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     

柴油机电控组合泵系统喷油特性分析

针对某中速柴油机燃油系统电控化改造,采用IFR600喷油规律测量仪,研究了喷孔直径、高压油管尺寸、泵出口节流、喷射背压和喷油器针阀开启压力对喷油规律、喷油量、循环喷油量波动及喷射延迟的影响.结果表明:采用0.26 mm喷孔直径时,喷油规律较好、喷射压力高,循环喷油量的波动小;采用新高压油管、有泵出口节流和高针阀开启压力时,喷油速率和喷油量均减小,但泵出口节流引起喷油量下降较大,且喷射压力下降,不宜采用;喷射背压增大会引起喷油速率减小,实际喷油规律与测量得到的喷油规律不同;泵出口节流和高压油管尺寸对循环喷油量波动的影响显著;各因素对喷射延迟均有影响,但开始喷射延迟的变化小于结束喷射延迟.试验分析结果为该柴油机电控燃油系统的结构参数优化提供相关的理论依据.     

电控单体泵燃油喷射系统压力波动仿真分析

利用仿真软件GT-Suite建立电控单体泵燃油喷射系统仿真模型,通过实验验证仿真模型的准确性。改变电控单体泵喷油器结构参数,包括高压油管长度,高压油管直径以及喷孔数量进行仿真计算。根据高压油管长度和直径9组参数组合对压力波影响,选取最佳油管长度和直径。在此基础上,验证3组不同喷孔数目对压力波的影响,选择最合适的喷孔数。结果表明,通过仿真分系统结构参数对喷油系统压力波动的影响,可以为电控单体泵燃油喷射系统的优化设计提供有效依据。     

电控燃油喷射系统循环喷油量影响因素的分析

电控燃油喷射系统作为柴油机的核心部件,其喷油量的准确性直接影响着柴油机的燃油经济性能和排放性能。为研究电控燃油喷射过程各因素对喷油量准确性的影响,本文设计搭建了电控燃油喷射系统试验平台,利用正交试验设计的方法分析了喷油脉宽、共轨压力、油箱温度、喷油频率、喷油次数等因素及其交互作用与喷油量的相关关系,得出显著因素与指标之间的定量关系。分析结果表明:在99%置信度下,喷油脉宽、轨压及喷油脉宽与轨压的交互作用对喷油量的影响高度显著,喷油脉宽对喷油量的影响比轨压明显;在80%置信度下,轨压与喷油频率的交互作用和油箱温度对指标有一定影响。上述研究结果可为改进完善试验台的设计,提高试验参数的准确性、稳定性提供重要的参考依据。     

柴油机共轨蓄压式燃油喷射系统输油管道的建模分析

文章采用FLOWMASTER2软件,将柴油机共轨蓄压式燃油喷射系统输油管道分为几个子系统进行仿真和建模,然后将它们集成在一起,分析输油管道参数对系统的影响;结果证明,该方法改善了燃油喷射性能,为蓄压共轨喷油系统的设计以及参数优化提供了理论依据。     

电控喷射系统喷油器压力波动仿真分析

利用仿真软件GT-Suite建立了电控共轨式燃油喷射系统仿真模型,通过实验验证了仿真模型的准确性并且进行了简单对比分析。通过改变共轨式喷油器结构参数,即喷孔数量、进油节流孔直径以及针阀质量进行仿真计算。利用仿真结果分析,探讨喷油器结构参数对共轨喷油系统压力波动的影响,为共轨喷油器的优化设计提供有效依据。     

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.     

直喷式柴油机高压共轨技术及其对排放的影响

本文对传统喷油系统和高压共轨喷油系统的喷油特性进行了对比,研究了高压共轨喷油系统的喷油特性对柴油机排放特性的影响。研究表明,高压共轨喷油系统独立的高压喷射,精确的喷油正时及柔性可控的喷油规律对柴油机排放性能有较大的改善作用并具有较大的挖掘潜力。     

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.     

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.     

电控泵-管-阀-嘴燃油喷射系统的研究与开发

燃油喷射系统的柔性控制是现代柴油机发展的必然趋势，电子控制的燃油喷射系统是实现燃油喷射过程柔性控制的有效手段。电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统是在综合各种电控燃油喷射系统特点的基础上形成的对机械式泵－管－嘴系统实现电子控制的新型系统。该文分析了电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统的构成和工作原理，设计和开发了满足该系统工作要求的控制装置，通过试验验证了电控喷射系统工作的可行性，还研究了一些结构和调整参数对系统性能的影响，试验结果表明该新型电控喷射系统具有较好的综合控制性能。     

预喷射控制算法在电控单体泵柴油机上的应用

预喷射技术可以降低噪声和排放,是满足欧Ⅲ以上排放法规的主要解决途径之一。基于电控单体泵燃油喷射系统柴油机进行研究,采用中断环方式实现预喷射控制算法,通过在DDC 2000电控单体泵柴油机上安装缸压传感器和喷油嘴端压力传感器进行试验。结果表明,在单体泵燃油喷射系统上,采用合适的控制算法和执行器驱动,能很好地实现预喷射并取得良好结果。该算法独立于硬件平台,可以用于电控单体泵柴油机和共轨柴油机的喷射控制。     

喷油器入口燃油压力波动频率

为深入研究喷油器入口燃油压力波动的频率特征,建立了共轨液力系统线性模型,基于模型分析了喷油器入口燃油压力波动信号的频率,并对线性模型进行了实验验证。仿真和实验结果均表明喷油器入口燃油压力波动信号中包含多阶频率。由共轨液力系统线性模型仿真计算得到的波动频率与通过实验得到的喷油器入口燃油压力波动频率之差随着轨压的增大而增大,但轨压为130MPa时的最大差值不超过10%。压力波动信号中包含的各阶频率均随轨压的增大而增大。     

250MPa共轨系统的压力波动特性及燃油物性参数试验研究

对喷射压力达到250 MPa的超高压共轨燃油系统进行试验研究,得到不同压力与温度条件下高压油管内的压力波动特性.利用喷油器端与共轨管端压力波动的对比计算得出压力波传播速度、燃油与高压油管的总体积弹性模量,并得到了喷射压力在180～250 MPa范围内,燃油温度在20～40℃范围内压力波传播速度和总体积弹性模量的计算公式.      

船用电控单体泵喷油系统性能试验研究

为研究适用于船用柴油机的电控单体泵系统的燃油喷射特性,进行了全工况范围内的油泵试验台试验。通过对比分析试验数据,得出了船用电控单体泵燃油喷射系统的性能机理,包括不同工况下的泵端压力,嘴端压力,循环喷油量和液力延迟特性,一定程度上为电控单体泵系统的设计提供理论支撑,而且对其匹配不同发动机提供了有价值的参考。     

双层交错布置多孔喷嘴设计与仿真研究

针对高喷射压力下传统喷油嘴喷雾的碰壁比较严重以及传统多孔喷嘴喷雾之间易相互干扰等问题,设计了一种具有上下2层交错布置的多孔喷油嘴,阐明了双层交错布置多孔喷嘴的结构和理论依据,建立了喷雾及燃烧排放模型,研究了双层交错布置多孔喷嘴的喷雾特性及其结构参数对共轨柴油机燃烧与排放性能的影响.喷雾特性仿真表明,与传统喷油器相比,双层交错布置喷油嘴具有较短的喷雾贯穿距和更好的燃油空间分布特性.双层交错布置喷嘴的结构参数对高压共轨柴油机的燃烧过程和排放性能的影响研究表明,上层喷孔的喷射夹角采用大喷射夹角或下层喷孔采用小孔径,都可以使柴油机的燃烧及排放性能得到进一步改善.