噴射率和動量變化率是描述噴油嘴噴射過程的重要特征量，噴射率是指單位時間內流過噴油嘴的燃油質量，用于精確表征發動機工作過程中燃油進入氣缸的瞬態量，動量變化率用于描述燃油的混合程度。例如，動量變化率越高，則油氣混合速度就能越快。此外，噴射率也是發動機流體仿真動力學（CFD）的重要輸入參數，結合動量變化率，噴嘴流量系數，可以更好地表示噴油嘴的邊界條件。
過去通常用噴油嘴排氣速度曲線來表征噴射率，也就是博世法（Bosch method），而動量變化率通常通過沖擊技術來測量，將燃油噴射到壓電傳感器的表面測量其動態沖擊力。噴射率也可以由噴射出的燃油混合液的質量及其動量變化率推算得出，兩者的時域曲線是相似的。對于博世法，測量動態變化率是更好的選擇，因為可以得到更多信息。結合總噴射量的測量，還可以通過動量變化率定量噴油嘴流量系數。

背景知識

噴油嘴噴管流量通常由動量變化率來表述，定義Mf為動量變化率， mf為噴射率，噴油嘴流量系數如排氣量Cd，速率Cv，收縮面積Ca，在這個應用中，動量變化率是通過沖擊技術來測量的，然后推算出噴射率，因為兩者的時域譜曲線是相同的，如式（1）所示。

通過測量總噴射量m，噴油嘴數量為N，噴孔數量為nholes，單個噴油孔的噴射率為：

理論速率uth,燃油混合氣噴離噴油孔的速度，可由噴油壓力Pinj,環境壓力Pamb，燃料密度ρf，根據伯努利方程：

速度系數表示燃油流速損失（由于燃油粘性，湍流以及空化效應），同樣地，定義有效流動面積為Aeff：

Ageo為噴射孔的幾何面積，面積系數是指孔流或空穴流動面積縮小，代表通過噴嘴后減少的燃油質量，請注意此分析只適用于噴射期間準穩定部分。

傳感器選擇
牛頓第二定律指出，物體動量的變化率等于作用在物體上所有外力的合力，即在碰撞現象中，物體動量的改變尤為明顯。想要測量動量變化率，只需要測量物體受到的外力即可，通常情況下，動態力傳感器和壓力傳感器都是很好的選擇。

選擇傳感器時，三個參數尤為關鍵，即軸向加速度靈敏度，共振頻率和溫度靈敏度。軸向加速度靈敏度是指當傳感器的敏感元件受到軸向加速時會產生錯誤的信號，諧振頻率fn是指傳感器響應頻率的上限，事實上，通常fn/5頻響時會有5%的偏離，該值被當作傳感器的上限響應頻率。假如一個沖擊力頻率非常快，可能會激起傳感器共振而產生錯誤的信號，假設一個傳感器的諧振頻率為50kHz，需要沖擊力的頻率為1/(fn/5)=100μs時，才能激起傳感器共振產生錯誤信號。由于大部分噴油嘴的開閉都非常快（打開時間在100μs左右），所以有激起傳感器共振的可能性。其次，溫度靈敏度指當傳感器受到外圍高溫時會產生數據漂移的現象，這個參數非常重要，因為動量變化率測量通常都是在超過100℃的環境中進行。

傳感器安裝

將測量動量變化率的沖擊傳感器安裝在噴射軸線上，傳感器的敏感面與噴射軸線垂直，并與噴孔距離5mm。通過113B26測量出噴射壓力，再將壓力乘以傳感器的膜片面積，既可得到噴射動態沖擊力。

PCB?113B26傳感器介紹

PCB?全系列壓電式壓力傳感器具有快速、微秒級的響應范圍，且可測量幅值和頻響寬，能應用于高溫，高頻響應的測試中，包括壓縮、脈動、浪涌、液壓與氣壓波動、高強度聲音、流體噪聲檢測、振動與爆炸沖擊波、彈道、爆炸元件測試（如雷管、爆炸螺栓）、封閉的炸彈威力研究以及其它動態壓力測試。

審核編輯：郭婷