JPH08121288A - 噴射率測定装置 - Google Patents

噴射率測定装置

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Publication number
JPH08121288A
JPH08121288A JP26589594A JP26589594A JPH08121288A JP H08121288 A JPH08121288 A JP H08121288A JP 26589594 A JP26589594 A JP 26589594A JP 26589594 A JP26589594 A JP 26589594A JP H08121288 A JPH08121288 A JP H08121288A
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JP
Japan
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fuel
injection
pressure
momentum
injection rate
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JP26589594A
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English (en)
Inventor
Nobutoshi Yoshida
信俊 吉田
Kazuo Yamaguchi
和郎 山口
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Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モーメンタム法においても、インジェクタの
燃料噴射率を正確に測定することを可能にする。 【構成】 インジェクタ先端部１ａから噴射される燃料
Ａの噴射モーメンタムＦを測定する圧力センサ３０及び
圧力センサ信号変換器３１と、燃料Ａの燃料噴射速度ｖ
0 を測定するレーザドップラ流速計３３及び流速計信号
変換器３４と、噴射モーメンタムＦと燃料噴射速度ｖ0
とから、式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・（ψ・ｖ0）-1を用い
て、燃料Ａの噴射率（ｄｍ／ｄｔ）を求める演算処理部
３５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インジェクタから噴射
される燃料の噴射率を測定するための噴射率測定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インジェクタから噴射される燃料の噴射
率を測定する理論的方法としては、圧力−リフト法やＷ
−Ｂｏｓｃｈ法等が知られている。これらの測定方法
は、燃料を高圧（数１０ＭＰａ）で噴射するディーゼル
燃料噴射の噴射率を測定する場合には有効である。しか
し、燃料を低圧（数１００ＫＰａ）で噴射するガソリン
燃料噴射の噴射率を測定するには不向きである。そこ
で、このような低圧噴射状態においても、その噴射率を
十分に測定することができる方法として、モーメンタム
法が考案されている。このモーメンタム法によれば、イ
ンジェクタから噴射される燃料の噴射率（ｄｍ／ｄｔ）
は次の(1)式で表される。但し、Ｆは噴射モーメンタ
ム、ψはモーメンタム係数、ρは燃料密度、Ｐi はイン
ジェクタのノズル油溜り部内の圧力、Ｐ0は背圧であ
る。 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２（Ｐi −Ｐ0 ）／ρ］-1/2 ・・・(1) この(1) 式を用いた噴射率測定装置においは、インジェ
クタ噴射時の未知物理量がＦとＰi であることから、こ
れらの物理量を測定する手段を設け、その測定結果を、
(1) 式に代入処理することにより、噴射率（ｄｍ／ｄ
ｔ）を求めることができる。したがって、この理論を用
いることにより、簡単な構造の噴射率測定装置を作るこ
とができる。
【０００３】従来、この種の噴射率測定装置としては、
図６に示すようなものがあった。図６において、符号１
００がインジェクタの先端部であり、このインジェクタ
先端部１００内でニードルバルブ１０１を進退させるこ
とで、燃料Ａを噴射する構造になっている。このインジ
ェクタの噴射率測定装置は、噴射口に対向させて配置し
た圧力センサ２００の受圧面で燃料Ａを受け、その受圧
面の圧力を検出して、噴射モーメンタムＦを求めるよう
になっている。一方、インジェクタのノズル油溜り部１
０２内の圧力Ｐiは、直接検出することはできない。し
かし、ノズル油溜り部１０２内の圧力Ｐiの大きさに対
応して、インジェクタ先端部１００に歪が生じる。した
がって、従来はこの現象を利用し、ノズル油溜り部１０
２の外側に取り付けた歪ゲージ２０１でインジェクタ先
端部１００の歪を測定し、その大きさをノズル油溜り部
１０２内の圧力Ｐi として捉らえていた。そして、この
ように測定した圧力値と噴射モーメント値とを前述した
(1) 式に代入して演算処理することで、噴射率（ｄｍ／
ｄｔ）を測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の噴射率測定装置では、ノズル油溜り部１０２内の圧力
Ｐi に基づいて噴射率を正確に測定することができな
い。すなわち、インジェクタ先端部１００の歪は、ノズ
ル油溜り部１０２内の圧力Ｐi だけでなく、ニードルバ
ルブ１０１の動きによっても影響を受け、しかも、ニー
ドルバルブ１０１の動きに伴って変化するので、ノズル
油溜り部１０２内の圧力Ｐi だけを正確に測定すること
ができないからである。
【０００５】また、燃料を低圧で噴射するガソリン燃料
噴射の場合には、インジェクタ先端部１００の歪がほと
んど生じないので、ノズル油溜り部１０２内の圧力Ｐi
を歪ゲージ２０１で知ることは困難である。
【０００６】本発明の目的は、モーメンタム法を用いた
場合にも、インジェクタの燃料噴射率を正確に測定する
ことができる噴射率測定装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、インジェクタから噴射される燃
料を受圧面で受ける第１の圧力センサを用いて前記燃料
の噴射モーメンタムを測定する噴射モーメンタム測定部
と、流速計を用いて前記燃料の燃料噴射速度を測定する
燃料噴射速度測定部と、前記噴射モーメンタム測定部と
前記燃料噴射速度測定部とで測定された噴射モーメンタ
ムと燃料噴射速度とから、式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・（ψ・
ｖ0 ）-1を用いて（但し、ｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｆは噴
射モーメンタム、ψはモーメンタム係数、ｖ0 は燃料噴
射速度である）、燃料の噴射率を求める演算処理部と、
を備えることを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載の噴射
率測定装置において、前記流速計は、レーザドップラ流
速計又は熱線流速計のいずれかである、ことを特徴とし
ている。
【０００９】請求項３の発明は、インジェクタから噴射
される燃料を受圧面で受ける第１の圧力センサを用いて
前記燃料の噴射モーメンタムを測定する噴射モーメンタ
ム測定部と、第２の圧力センサを用いて前記インジェク
タから噴射された燃料の背圧を測定する背圧測定部と、
第３の圧力センサを用いて前記インジェクタに供給され
る燃料の供給圧を測定する供給圧測定部と、前記噴射モ
ーメンタム測定部と前記背圧測定部と前記供給圧測定部
とで測定された噴射モーメンタムと背圧と供給圧とか
ら、式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２（Ｐi ’−Ｐ0 ）
／ρ］-1/2を用いて（但し、ｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｆは
噴射モーメンタム、ψはモーメンタム係数、Ｐi ’は供
給圧、ρは燃料密度である）、燃料の噴射率を求める演
算処理部と、を備えることを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の
いずれか１項に記載の噴射率測定装置において、前記第
１の圧力センサの受圧面に、断熱材を設けた、ことを特
徴としている。
【００１１】請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の
いずれか１項に記載の噴射率測定装置において、前記第
１の圧力センサの受圧面又は前記断熱材の表面に残留す
る燃料を除去する燃料溜り防止部を設けた、ことを特徴
としている。
【００１２】請求項６の発明は、請求項５に記載の噴射
率測定装置において、前記燃料溜り防止部は、圧縮空気
を生成するコンプレッサーと、前記コンプレッサーから
の圧縮空気を前記第１の圧力センサの受圧面又は前記断
熱材の表面に吹き付ける空気噴射器と、を備えることを
特徴としている。
【００１３】請求項７の発明は、請求項１〜請求項４の
いずれか１項に記載の噴射率測定装置において、前記イ
ンジェクタと前記第１の圧力センサとを横向きに配置し
た、ことを特徴としている。
【００１４】
【作用】請求項１の発明によれば、噴射モーメンタム測
定部において、第１の圧力センサを用いてインジェクタ
から噴射される燃料の噴射モーメンタムが測定され、燃
料噴射速度測定部において、流速計を用いて燃料の燃料
噴射速度が測定される。そして、演算処理部において、
測定された噴射モーメンタム及び燃料噴射速度と、式
ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・（ψ・ｖ0 ）-1とから、燃料の噴射率
が求めることができる。
【００１５】請求項２の発明によれば、レーザドップラ
流速計又は熱線流速計のいずれかの流速計を用いて、燃
料噴射速度が測定される。
【００１６】請求項３の発明によれば、噴射モーメンタ
ム測定部において、噴射モーメンタムが測定され、背圧
測定部において、第２の圧力センサを用いて燃料の背圧
が測定される。さらに、供給圧測定部において、第３の
圧力センサを用いて燃料の供給圧が測定される。そし
て、演算処理部において、測定された噴射モーメンタム
と背圧と供給圧と、式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２
（Ｐi ’−Ｐ0 ）／ρ］-1/2とから、燃料の噴射率を求
めることができる。
【００１７】請求項４の発明によれば、インジェクタか
らの燃料は、第１の圧力センサの受圧面に設けられた断
熱材に対して噴射される。
【００１８】請求項５の発明によれば、燃料溜り防止部
によって、第１の圧力センサの受圧面又は断熱材の表面
に残留する燃料が除去される。
【００１９】請求項６の発明によれば、コンプレッサー
で生成された圧縮空気が、空気噴射器から第１の圧力セ
ンサの受圧面又は断熱材の表面に吹き付けられる。
【００２０】請求項７の発明によれば、インジェクタか
ら噴射され、第１の圧力センサの受圧面又は断熱材の表
面に残留しようとする燃料は、横向きの第１の圧力セン
サの受圧面又は断熱材の表面を伝わって、落下する。
【００２１】
【実施例】
（第１実施例）以下、本発明の実施例について図面を参
照して説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る噴
射率測定装置を示す概略図である。図１において、符号
１がインジェクタであり、このインジェクタ１の基端部
（図上端部）には、フィルタ１０を有した機械コネクタ
１１を介して、燃料供給管１２が液密に接続され、この
燃料供給管１２からインジェクタ１内に燃料Ａが供給さ
れるようになっている。
【００２２】このインジェクタ１内には、スプリング１
３で付勢されたニードルバルブ１４が図の上下方向にス
ライド可能に装着されている。このニードルバルブ１４
の外側には、ソレノイドコイル１５が配設されており、
電気コネクタ１６を介して入力されたインジェクタドラ
イブ信号を、このソレノイドコイル１５に通電すること
で、ニードルバルブ１４の上下動の制御を行うようにな
っている。
【００２３】本実施例の噴射率測定装置は、このような
インジェクタ１から噴射される燃料Ａの噴射率を、噴射
モーメンタムＦと燃料噴射速度ｖ0 とに基づいて測定す
る構造になっている。ここで、本実施例の測定原理につ
いて述べる。前述したように、モーメンタム法によれ
ば、燃料Ａの噴射率（ｄｍ／ｄｔ）は次の(1)式で表さ
れる。 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２（Ｐi −Ｐ0 ）／ρ］-1/2 ・・・(1) ところで、流体である燃料Ａはベルヌーイの定理に従う
ので、次式(2) ，(3)が成立する。但し、ｖi は噴射前
の燃料Ａの速度、ｖ0 は噴射後の燃料Ａの速度である。 ρ（ｖi ）2 ／２ ＋ ρｇｈ ＋ Ｐi ＝Ｔ（ｃｏｎｓｔ）・・・(2) ρ（ｖ0 ）2 ／２ ＋ ρｇｈ ＋ Ｐ0 ＝Ｔ（ｃｏｎｓｔ）・・・(3) したがって、(2) 式から(3) 式を差し引くと、次の(4)
式を得る。 ｖ0 ＝［２（Ｐi −Ｐ0 ）／ρ ＋（ｖi ）2 ］1/2 ・・・(4) ここで、初期条件（噴射前の速度ｖi＝０）を考慮する
と、(4)式が次の(5)式になる。 ｖ0 ＝［２（Ｐi −Ｐ0 ）／ρ］1/2 ・・・(5) したがって、この(5)式と(1)式とから次の(6)式を得
る。 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・（ψ・ｖ0 ）-1 ・・・(6) すなわち、本理論によれば、(6) 式が示すように、燃料
Ａの噴射モーメンタムＦと噴射後の燃料Ａの速度ｖ0 と
を測定すれば、燃料Ａの噴射率ｄｍ／ｄｔを求めること
ができる。
【００２４】本実施例の噴射率測定装置は、前述した
(6) 式の理論に基づいて、燃料Ａの噴射率ｄｍ／ｄｔを
求めるもので、このため、図１に示すように、圧力容器
２と、燃料Ａの噴射モーメンタムＦ及び噴射時の燃料Ａ
の速度ｖ0 を測定するための噴射率測定部３と、噴射率
測定部３の測定を補完する燃料溜り防止部４とを備えた
構成を採っている。
【００２５】圧力容器２は、光透過性を有した素材で形
成された箱体であり、インジェクタ先端部１ａに液密に
取り付けられる。
【００２６】噴射率測定部３は、噴射モーメンタムＦを
測定するための第１の圧力センサとしての圧力センサ３
０及び圧力センサ信号変換器３１（噴射モーメンタム測
定部）と、燃料噴射速度ｖ0 を測定するためのレーザド
ップラ流速計３３及び流速計信号変換器３４（燃料噴射
速度測定部）と、これら測定結果に基づいて前述した
(6) 式を演算する演算処理部３５とでなる。圧力センサ
３０は、ピエゾ式又は半導体式の圧力センサであり、そ
の受圧面をインジェクタ先端部１ａに対向させた状態
で、圧力容器２内に配置されている。そして、この圧力
センサ３０の受圧面には、平面状のフッ素ゴム系の断熱
材３２が接着されており、これにより、燃料Ａと圧力セ
ンサ３０の受圧面との温度差によるモーメンタム信号の
ドリフトを抑えるようにしている。圧力センサ信号変換
器３１は、圧力センサ３０で検出した噴射モーメンタム
Ｆをモーメンタム信号Ｍとして演算処理部３５に送る機
器である。
【００２７】レーザドップラ流速計３３は、インジェク
タ先端部１ａから噴射される燃料Ａの流れに追従した散
乱粒子に、レーザビームＬを照射して、その散乱光のド
ップラ周波数から散乱粒子の速度を測定し、この速度を
燃料Ａの燃料噴射速度ｖ0 とするものであり、圧力容器
２の外側に取り付けられている。流速計信号変換器３
４、レーザドップラ流速計３３で検出した燃料噴射速度
ｖ0 を速度信号Ｓとして演算処理部３５に送る機器であ
る。
【００２８】演算処理部３５は、噴射モーメンタムＦを
示す圧力センサ信号変換器３１からのモーメンタム信号
Ｍと、燃料噴射速度ｖ0 を示す流速計信号変換器３４か
らの速度信号Ｓとを入力し、前述した(6) 式にこれらの
信号が示す噴射モーメンタムＦと燃料噴射速度ｖ0 との
値を代入して噴射率（ｄｍ／ｄｔ）を演算する機能を有
するものであり、ＣＰＵ等で形成されている。
【００２９】一方、燃料溜り防止部４は、コンプレッサ
ー４０と、このコンプレッサー４０からバルブ４１を介
して引き出されたノズル４２（空気噴射器）と、バルブ
４１を制御するコントローラ４３とでなっている。イン
ジェクタ１から圧力センサ３０の断熱材３２に対して燃
料Ａを噴射すると、断熱材３２の表面に燃料Ａが残留し
て、圧力センサ３０の検出能力が落ちるおそれがある。
そこで、バルブ４１を開いてコンプレッサー４０から圧
縮空気Ｂを送り、ノズル４２から断熱材３２に表面に圧
縮空気Ｂを噴射して、残留燃料Ａを吹き飛ばすようにな
っている。コントローラ４３は、バルブ４１の開閉とイ
ンジェクタ１の噴射を制御するものである。具体的に
は、バルブ４１を閉じた状態で、電気コネクタ１６にイ
ンジェクタドライブ信号を送って、インジェクタ先端部
１ａから燃料Ａを噴射させ、噴射終了後に、バルブ４１
を開いてコンプレッサー４０からノズル４２に圧縮空気
Ｂを送出させる。
【００３０】次に、第１実施例の噴射率測定装置による
噴射率測定動作について説明する。図２は、噴射率測定
時の概略全体図である。噴射率測定時には、図２に示す
ように、先ず、圧力センサ３０とノズル４２とが内蔵さ
れ且つ外側上部にレーザドップラ流速計３３が配設され
た圧力容器２を、インジェクタ先端部１ａに液密に装着
する。そして、圧力センサ３０とレーザドップラ流速計
３３とに噴射率測定部３を電気的に接続すると共に、ノ
ズル４２に燃料溜り防止部４を連結する。しかる後、イ
ンジェクタ１に燃料Ａを供給する燃料供給部５をインジ
ェクタ１の燃料供給管１２に連結し、圧力容器２の燃料
排出管２１から排出される燃料Ａの背圧を設定する背圧
設定部６を燃料供給部５に連結する。
【００３１】ここで、燃料供給部５は、加圧用エアーが
加えられる燃料タンク５０を有している。この燃料タン
ク５０には燃料Ａが充填されている。そして、レーザド
ップラ流速計３３で燃料Ａの燃料噴射速度ｖ0 を測定す
ることから、燃料Ａには前述した散乱粒子が混入されて
いる。このような燃料タンク５０は、バルブ５１，５２
を介して、インジェクタ１の燃料供給管１２，背圧設定
部６に連結されており、燃料タンク５０への燃料補給
は、噴射停止状態でフィードバックすることにより行う
ようになっている。
【００３２】背圧設定部６は、加圧用エアーが加えられ
る燃料タンク６０を有している。この燃料タンク６０
は、圧力容器２の燃料排出管２１に連結されると共に、
バルブ６１を介して燃料供給部５のバルブ５２に連結さ
れている。また、この背圧設定部６には、実際のエンジ
ンと同じ条件を発生させるために使用される背圧可変用
ピストン６２が設けられている。このような、背圧設定
部６は、バルブの開閉により、背圧一定での噴射率測定
及び背圧変動時の噴射率測定の２通りについて、背圧を
設定することができるようになっている。
【００３３】このように、圧力容器２，噴射率測定部
３，燃料溜り防止部４，燃料供給部５，背圧設定部６が
装着されたインジェクタ１に燃料供給部５から燃料Ａを
供給し、燃料溜り防止部４のコントローラ４３の制御に
よって、一定量の燃料Ａをインジェクタ先端部１ａから
噴射した後、インジェクタ先端部１ａを閉じる。インジ
ェクタ先端部１ａから噴射された燃料Ａは、断熱材３２
を介して圧力センサ３０に衝突する。すると、この衝突
による噴射モーメンタムＦが圧力センサ３０で検出さ
れ、噴射モーメンタムＦを示すモーメンタム信号Ｍが圧
力センサ信号変換器３１から演算処理部３５に送られ
る。
【００３４】この動作と平行して、噴射された燃料Ａに
レーザドップラ流速計３３からレーザビームＬを照射す
る。すると、燃料Ａの燃料噴射速度ｖ0 がレーザドップ
ラ流速計３３で検出され、燃料噴射速度ｖ0 を示す速度
信号Ｓが流速計信号変換器３４から演算処理部３５に送
られる。
【００３５】演算処理部３５にモーメンタム信号Ｍと速
度信号Ｓとが入力されると、演算処理部３５において、
噴射モーメンタムＦを示すモーメンタム信号Ｍと燃料噴
射速度ｖ0 を示す速度信号Ｓとに基づいて、前述した
(6) 式が演算され、インジェクタ先端部１ａから噴射し
た燃料Ａの噴射率（ｄｍ／ｄｔ）が算出される。図３
は、この測定結果を示す線図であり、この測定結果が示
す通り、本実施例の噴射率測定装置によって、かなり正
確な噴射率（ｄｍ／ｄｔ）を測定することができた。
【００３６】一定量の燃料Ａを噴射しきると、燃料溜り
防止部４のコントローラ４３の制御によって、インジェ
クタ１の噴射動作が停止され、バルブ４１が開放され
る。これにより、コンプレッサー４０からノズル４２に
圧縮空気Ｂが送られ、ノズル４２から吹出される圧縮空
気Ｂによって、断熱材３２の表面に残留した燃料Ａが吹
き飛ばされる。
【００３７】以上のように、本実施例の噴射率測定装置
によれば、測定が非常に困難なノズル油溜り部の圧力を
測定することなく、燃料Ａの噴射モーメンタムＦと燃料
噴射速度ｖ0 とを測定することで、噴射率を求めること
ができるので、燃料Ａを低圧で噴射するガソリン燃料噴
射のインジェクタ１においても、正確に噴射率を測定す
ることができる。また、噴射後の噴射モーメンタムＦ，
燃料噴射速度ｖ0 を測定して、噴射率を求める構造にな
っているので、燃料供給部５による燃料供給圧等に左右
されることなく、噴射率を測定することができる。さら
に、噴射率を測定するために、インジェクタ１への燃料
供給部５の構造を変更する必要がない。したがって、噴
射率測定のために燃料供給部５の構造を変更できないよ
うな対象についても、噴射率を測定することができる。
さらにまた、多噴孔タイプのインジェクタについても、
噴孔１つ１つについて噴射率の測定が可能である。さら
に、噴射の過渡的な変化にも追従することができる。
【００３８】（第２実施例）本実施例の噴射率測定装置
は、噴射モーメンタムＦと背圧Ｐ0 と燃料供給圧Ｐi ’
とに基づいて噴射率を測定する構造になっている点が、
前述した第１実施例の噴射率測定装置と異なる。前述し
たように、モーメンタム法によれば、燃料Ａの噴射率
（ｄｍ／ｄｔ）は次の(1) 式で表される。 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２（Ｐi −Ｐ0 ）／ρ］-1/2 ・・・(1) ところで、このノズル油溜り部内の圧力Ｐｉの測定は、
前述のとおり煩雑であり、しかも、正確に求めることも
困難である。そこで、第２実施例は、測定しやすくかつ
高精度測定が可能なインジェクタ１の機械コネクタ１１
部分に供給される燃料Ａの供給圧Ｐｉ’に着目したもの
であって、油溜り部内の圧力Ｐｉ、供給圧Ｐｉ’のそれ
ぞれに基づき算出される噴射率について実験的に検討し
た結果、両者にはそれほどの差はなく、結局ある範囲内
の誤差が許容できる場合には、Ｐｉ’をＰｉと見なして
もよい、との知見を得て創出されたものである。すなわ
ち、先ず油溜り部内の圧力Ｐｉに基づき（１）式から算
出される噴射率については、Ｐｉが正確に求められない
ので直接算出できないが、前述のとおり第１実施例の理
論式（６）式が（１）式の圧力項をベルヌーイの定理に
基づいて速度項に置換したものであるところから、第１
実施例の実測データは、図３がこれに相当する。また、
上記測定と同時に、後述の第２実施例の噴射率測定装置
により測定された供給圧Ｐｉ’に基づき算出された実測
データは、図５に示される。両データを比較すると、か
なりよく一致していることが分かる。このように、第２
実施例は、（１）式のＰｉをＰｉ’に置換した（８）式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・φ-1・［２（Ｐｉ’−Ｐｉ）／ρ］-1/2・・・（８） に基づき、燃料ＡのモーメンタムＦ、背圧Ｐｏ、それに
供給圧Ｐｉを測定して簡易的に噴射率を求めるものであ
る。
【００３９】このため、本実施例の噴射率測定装置は、
図４に示すように、燃料Ａの噴射モーメンタムＦと背圧
Ｐ0 と供給圧Ｐi ’とを測定可能な噴射率測定部７を備
えた構成を採っている。なお、図１及び図２に示した部
材と同一部材については、同一符号を付して説明する。
【００４０】噴射率測定部７は、噴射モーメンタムＦを
測定するための圧力センサ３０及び圧力センサ信号変換
器３１と、背圧Ｐ0を測定するための第２の圧力センサ
としての圧力センサ７０及び圧力センサ信号変換器７１
（背圧測定部）と、供給圧Ｐi ’を測定するための第３
の圧力センサとしての圧力センサ７３及び圧力センサ信
号変換器７４（供給圧測定部）と、これら測定結果に基
づいて前述した(8) 式を演算する演算処理部７５とでな
る。
【００４１】圧力センサ７０は、圧力容器２の下側に生
じる背圧Ｐ0 を測定する圧力センサであり、その受圧面
を圧力容器２の下部に穿設された孔２ａに臨ませた状態
で、圧力容器２の外側に装着されている。圧力センサ信
号変換器７１は、圧力センサ７０で検出した背圧Ｐ0 を
背圧信号Ｅとして演算処理部７５に送る機器である。
【００４２】圧力センサ７３は、機械コネクタ１１部分
に生じる燃料Ａの供給圧Ｐi ’を測定する半導体式の圧
力センサであり、その受圧面を燃料供給管１２に穿設さ
れた孔１２ａに臨ませた状態で、燃料供給管１２の外側
に装着されている。圧力センサ信号変換器７４は、圧力
センサ７３で検出した供給圧Ｐi ’を供給圧信号Ｇとし
て演算処理部７５に送る機器である。
【００４３】演算処理部７５は、噴射モーメンタムＦを
示す圧力センサ信号変換器３１からのモーメンタム信号
Ｍと、背圧Ｐ0 を示す圧力センサ信号変換器７１からの
背圧信号Ｅと、供給圧Ｐi ’を示す圧力センサ信号変換
器７４からの供給圧信号Ｇとを入力し、前述した(8) 式
にこれらの信号が示す噴射モーメンタムＦと背圧Ｐ0と
供給圧Ｐi ’との値を代入して、噴射率（ｄｍ／ｄｔ）
を演算する機能を有するものであり、ＣＰＵ等で形成さ
れている。
【００４４】第２実施例の噴射率測定装置がこのような
構成を採ることにより、燃料供給部５からの燃料供給時
に、機械コネクタ１１部分の供給圧Ｐi ’が圧力センサ
７３によって検出され、供給圧Ｐi ’を示す供給圧信号
Ｇが圧力センサ信号変換器７４から演算処理部７５に送
られる。そして、燃料Ａがインジェクタ先端部１ａから
噴射されると、噴射モーメンタムＦが断熱材３２を介し
て圧力センサ３０で検出され、噴射モーメンタムＦを示
すモーメンタム信号Ｍが圧力センサ信号変換器３１から
演算処理部３５に送られる。また、噴射後に生じる圧力
容器２下部の背圧Ｐ0 は、圧力センサ７０によって検出
され、背圧Ｐ0 を示す背圧信号Ｅが圧力センサ信号変換
器７１から演算処理部７５に送られる。
【００４５】演算処理部７５にモーメンタム信号Ｍと背
圧信号Ｅと供給圧信号Ｇとが入力されると、演算処理部
７５において、噴射モーメンタムＦを示すモーメンタム
信号Ｍと背圧Ｐ0 を示す背圧信号Ｅと供給圧Ｐi ’を示
す供給圧信号Ｇとに基づいて、前述した(8) 式が演算さ
れ、インジェクタ先端部１ａから噴射した燃料Ａの噴射
率（ｄｍ／ｄｔ）が算出される。図５は、この測定結果
を示す線図であり、この測定結果が示す通り、本実施例
の噴射率測定装置によって、かなり正確な噴射率（ｄｍ
／ｄｔ）を測定することができた。
【００４６】以上のように、本実施例の噴射率測定装置
によれば、レーザドップラ流速計３３等のような高価な
流速計を用いることなく、燃料Ａの噴射率を測定するこ
とができ、しかも、構造が簡単なので、製造コストの低
減化と保守作業及び測定操作の容易化とを図ることがで
きる。したがって、本実施例は、簡易な噴射率測定装置
して有効に適用することができる。その他の構成，作用
効果は前述した第１実施例の噴射率測定装置と同様であ
るので、その記載は省略する。
【００４７】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、前述した第１実施例では、インジェクタ先
端部１ａ側にレーザトップラ流速計３３を設け、噴射側
において噴射速度Ｖｏを測定したが、インジェクタ１の
燃料供給管１２に対してレーザドップラ流速計を設け、
供給側において噴射速度Ｖｏを測定しても良く、噴射
側、供給側でのそれぞれの流速測定値と噴射速度の関係
は、測定系の諸元、あるいは校正により求められる。ま
た、燃料Ａの燃料噴射速度ｖ0 を測定するために、レー
ザドップラ流速計３３を用いたが、これに限るものでは
ない。例えば、電熱線に電流を流すことによって電熱線
を発熱させ、その周囲の燃料Ａを流し、この燃料Ａで電
熱線が冷やされる量を測定して燃料噴射速度ｖ0 を検出
する熱線流速計を用いることもできる。また、第２実施
例では、演算処理部７５に、２つの圧力センサ信号変換
器３１と圧力センサ信号変換器７１とを設けたが、１つ
の圧力センサ信号変換器３１で圧力センサ信号変換器７
１を兼ねる構成としても良い。さらに、第１及び第２実
施例では、断熱材３２を平面状にしたが、圧力センサ３
０の受圧面を湾曲形成し、この受圧面に対応した湾曲状
の断熱材を受圧面に接着しても良い。また、第１及び第
２実施例では、燃料溜り防止部４にノズル４２を用いた
が、ノズル４２の代りにインジェクタを用いても良い。
また、第１及び第２実施例では、燃料Ａをインジェクタ
先端部１ａから気中に噴射する場合について説明した
が、液中に噴射する場合でも同様の効果を得ることがで
きる。なお、この液中噴射の場合には、噴射率測定装置
に燃料溜り防止部４を設ける必要はない。また、第１及
び第２実施例では、インジェクタ先端部１ａを下側に向
け、燃料Ａをインジェクタ先端部１ａ下側に位置する圧
力センサ３０に対して噴射するようにした。この場合に
は、断熱材３２上に燃料Ａが残留することがあるので、
残留燃料Ａを除去する燃料溜り防止部４を設けた。しか
し、インジェクタ１と圧力センサ３０とを横向きにし、
インジェクタ先端部１ａから圧力センサ３０に対して水
平に燃料Ａを噴射するようにすることができる。このよ
うにすることで、残留しようとする燃料Ａが重力によっ
て断熱材３２の表面を伝わり、落下するので、燃料溜り
防止部４を設けることなく、燃料Ａの残留を防止するこ
とができる。
【００４８】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１及
び請求項２の発明によれば、噴射モーメンタム測定部と
燃料噴射速度測定部とで測定した噴射モーメンタムと燃
料噴射速度とに基づいて、演算処理部において、燃料の
噴射率を求めることができるので、燃料を低圧で噴射す
るガソリン燃料噴射のインジェクタにおいても、正確に
噴射率を測定することができるようになった。また、噴
射後の噴射モーメンタム，燃料噴射速度を測定して、噴
射率を求めるので、インジェクタに燃料を供給する燃料
供給部の燃料供給圧等に左右されることなく、噴射率を
測定することができる。また、噴射率を測定するため
に、燃料供給部の構造を変更する必要がないので、噴射
率測定のために燃料供給部の構造を変更できないような
対象についても、噴射率を測定することができる。ま
た、多噴孔タイプのインジェクタについても、噴孔１つ
１つについて噴射率の測定を行うことができる。さら
に、噴射の過渡的な変化にも追従することができる。
【００４９】請求項３の発明によれば、噴射モーメンタ
ム測定部と背圧測定部と供給圧測定部とで測定した噴射
モーメンタムと背圧と供給圧とに基づいて、演算処理部
において、燃料の噴射率を求めることができるので、レ
ーザドップラ流速計等のような高価な流速計を用いるこ
となく、燃料の噴射率を測定することができ、しかも、
構造が簡単なので、製造コストの低減化と保守作業及び
測定操作の容易化とを図ることができるようになった。
【００５０】請求項４の発明によれば、第１の圧力セン
サの受圧面に断熱材を設けたので、燃料と第１の圧力セ
ンサの受圧面との温度差によるモーメンタム信号のドリ
フトを抑えることができるようになった。
【００５１】請求項５又請求項６の発明によれば、第１
の圧力センサの受圧面又は断熱材の表面に残留する燃料
を除去することができるようになった。
【００５２】請求項７の発明によれば、第１の圧力セン
サの受圧面又は断熱材の表面に残留しようとする燃料
は、横向きの第１の圧力センサの受圧面又は断熱材の表
面を伝わって、落下するので、特別の装置を設けること
なく、燃料の残留を防止することができるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る噴射率測定装置を示
す概略図である。
【図２】第１実施例の噴射率測定装置を用いた噴射率測
定時の概略全体図である。
【図３】第１実施例の噴射率測定装置による噴射率測定
の結果を示す線図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る噴射率測定装置を示
す概略図である。
【図５】第２実施例の噴射率測定装置による噴射率測定
の結果を示す線図である。
【図６】従来の噴射率測定装置を示す概略図である。
【符号の説明】 １ インジェクタ １ａ インジェクタ先端部 ２ 圧力容器 ３ 噴射率測定部 ４ 燃料溜り防止部 ３０ 圧力センサ ３１ 圧力センサ信号変換器 ３２ 断熱材 ３３ レーザドップラ流速計 ３４ 流速計信号変換器 ３５ 演算処理部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インジェクタから噴射される燃料を受圧
    面で受ける第１の圧力センサを用いて前記燃料の噴射モ
    ーメンタムを測定する噴射モーメンタム測定部と、 流速計を用いて前記燃料の燃料噴射速度を測定する燃料
    噴射速度測定部と、 前記噴射モーメンタム測定部と前記燃料噴射速度測定部
    とで測定された噴射モーメンタムと燃料噴射速度とか
    ら、 式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・（ψ・ｖ0 ）-1 を用いて（但し、ｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｆは噴射モーメ
    ンタム、ψはモーメンタム係数、ｖ0 は燃料噴射速度で
    ある）、燃料の噴射率を求める演算処理部と、 を備えることを特徴とした噴射率測定装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の噴射率測定装置におい
    て、 前記流速計は、レーザドップラ流速計又は熱線流速計の
    いずれかである、 ことを特徴とする噴射率測定装置。
  3. 【請求項３】 インジェクタから噴射される燃料を受圧
    面で受ける第１の圧力センサを用いて前記燃料の噴射モ
    ーメンタムを測定する噴射モーメンタム測定部と、 第２の圧力センサを用いて前記インジェクタから噴射さ
    れた燃料の背圧を測定する背圧測定部と、 第３の圧力センサを用いて前記インジェクタに供給され
    る燃料の供給圧を測定する供給圧測定部と、 前記噴射モーメンタム測定部と前記背圧測定部と前記供
    給圧測定部とで測定された噴射モーメンタムと背圧と供
    給圧とから、 式 ｄｍ／ｄｔ＝Ｆ・ψ-1・［２（Ｐi ’−Ｐ0 ）／ρ］-1/2 を用いて（但し、ｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｆは噴射モーメ
    ンタム、ψはモーメンタム係数、Ｐi ’は供給圧、ρは
    燃料密度である）、燃料の噴射率を求める演算処理部
    と、 を備えることを特徴とする噴射率測定装置。
  4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記
    載の噴射率測定装置において、 前記第１の圧力センサの受圧面に、断熱材を設けた、 ことを特徴とする噴射率測定装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
    載の噴射率測定装置において、 前記第１の圧力センサの受圧面又は前記断熱材の表面に
    残留する燃料を除去する燃料溜り防止部を設けた、 ことを特徴とする噴射率測定装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の噴射率測定装置におい
    て、 前記燃料溜り防止部は、 圧縮空気を生成するコンプレッサーと、 前記コンプレッサーからの圧縮空気を前記第１の圧力セ
    ンサの受圧面又は前記断熱材の表面に吹き付ける空気噴
    射器と、 を備えることを特徴とする噴射率測定装置。
  7. 【請求項７】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
    載の噴射率測定装置において、 前記インジェクタと前記第１の圧力センサとを横向きに
    配置した、 ことを特徴とする噴射率測定装置。
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