錯誤!未定義書簽。3.8. 噴油泵的參數選擇及其對柴油機性能的影響錯誤!未定義書簽。3.9. 噴油泵的速度特性校正錯誤!未定義書簽。可變減壓容積錯誤!未定義書簽。3.11. 可變的減壓作用錯誤!未定義書簽。3.12. 高壓油管錯誤!未定義書簽。3.13. 壓燃式內燃機異常噴射現象錯誤!未定義書簽。二次噴射穩定噴射第四章測試精度第五章設計小結致謝錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書

3、簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。參考文獻第一章緒論測試的根本任務是獲取有用的信息。首先是檢測出被測對象的有關信息，然后加以處理，最后將其結果提供應觀察者或輸入其他信息處理裝置、控制系統。因此，測試技術是屬于信息科學范疇，是信息技術三大支柱測試控制技術、計算技術和通信技術之一。測量是以確定被測物屬性量值為目的的全部操作。測試技術具有試驗性質的測量，或者可理解為測量和試驗的綜合。人類在從事社會生產、經濟交往和科學研究活動中，都與測試技術息息相關。測試是人類認識客觀世界的手段，是科學研究的根本方法。科學的根本目的在于客觀地描述自然界

4、。科學定律是定量的定律。科學探索需要測試技術，用準確而簡明的定量關系和數學語言來表述科學規律和理論也需要測試技術，檢驗科學理論和規律的正確性同樣需要測試技術。可以認為精確的測試是科學的根基。在工程技術領域中，工程研究、產品開發、生產監督、質量控制和性能試驗等，都離不開測試技術。特別近代工程技術廣泛應用著的自動控制技術已越來越多的運用測試技術，測試裝置已成為控制系統的重要組成局部。甚至在日常生活用具，如汽車、家用電器等方面也離不開測試技術。測量是人類認識和改造物質世界的重要手段之一。通過測量，人們可以對客觀事物獲得數量的概念，通過歸納和分析，總結出規律。為了進行測量，必須規定一些標準單位，如在國

5、際單位制中，規定長度的單位為米，時間的單位為秒，質量的單位為千克，電流強度的單位為安培等等。所謂測量是借助儀器把待測物理量的大小用某一選定的單位表示出來，其倍數即為物理量的數值。測量值應該由數值和單位組成。總之，測試技術已廣泛的應用于工農業生產、科學研究、國內貿易、國防建設、交通運輸、醫療衛生、環境保護和人民生活的各個方面，起著越來越重要的作用，成為國民經濟開展和社會進步的一項必不可少的重要根底技術。因而，使用先進的測試技術也成為經濟高度開展和科技現代化的重要標志之一。根據獲得測量結果的方法不同，測量可分成兩大類：1 .直接測量能夠利用儀器直接讀出物理量的測量值的測量稱為直接測量，相應的物理量

6、稱為直接測量量。例如，用電壓表測量電壓，用溫度計測量溫度等。2 .間接測量在多數情況下，借助于一定的函數關系，由直接測量通過計算而獲得待測物理量的測量稱為間接測量，相應得到的物理量稱為間接測量量。例如，圓柱的體積V可以用米尺測出它的高H和直徑D,通過V4d2計算。H和D是直接測量量，而體積V那么是間接測量。由于本課題研究的是油管的殘留壓力，該壓力是可通過裝置直接采樣的，無需通過借助一定的函數關系計算獲得，因此該壓力測試是直接測量。柴油機供油系統多參數的電測量，為研究供油系統噴射特性提供了手段。而且，目前在評估新品開發設計的噴油泵和噴油嘴的性能時，也常以多參數的電測量作為考核工程之一。因此，測量

7、的精確性就顯得越發重要了。在以往的電測試驗中，出現過油嘴已噴油的工況下，測出的油管壓力低于油嘴開啟壓力的情況。例如在二零零二年八月高速一號泵的電測試驗中，油嘴開啟壓力為12.5MPA,當油泵轉速為250RPM時，測出的嘴端最高壓力只有11.69MPA。還有，日本VE泵在二零零二年九月的試驗中，油嘴開啟壓力為18.13MPA185kgf/cm2，在油泵轉速為390RPM時，測出的嘴端最高壓力只有17.013MPA173.6kgf/cm2。在上述兩例試驗中，油嘴針閥均已開啟噴油。產生這種現象的原因是什么呢？現有使用的傳感器、信號轉換儀、數據處理儀、都是具有世界先進水平的儀器。精度很高，隨機誤差很小

8、。這就要考慮是否存在較大的系統誤差，即要從測試方法的角度去考慮了。目前一般采用壓電式傳感器測量壓力。壓電傳感器因其機械強度高，體積小，重量輕、高頻特性良好，輸出線性好等優點，而被廣泛采用。但當被測壓力變化頻率低，變化幅度小時，壓電晶體的電荷量變化難于反映到測量結果中，即壓電傳感器的低頻特性差。而我們測量的小路中存在這種變化頻率低、幅度小的壓力一一高壓油管中的殘留壓力。因此，壓電傳感器是測不出這種壓力的。上面提到的現象極可能是因為測不出殘留壓力而產生的。在課題立項時，還曾考慮過壓電傳感器靈敏度變化問題，還有高壓油管嘴端壓力與針閥體內壓力室的壓力差異問題，是否會對壓力測量精度產生一定的影響。這些都

9、將在下面的論文中予以闡述。燃油噴射裝置是柴油機的一個重要組成局部，在產品改良和新品試制過程中，為了獲得良好的性能指標，往往需要對燃油噴射系統進行大量的調試工作.根據大量實踐說明對現代柴油機噴射裝置的要求是：1能精確的控制每循環的噴射量（并要求每缸等量），并在規定的時間內（噴射持續角）噴入汽缸，換言之，即要求具有適宜的噴油率。2為了優化柴油機的性能、煙度、噪聲和排放，需要具備能隨柴油機負荷和轉速變的、精度為±1CA的噴油提前角。3為了將柴油和空氣混合，需要高的噴射壓力，對具有強空氣渦流的直噴式或非直噴式柴油機，最大噴射壓力為3040MPA,對低渦流直噴式，最大噴射壓力約為4548MPA

10、,對無渦流直噴式，最大噴射壓力在100MPA以上。近年來，得到蓬勃開展的電控噴射系統，在實現要求2方面已比常規的機械液力式噴射裝置顯示出更大的優越性，并開辟了將噴油系統控制和運輸車輛控制結合起來的可能性。在壓燃式內燃機出現早期，燃油噴射是通過高壓空氣實現的。一九二七年，德國博世BOSH公司開始專業生產以螺旋槽柱塞旋轉方式調整供油量的機械式噴油泵，這種噴油泵的工作原理至今仍用于多數壓燃式內燃機的燃料供應系統中。圖1-1燃油系統圖如圖1-1整個燃油系統由低壓油路油箱、輸油泵、燃料濾請器、噴油泵、高壓油管、噴油器和調節系統組成。其核心局部是高壓油路所組成的噴油系統，人們也把這種傳統燃料供應系統稱之為

11、泵-管-嘴系統。在這種系統中，噴油泵有柱塞式噴油泵和轉子分配式噴油泵兩種。對柱塞式噴油泵，每個柱塞元件對應于一個氣缸，多缸內燃機所用的柱塞數和氣缸數相等且和為一體，構成合成式噴油泵；對小型單缸和大型多缸內燃機，常采用每個柱塞元件獨立組成一個噴油泵，稱之為單體噴油泵。轉子分配式噴油泵是用一個或一對柱塞產生高壓油向多缸內燃機的氣缸內噴油，這種主要用于小缸徑高速壓燃式內燃機上，其制造本錢較低。在上述泵-管-嘴燃料供應系統中，由于有高壓油管的存在，使噴油系統在內燃機上的布置比擬方便靈活，加上已積累了長期制造與匹配的理論與經驗，因此，目前這種系統仍在各種壓燃式內燃機上得到廣泛應用。但是，也正由于高壓油管

12、的存在，降低了整個燃油供應系統高壓局部的液力剛性，難于實現高壓噴射與理想的噴油規律，也使這種傳統燃料供應系統的應用前景受到一定的限制。為了滿足壓燃式內燃機不斷強化及日益嚴格的排放與噪聲法規的要求，目前正在大力開展各種高壓、電控的燃料噴射系統，如采用短油管的單體泵系統、泵噴嘴與PT系統、蓄壓式或共軌系統等等。在目前對于上述各種噴射裝置的研制中，對噴射裝置系統壓力性能有著很高的要求，而油管的殘留壓力，在整個壓力系統中占有十分重要的地位，因此對殘留壓力裝置的研究對整個燃油噴射裝置性能的提高有著十分重要的作用。壓燃式內燃機工作時，曲軸通過定時齒輪驅動噴油泵旋轉，燃油從油箱經濾清、輸油泵加壓約0.10.

13、15MPA到噴油泵的低壓油腔。當挺柱體總成的滾輪在凸輪基圓時，柱塞腔與低壓油腔通過進、回油孔聯通，向柱塞腔供油，噴油泵凸輪軸運轉，凸輪推動挺柱體總成克服柱塞彈簧力向上運動。當柱塞頂面上升到與進、回油孔上邊緣平齊，進、回油孔關閉，柱塞腔與低壓油腔隔離。當柱塞再向上運動時，柱塞腔內的燃油被壓縮，壓力升高。當壓力上升到大于出油閥開啟壓力與高壓油管內殘壓之和時，出油閥開啟，燃油流入出油閥緊帽進到高壓油管、噴油器體內油路及針閥體盛油槽內。柱塞繼續上升，油壓升高，當噴油器針閥體盛油槽內的油壓到達并超過針閥開啟壓力時，針閥翻開，向氣缸內噴油。由于柱塞頂面積大，噴油器的噴孔面積小，故噴射過程中壓力繼續升高。當

14、柱塞上升到其斜槽上邊緣與回油孔的下邊緣相聯通時，柱塞再上升，柱塞腔與低壓油腔相通，燃油流經回油孔開啟截面進入低壓油腔，柱塞腔壓力下降。隨后出油閥在彈簧力和兩端油壓的綜合作用下開始下行，當減壓凸緣進入出油閥座孔后，出油閥緊帽腔與柱塞腔隔離，使緊帽腔到噴油器所組成的高壓油路內保持一定量燃油，出油閥仍繼續下行到落座。出油閥在落座過程中，由于減壓容積的作用，使高壓油路出油閥緊帽腔、高壓油管、噴油器體內油道、盛油槽容積的總和中燃油壓力迅速下降。當盛油槽內的燃油壓力小于針閥關閉壓力時，針閥落座，噴油停止。由于燃油的可壓縮性與慣性，壓力的傳播與反射，高壓油管內的燃油將產生一定的壓力波，壓力波在出油閥緊帽腔到

15、針閥體的盛油槽內不斷衰減，趨于一定壓力定值即殘留壓力。上述噴油過程是可用壓力傳感器及位移傳感器和相應儀器測出，考慮到測量的方便性和可行性，通常噴油過程試驗僅測出泵端壓力、嘴端壓力、針閥升程和噴油速率隨凸輪軸轉角變化關系。隨后，出油閥落座時，柱塞在凸輪驅動下繼續上行到最大行程后，在柱塞彈簧力作用下，沿凸輪下降段下行，在下行過程中，噴油泵不產生泵油作用，至此，完成了一個泵油循環。在柱塞上升過程中，柱塞從下止點上升到進、回油孔關閉時所經過的距離，稱之為噴油泵柱塞的預行程，它的大小決定了柱塞在壓油過程中初速度的大小，將影響噴油速率；柱塞封閉進、回油孔開始壓油到柱塞斜槽上邊緣與回油孔相通開始回油所經歷的

16、升程，稱之為噴油泵柱塞的有效行程，它的大小與循環供油量有關，決定了噴油器循環噴油量的大小。從上述噴油過程的概述可知，噴油試驗過程涉及了泵端壓力嘴端壓力。而為了真實獲得這兩個壓力必須與油管的殘留壓力結合起來。因此油管的殘留壓力是整個噴油過程的一個組成局部，對整個噴射過程有著十分重要的作用。幾何供油規律是指從幾何關系上求出的油泵凸輪每轉一度或每妙噴油泵供入高壓系統的燃油量mm3/。泵軸或mm3/s隨凸輪軸轉角巾或時間t的變化關系。由于它純粹是幾何關系決定的，因此只要知道柱塞的運動特性即可。噴油規律是指在噴油過程中，每秒或每度泵軸轉角從噴油器噴出的燃油量隨時間或泵軸轉角的變化關系。噴油器總成對于柴油

17、機來說，有著非常重要的作用。噴油器總成在發動機上的安裝及噴油器總成的噴射性能直接影響柴油發動機的動力性、經濟性、使用性能及可靠性。噴油器不僅決定著噴霧質量、油束與燃燒室的配合，而且影響噴油特性噴油時刻、噴油延續時間、噴油規律，這些都直接影響發動機的性能指標。如果噴油不良，油束和燃燒室配合不好，那么混合氣形成惡化，燃燒變壞，性能下降。在新產品的試制過程中，往往需要對噴油器作大量的調試，才能使柴油機到達設計指標；在使用過程中，常由于噴油器的故障使發動機性能下降，甚至不能運轉。所以噴油器是影響柴油機設計指標和使用性能的關鍵部件之一。噴油器總成通過法蘭、壓板和螺套緊固在發動機的氣缸頭上，它的噴油嘴端深

18、入到發動機氣缸的燃燒室內。噴油器的高壓油道通過高壓油管與噴油泵總成的出油閥接頭相連接，回油油路相互連接直接回到油箱。噴油器總成的功用是：1 .將一定數量的具有適宜噴射壓力的燃油霧化，以促進燃油在發動機氣缸內的著火燃燒。2 .借助于或者不借助于空氣渦流將燃油噴注并力求均勻分布到氣缸的燃燒室內，特別對于無渦流的開式燃燒室，噴油器總成的安裝精度是一個很值得重視的問題。一般噴油器總成由噴油嘴偶件、噴油器體、調壓裝置、油管接頭、緊帽等、部件組成。當高壓燃油經高壓油道進入噴油嘴偶件盛油槽部位而壓力積蓄到能克服調壓彈簧對針閥的壓緊力時，針閥被升起，高壓油進入嘴端的高壓腔經噴孔霧化而噴射到氣缸的燃燒室內。當噴

19、油泵終止泵油，油道內壓力降低，針閥受彈簧的壓力而降致針閥座面以關閉高壓腔，這時燃油不能經過噴油孔而進入發動機氣缸的燃燒室，而燃燒室的燃點也不能進入噴油器體內。由于噴油器總成的主要組成是噴油嘴偶件，而噴油嘴偶件又有不同的結構形式，所以噴油器總成也有不同的結構形式。小發動機的油嘴開啟壓力較低，而大發動機的油嘴開啟壓力和關閉壓力應足夠高，以保證噴射終止后針閥能克服燃燒室高壓而落座，否那么燃燒室氣體將進入油嘴，使噴孔和針閥積碳而進一步影響燃油的噴射和燃燒。噴油器中噴油壓力的影響：在燃油噴射過程中，燃油壓力是變化的。一般講，小型高速柴油機的噴油嘴針閥開啟壓力為1220MPA,最高燃油壓力是4060MPA

20、,而大型柴油機噴油嘴針閥開啟壓力為2130MPA,最高噴油壓力約為80100MPA以上。噴油壓力直接影響噴油持續時間和燃油霧化質量。如果噴油壓力過低，那么燃油霧化不好，而且容易引起燃氣回竄將噴油嘴燒壞。隨著噴油壓力提高，可以使油束出口速度增加，降低油滴的平均直徑，使油滴蒸發加快，加速油束在空氣中的擴散，使空氣卷入的相對速度增加，同時噴射持續期縮短，這樣就大大提高了混合氣形成速率，從而改善燃燒性能。噴油壓力對然油消耗率的影響：隨著噴油壓力提高，燃油消耗率下降。所以近年來在柴油機上有提高噴油壓力的趨勢，甚至采用高壓噴射。例如在大型柴油機上噴油壓力已提高到100MPA以上，MAN公司的58/64系列

21、柴油機的最高噴油壓力已達130MPA,并打算提高到140MPA,在小型高速柴油機上，由于受到噴油泵強度的限制，最高噴油壓力通常在70MPA以下。應該指出，由于最高噴油壓力的出現是瞬時的，因此應用平均有效壓力即在噴油持續期內通過噴孔的平均壓降來判斷噴油過程的好壞更為合理。隨著平均有效壓力的提高，燃油消耗率和煙度都相應下降。第二章.壓燃式發動機油管殘留測量裝置的設計壓力和流量等流體參量的測量，在眾多工程領域中都具有十分重要的意義。各種壓力和流量測量裝置盡管在原理或結構上有很大差異，但它們的共同特點是都有中間轉換元件，以便把流體的壓力、流量等參量轉換為中間機械量，然后再用相應的傳感器將中間機械量轉換

22、成電量輸出。這種中間轉換元件對測量裝置的性能有著重要的影響。另一個特點是壓力和流量測量中，測量裝置的測量精度和動態響應不僅與傳感器本身及由它所組成的測量系統的特性有關，而且還和由傳感器、連接管道等組成的流體系統的特性有關。在非電量測試技術中，首先遇到的是將各種非電量變換為電量，我們稱能夠完成這種變換功能的裝置為傳感器。傳感器是實現自動檢測和自動控制的首要環節。如果沒有傳感器對原始參數進行精確可靠的測量，那么無論是信號轉換或信息處理，或者最正確數據的顯示與控制都是不可能實現的。傳感器也可以認為是人類感官的延伸，因為借助傳感器可以去探索那些人們無法用感官直接測量的事物，例如，用熱電偶可以測得熾熱物

23、體的溫度；用超聲波探測器可以測量海水深度；用紅外遙感器可從高空探測地面上的植被和污染情況，等等。因此，可以說傳感器是人們認識自然界的有力工具，是測量儀器與被測事物之間的接口。在工程上也把提供與輸入量有給定關系的輸出量的器件，稱為測量變換器。傳感器就是輸入量為被測量的測量變換器。傳感器處于測試裝置的輸入端，其性能將直接影響著整個測試裝置的工作質量。信息總是蘊涵在某些物理量之中，并依靠它們來傳輸的。這些物理量就是信號。就具體物理性質而言，信號有光電信號、光信號、力信號，等等。其中，電信號在變換、處理、傳輸和運用等方面，都有明顯的優點，因而成為目前應用最廣泛的信號。各種非電信號也往往被轉換成電信號，

24、而后傳輸、處理和運用。在測試工作的許多場合中，并不考慮信號的具體性質，而是將其抽象為變量之間的函數關系，特別是時間函數或空間函數，從數學上加以分析研究，從中得出一些具有普遍意義的理論。這些理論極大地開展了測試技術，并成為測試技術的重要組成局部。這些理論就是信號的分析和處理技術。一般說來，測試工作的全過程包含著許多環節：以適當的方式鼓勵被測對象、信號的調理、分析與處理、顯示與記錄，以及必要時以電量形式輸出測量結果。因此，測試系統的大致框圖可以用圖2-1來表示:信號被測對象信號整理被測對象圖2-1應當指出，并非所有的測試系統都具備圖2-1中所有環節，尤其是虛線連接的環節和傳輸環節。實際上，對環節與

25、環節之間都存在著傳輸。圖2-1中的傳輸環節是指較遠距離的通訊傳輸。客觀事物是多樣的。測試工作所希望獲取的信息，有可能已載于某種可檢測的信號中，也有可能尚未載于檢測的信號中。對于后者，測試工作就包含著選用適宜的方式鼓勵被測對象，使其產生既能充分表征其有關信息便于檢測的信號。事實上，許多系統的特征參量在系統的某些狀態下，可能充分地顯示出來；而在另外一些狀態下確可能沒有顯示出來，或者顯示得很不明顯，以至于難于檢測出來。因此，在后一種情況下，要測量這些特征參量時，就需要鼓勵該系統，使其處于能夠充分顯示這些參量特性的狀態中，以便有效地檢測載有這些信號的信號。傳感器直接作用于被測量。并能按一定規律將被測量

26、轉換成同種或別種量輸出。信號調理環節。把來自傳感器的信號轉換成更適合于進一步傳輸和處理的形式。這時信號轉換，在多數情況下是電信號之間的轉換。例如將幅值放大，將阻抗的變化轉換成電壓的變化或將阻抗的變化轉換成頻率的變化等等。信號處理環節接受來自調理環節的信號，并進行各種計算、濾波分析將結果輸至顯示記錄或控制系統。信號顯示、記錄環節，以檢測者易于認識的形式來顯示測量的結果，或將測量結果存貯，供必要時使用。在所有這些環節中，必須遵循的根本原那么是各環節的輸出量與輸入量之間保持一一對應和盡量不失真的關系，并必須盡可能的減小或消除各種干擾。從以上的各測量環節的相互關系中我們可以知道，任何測量儀器都是由感受

27、件、中間件、效用件組成的.下面我們再對這三個元件作一下簡單的描述它直接與被測對象發生聯系(但不一定直接接觸),感知被測參數的變化,同時對外界發出相應的信號。作為儀器的感受件必須滿足下述三個條件:(1) 它必須隨被測參數的變化而發生相應的內部變化(這個內部變化就是傳感器的輸出信號)。如熱電偶的一端受熱后，因金屬的熱電效應而產生熱電勢。(2) 它只能隨被測參數的變化而發出信號即不受其它任何參數的影響。如熱電偶產生電勢的大小只隨溫度而變化，其它如壓力等參數的變化不引起電勢的改變。(3) 感受件發出的信號與被測參數之間必須是單值的函數關系即一個確定的信號只能與參數的一個值相對應。例如，不能用水的密度變

28、化來測量+4左右的溫度，因為在這種情況下水的同一個密度大小可以代表兩個不同的溫度。實際上，這三個條件是難以完全得到滿足的，特別是其中第2項條件。因此，任何傳感器都不可能是十全十美的，它都受一定使用條件的限制。如在使用上不加以注意，就會得出錯誤的測量結果。最簡單的中間件是“單純起傳遞作用的元件，它將傳感器的輸出原封不動地傳遞給效用件。這種單純的傳遞件一般只有當傳感器輸出的信號較強，感受件與效用件之間的距離不大或效用件的靈敏度很高或消耗的能量很小時才有可能采用。在近代的內燃機測試工作中，都要求實現數據集中觀測、遙測和自動記錄。所以大多數測量儀器的中間件還必須完成“放大、“變換和“運算任務。儀器的放

29、大件有兩類：一類是感受件發出的信號較強，放大時不需外加能量，它只利用杠桿、齒輪等機械構件擴大指針和標尺之間的相對位移，使之易于觀測，如機械式示功器中的杠桿、彈簧管壓力計中的杠桿和扇形齒輪傳動機構。另一類放大是需要外加能量的，這在電測儀器中用得很多，例如用電子電位計測量熱電勢時，就要將電勢放大十萬倍才能足以驅動伺服電機帶動指針作出指示。這類放大在電測儀器中利用電子器件來完成。有時，為了放大信號的需要，或改變傳感器輸出信號性質的需要，在電測儀器的測量電路中設有信號“變換器和“運算器。它直接與觀測者發生聯系，其作用是根據傳感器輸出信號的大小向檢測者顯示被測參數在數量上的大小。最簡單而常見的儀器效用件

30、是指示件，它通過標尺和指針或液面、光線等的相對位置來反映被測參數的瞬時值，有這種效用件的儀器也就被稱作指示儀器。效用件能將被測參數變化歷程記錄下來的儀器稱為記錄式儀器。在記錄式儀器中，除了以記錄筆的運動來反映被測參數的變化外，還需要另一個作相應運動的部件，這樣才能作出函數的圖形。在現有的條件下此類部件已被打印機等顯示輸出設備所代替。記錄式儀器所能反映的是被測參數在各個瞬時的變化情況，但有時需要知道被測參數對時間的積分。例如，在測定流量時，不僅要知道流量的瞬時值，而且還要知道在某個時間間t2隔內流過的總流量，如以Q表小瞬時流量m2/s，那么Qdt就是從時間ti到t2間隔內流過t1的總流量，但這畢

31、竟比擬麻煩，為此可以使儀器的效用件自己進行積分，這樣的測量儀器稱積分式累計儀器，如流量計、電度表等。此外，按照效用件的功能來分類的還有：數字式儀器、信號式儀器、電接觸式儀器、調節式儀器，等等。測量儀表按其用途可分為范型儀表和實用儀表兩類。范型儀表是準備用以復制和保持測量單位，或是用做進行各種測量儀表校驗和刻度工作的儀表。這類儀表的準確度很高，對它保養和使用有較高的要求。實用儀表是供實際測量使用的儀表，它又可分為實驗室用儀表和工程用儀表。前者必須要提供關于它們讀數的校正曲線或數值表，使用時應考慮周圍環境對示值的影響如溫度、壓力、磁場、振動等。其測量結果具有較高的準確度，后者并不需要校正資料，它們

32、的準確度是預先根據其結構、制造和運用條件定出。對它的要求是動作迅速、使用簡單、可靠，其測量結果能滿足工程測量誤差所允許的范圍。隨機信號的描述：對隨機信號的特點研究可以看出，隨機信號是不能用確定的數學關系來描述的，不能預測其未來的任何瞬時值，任何一次檢測值只代表在其變動范圍中可能產生的結果之一，但其值的變動服從統計規律。描述隨機信號必須用概率和統計的方法。對隨機信號按時間歷程所作的各次長時間觀測記錄為樣本函數。樣本函數在有限時間上的局部稱為樣本記錄。在同一試驗條件下，全部樣本函數的信號總體就是隨機過程。隨機過程的各種平均值均值、方差、均方值和均方根值等是按集合平均來計算的。集合平均的計算不是沿某

33、個樣本的時間軸進行，而是將集合中所有樣本函數對同一時刻的觀測取平均。為了與集合平均相區別，把按單個樣本的時間歷程進行平均的計算稱為時間平均。隨機過程有平穩過程和非平穩過程之分。所謂平穩隨機過程是指其統計特征參數不隨時間變化的隨機過程，否那么為非平穩隨機過程。在平穩隨機過程中，假設任一單個樣本函數的時間平均統計特征等于該過程的集合平均統計特征，這樣的平穩隨機過程叫各態歷經過程遍歷性隨機過程。工程上所遇到的很多信號具有各態歷經性，有的雖不是嚴格的各態歷經過程，但也可以當作各態歷經隨機過程來處理。事實上，一般的隨機過程需要足夠多的樣本函數理論上應為無限多個才能描述它，而要進行大量的觀測來獲取足夠多的

34、樣本函數是非常困難或做不到的。實際的測試工作常把隨機信號按各態歷經過程來處理，進而以有限長度樣本記錄的觀察分析來判斷，估計被測對象的整個隨機過程。也就是說：在測試工作中常以一個或幾個有限長度的樣本記錄來判斷整個隨機過程，以其時間平均來估計集合平均。隨機信號廣泛存在于工程技術的各個領域中。確定信號一般是在一定條件下出現的特殊情況，或者是忽略了次要的隨機因素后抽象出來的模型。測試信號總是受到環境噪聲污染的。故研究隨機信號具有普遍、現實的意義。綜上所述，加上對燃油噴射裝置壓力系統的分析可以知道。油管殘留壓力測試裝置所測的油管殘留壓力，同樣也是隨機信號。以上就是對測量控制系統的概述。為了精確地測定高壓

35、油管中的殘留壓力，我們在查閱了大量資料的根底上，并參照噴油泵的結構設計，設計了一種專門用于測量殘留壓力的測量裝置。柱塞二開有二百四十度的環槽，并通過一隊圓錐直齒輪與油泵凸輪軸同步轉動，柱塞套上裝有壓力表和應變式傳感器。當油泵與殘留壓力測量裝置連接的那一缸即將進入供油狀態時，柱塞的密封面將測量油路與油泵高壓油路切斷。供油結束后，柱塞上的環槽使得測量油路與高壓油管相同。這樣，壓力表和傳感器就采集到了供油結束時期高壓油管中的殘留壓力。可以從壓力表的表盤上直接讀取壓力數值，也可以以此觀察壓力的變化趨勢。由傳感器采集、信號轉換儀轉換和數據處理儀記錄下來的壓力波形，可以得到在一定工況下，一段凸輪軸轉角范圍

36、內壓力波動的情況。可見這兩種記錄方式各有所長。要測量與油泵某一缸連接的高壓油管的殘留壓力；需先轉動油泵凸輪軸，將該缸轉到供油始點位置；再將殘留壓力測量裝置轉到附圖1b所示的位置。然后，將油泵試驗臺動力輸出端與殘留壓力測量裝置傳動軸的一端、殘留壓力測量裝置傳動軸的另一端與油泵凸輪軸，用聯軸節連接起來。這樣，就把殘留壓力測量裝置的相位與油泵的相位對應起來了。測量殘留壓力所作用的傳感器是應變式傳感器。導體受機械變形時，其電阻值發生變化，稱為“應變效應。應變式傳感器就是用以上原理工作的。對于大多數作為應變片金屬絲的材料來說，其電阻絲電阻變化率翳彈性范圍內可用下式表小:dR.dlRkl式中k為常數，其值

37、約在.1.63.6之間；白=為應變。dR此式表示金屬電阻絲電阻變化率笠與應變£成線性關系，而應變靈敏系數k即為此直線的斜率，這就是電阻應變片測量應變的理論根底。半導體應變片最突出的優點是靈敏系數高，根據不同的半導體材料，ks=30175,它比常用的金屬絲電阻應變片的靈敏數系一般k=2大幾十倍，于是在應變片的應用上提供了很大方便。此外，如機械滯后小，橫向效應小以及它本身的體積小等優點，擴大了它的使用范圍。但半導體應變片目前還存在如下缺點：1溫度穩定性差。不僅因為半導體材料的電阻溫度系數大，而且它的靈敏系數隨溫度的變化而有相當大的變化。2在大應變作用下，靈敏系數的非線性較大，同時，由于半

38、導體應變片的靈敏系數高，在承受應變作用時引起的電阻變化就大，如靈敏系數高，在承受應變作用時引起的電阻變化就大，如靈敏系數為130的半導體應變片，在承受1000仙e的作用時，其電阻變化率R/R可達13%,在這種情況下，不僅應變片靈敏系數本身失去線性，而且應變儀常用的等臂惠斯頓電橋也將到達6%的非線性誤差，所以使用半導體應變片測量較大的應變時，對測量儀器本身亦應采取措施，以配合半導體應變片的應用，如用高阻抗恒流電源作電橋供電和采用具有高橋臂比的恒壓電橋等。由于半導體應變片的溫度穩定性差，使用時必須采取溫度補償措施，以消除由溫度引起的零漂或虛假信號。應變式傳感器的溫度補償是一個不可無視的問題，因為應

39、變片作為敏感元件測量構件的變形時，總是希望應變片的電阻變化與應變之間有單信函數關系，但實際上電阻的變化受溫度變化的影響很大。在實際工作中，為了減小甚至消除這種溫度變化的影響，常采用橋路補償和應變片自補償的方法來進行溫度補償。目前常用的應變式壓力傳感器有懸鏈膜片-應變筒式、平膜片式和管式等。它們的共同特點是利用粘貼在彈性敏感元件上的應變片，感測其受壓后的局部應變，從而測得流體的壓力。油管殘留壓力測量裝置采用的BPR-2/100型傳感器，就是懸鏈膜片-應變筒式應變式壓力傳感器。當傳感器的膜片受到流體壓力作用時，圓筒受到壓縮，產生應變。在圓筒薄壁局部的外外表上，沿軸向粘貼工作應變片，沿橫向粘貼溫度補

40、償片，工作片和補償片接成半橋，通過相應的測量電路，即可得到與被測壓力成正比的電壓或電流輸出。這種傳感器的承壓膜片以應變筒直徑分為內、外兩局部，其徑向剖面呈懸鏈線形，膜片的抗彎剛度很小。這樣，應變筒的軸向壓應變可由下式估算：AAEP式中P一被測壓力PaA一應變筒的橫截面積m2E一應變筒材料的彈性模量N/m2Ai一承壓膜片的有效工作面積m2在外殼內徑確定的情況下，應變筒外徑越大那么承壓膜片的有效工作面積也越大，這對提高傳感器的靈敏度有利。但應變筒外徑增大，應變筒與膜片的接觸面積就要增加，從而使溫度影響增大。一般設計成小圓面積略小于大圓面積的三分之一，在這種情況下，承壓膜片的有效面積略小于總面積的三

41、分之二。懸鏈膜片壓力傳感器的線性誤差較大。包括非線性、回程誤差和蠕變再內的總線性誤差一般為1%，較好的情況下可達0.5%左右。除了它有一般應變式傳感器中產生線性誤差的因素之外，這種傳感器承壓膜片的有效工作面積隨壓力的增大而減小，以及在壓力作用下膜片邊緣部位出現相當大的局部彎曲應力，都是產生非線性的重要原因。當應力超過材料屈服限時，就會出現回程誤差、蠕變等問題。上述所有因素引起的線性誤差，都是隨著膜片直徑的增大而減小。這種壓力傳感器的靈敏度和固有頻率都要比相同直徑的平膜片式傳感器高的多，它的固有頻率一般在3050kHz的范圍內。綜合上述內容，可以得出這樣一個結論，就是傳感器受壓力作用，產生微應變。由應變儀將微應變量的變化轉換為電壓的變化。將電壓信號送入數據處理儀。由模擬量/數字量A/D轉換板轉換，就得到了壓力的數字量。測量高壓油管泵端、嘴端壓力的傳感器是壓電式傳感器。壓電傳感