共轨柴油机轨压控制研究

研究高压共轨柴油机共轨压力的控制策略及其控制参数优化.分析了调压阀特性及其控制参数,研究了调压阀控制频率、共轨压力采样周期和压力闭环调节周期对压力控制的影响及共轨压力对发动机性能的影响,确立了发动机全工况目标轨压控制策略.发动机台架试验表明,选取的调压阀控制频率、轨压采样周期、压力闭环控制周期及轨压的发动机匹配、修正策略可满足共轨柴油机的要求.     

一种新型的双电磁阀燃油系统

结合常规电控单体泵和电控共轨喷油器构建了一种双电磁阀燃油系统,以实现供油和喷油的独立控制.分析了双阀燃油系统的原理,进行了不同供油电磁阀控制参数及喷油电磁阀控制参数的实验,完成了相同目标油量下不同供油特性的调节实验以及低速下高压供油的实验.结果表明,该双电磁阀方案通过不同的供油和喷油控制组合,能够在低转速下实现高压喷射,实现灵活可调的喷射规律.     

高压共轨多次喷射的温度特性

高压共轨多次喷射的温度特性是影响多次喷射精确控制的重要因素. 使用高压共轨多次喷射实验台,进行了多次喷射温度特性的实验研究. 通过实验数据系统地总结了燃油温度对单次喷射油量及压力波动的周期特性、振幅特性的影响规律,用声速原理和水击理论分析了压力波动的温度特性:温度升高,波动的周期增加,振幅峰值先增大后减小. 结果表明多次喷射中油量波动的温度特性由温度对压力波动和喷射特性产生的共同影响决定.      

高压共轨喷油器内非稳态流动数值模拟

针对高压共轨喷油器内部非稳态流动现象，建立起瞬态流动的物理-数学模型，采用模块化分析方法进行了瞬态数值模拟．通过与试验结果的比较，验证了数值计算模型的准确性．在此基础上通过变参数数值模拟，分析了电磁阀通电时间、共轨压力、控制室进出口节流孔孔径及针阀弹簧预紧力对喷油过程的影响．结果表明：高压共轨喷油器不同结构参数对其动态特性、喷油率及循环喷油量等性能指标有很大的影响．其中，控制室进出口节流孔孔径的合理匹配和组合对获得良好的喷油特性尤为关键；燃油喷射系统要实现预喷，电磁铁的响应速度必须非常快．     

直喷汽油机燃油共轨系统轨压主动抗扰控制

直喷汽油机共轨管内压力的稳定控制对发动机经济性、动力性及排放性有着重要意义.发动机运行工况复杂,转速变化和喷油量变化剧烈是影响轨压稳定性的主要问题.为研究此问题,建立了共轨系统物理模型,并利用台架实验数据验证了模型的准确性,从机理上分析了系统的动态特性.在物理模型分析的基础上,应用主动抗扰控制原理,设计了包含扩张轨压观测器和前馈控制的轨压控制器,并获得了基础控制参数,主动抵抗转速及喷油量变化带来的扰动,控制轨内压力稳定.在台架和仿真测试中,针对共轨系统中转速和喷油带来的扰动,测试该方法的控制效果.结果表明,控制系统在稳定工况及变工况中,可主动抵抗转速和喷油量变化及控制目标阶跃带来的扰动,控制轨内压力稳定在0.35,MPa内,表明此控制方法具有较好的快速响应性与鲁棒性.     

船用柴油机超高压共轨系统喷雾特性试验研究

利用自行设计的超高压共轨系统喷雾试验平台,开展了超高压共轨系统喷雾特性的试验研究.从油束形态、喷雾贯穿距以及喷雾锥角方面出发,系统定量地分析了喷油压力和喷油规律对船用柴油机喷雾特性的影响,为进一步改善船用柴油机性能提供了理论依据.结果表明:通过控制超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,可以实现变压力和变喷油速率喷射;随着喷油压力的升高,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐增大,但当喷油压力超过200 MPa后,其对喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响越来越小;随着喷油规律由矩形变化到靴形,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐减小,且喷油压力为150 MPa的矩形喷油规律的喷雾贯穿距大于喷油压力为200 MPa的靴形喷油规律的喷雾贯穿距,这进一步表明了喷射初期的压力是决定喷雾贯穿距的最主要因素.     

高压共轨多次喷射油量波动现象分析

采用实验测量与数值模拟研究相结合的方法,研究了共轨燃油喷射系统动力学的基本原理,重点关注多次喷射过程中,水击现象造成的随间歇时间变化的喷射油量波动现象.利用AMES im软件建立的高压共轨燃油系统模型进行仿真,分析了多次喷射过程中,水击压力波动影响下的喷油器控制腔、蓄压腔液力过程和控制球阀、针阀运动规律.结果表明,高压共轨多次喷射油量波动是由于水击压力波动对针阀运动特性和喷射压力产生的周期性综合影响造成的.     

柴油机共轨管与高压油管结构参数对系统的影响

基于两位两通电磁阀的高压共轨燃油喷射系统模型的仿真过程,利用AVL公司开发的HYDSIM软件建立模型,给出共轨管与高压油管参数对喷射过程的影响.为喷油系统的优化设计和试验台验证提供理论依据.     

柴油机高压共轨试验台ECU的设计

设计了一种采用双核单片机和集成功率驱动模块的柴油机高压共轨试验台的电控单元,并开发了适用于该电控单元的控制软件．为了验证所设计的ECU的控制能力,用设计的电控单元替代某成熟高压共轨试验台的电控单元进行高压泵泵油测试、共轨轨道压力稳定性测试和电磁阀喷油测试．测试结果表明,所设计电控单元能达到原机电控单元的控制水平．     

基于模型的车用柴油机轨压控制器设计及试验验证

针对现代车用柴油机高压共轨燃油系统在全工况范围内连续瞬态过程的轨压控制问题,提出了一种基于模型的轨压控制器.通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理的分析,设计了一种基于模型的轨压前馈控制算法,并基于发动机转速和轨压偏差设计了轨压分段PID反馈控制算法.利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机ECU进行集成后,开展了发动机台架和整车道路试验.试验结果表明:该轨压控制器在稳态过程可将轨压控制在±1.5,MPa波动范围之内,在连续瞬态过程可将轨压控制在±3.5,MPa波动范围之内,具备快速响应性、动态跟踪、高稳定性和高可靠性功能,满足全工况范围内轨压控制要求,为工程实际用轨压控制器设计奠定了基础.     

缸内直喷汽油机高压油泵控制系统的设计

针对缸内直喷汽油机高压油泵工作噪声较大和高压油轨压力动态响应较慢的问题,通过对高压油泵溢流阀驱动电流的优化和泵油量控制策略的设计,使高压油泵工作噪声降低,动态响应时间缩短,当节气门开度由20%增大至50%、目标轨压由6.5 MPa阶跃至9.3 MPa时的动态响应时间仅为4s,表明该方法可行,对整个发动机燃油喷射控制系统的优化具有参考价值.     

4JB1柴油机高压喷射系统选型及管路匹配

采用FSEM(fuel system evaluation method)的方法进行柴油机高压喷射系统选型,针对4JB1柴油机选择BOSCH公司的第2代共轨系统.利用AMESim建立高压共轨柴油机供油系统模型,包括高压供油泵子模型、压力调节阀子模型、喷油器子模型和连接它们的高压油管子模型.仿真研究共轨管容积、高压油管长度和内径等参数对共轨管中的压力建立和压力波动的影响,并针对4JB1共轨柴油机进行共轨系统管路参数选择和试验验证,结果表明匹配的管路系统满足共轨柴油机轨压快响应和小波动的要求.     

高压共轨喷油器响应特性的仿真分析

为了分析高压共轨喷油器结构参数的变化对喷油器响应特性的影响,以某型号重型柴油机高压共轨喷油器为研究对象,通过AMESim软件建立喷油器仿真模型,进行试验验证模型准确性.结果表明:进油孔孔径增大会提升开启响应速度但降低喷油器的关闭响应速度,出油孔孔径的增大提高喷油器的开启响应速度;控制柱塞直径的增大会提升喷油器的关闭响应速度但降低喷油器的开启响应速度;针阀密封直径的增大会同时提高开启和关闭响应速度;针阀弹簧预紧力的增加会带来针阀开启时间的延长和关闭时间的缩短.因此喷油器设计开发过程中应合理选取进油孔径取值并适当增大出油孔径及针阀密封直径.为高压共轨喷油器结构参数的优化设计提供参考.     

电控高压共轨喷油系统结构参数对轨内压力波动仿真分析

采用GT软件建立电控高压共轨燃油喷射系统模型,并利用构建的仿真模型研究高压油泵的进油阀组件、排油阀组件以及活塞凸轮组件,其三个主要部分的结构参数变化对共轨管中压力波动的影响。通过研究可知高压泵在实际工作时所承受的压力波与活塞的状态有直接关系,且活塞状态包括其质量、长度、直径、容积等。为了更好地研究进排油阀对压力波动之间的关系,选用8组参数进行实验研究并验证进排油阀体直径、质量、弹簧预紧力、弹簧刚度的变化与压力波动之间的相互影响作用,进而通过对比选取最佳阀体。通过仿真分析可知,共轨喷油系统压力波动程度会受到系统结构参数的影响,并可以为系统的优化设计提供参考依据。     

基于比例换向阀的智能流量控制方法

由于带有内置式压力和温度传感器的智能化比例换向阀具有较复杂的阀口形状和流道，对阀口流量系数存在较大影响，传统对阀口流量系数通常套用经验公式方法难以直接应用，因此本文采用压力传感器和阀芯位移传感器，通过流量与位移、压差三维数据表查找插值计算获得阀口流量，进行流量反馈控制.该方法可以实现采用比例换向阀的流量动态控制功能，从而提高比例换向阀的通用性.      

柴油机电控蓄压式喷油系统的开发与应用

开发和应用电控蓄压式喷油系统。采用蓄压式泵－喷嘴系统及高速电磁阀来实现燃油增压过程和燃油喷射过程;采用电液比例溢流阀实现共轨燃油压力的调节过程;确定喷油量、喷油压力和喷油定时的电控实现途径;开发实验监控系统以满足喷油系统与柴油机匹配的需要。实现了喷油量、喷油压力和喷油始点的柔性（电子）控制,而且最高喷油压力已达１１３．５ＭＰａ,初步进行了喷油系统与１１５０Ｇ柴油机的匹配实验。在喷油压力与柔性控制方     

压力无关型风量控制阀流场特性分析

为满足医院手术室、生化实验室和洁净室等场所对气流进行准确控制需要,提出一种基于机械自力式原理的风量控制阀设计方案,该阀能够自动调节阀门开度,使流经阀的风量维持在预先设定值附近,不受阀门前后压力波动的影响.利用CFD技术对该风量控制阀的流场进行建模和仿真模拟,修正流量系数,完成该阀的优化设计.搭建能模拟压力无关型风量控制阀实际工况的性能测试装置,为进一步完善产品设计提供条件.