4190Z_LC-2型船用柴油机燃油喷射系统参数匹配

利用AMESim液压仿真软件建立电控柴油机喷油系统仿真模型,在此基础上,以喷油压力为优化目标,喷油量为约束条件,运用正交试验设计方法进行喷油系统参数仿真计算,再通过方差分析方法分析各参数对喷油压力的影响规律。研究结果表明,对喷油压力影响程度由强到弱依次为柱塞直径、油管直径、凸轮型线速度、喷孔数×喷孔直径(流通面积不变)、油管长度。通过方差分析得出最优参数组合方案为:喷油器喷孔数×喷孔直径为10×0.22 mm;凸轮型线速度0.46 mm/℃A;柱塞直径15 mm;高压油管长度800 mm;高压油管直径1.5 mm。此参数组令方案可以将喷油压力提高到154.3 MPa。     

燃油喷射系统优化对柴油机性能的影响及喷油参数再优化

为研究燃油喷射系统参数优化对柴油机性能的影响,利用AMESim仿真软件建立燃油喷射系统模型,运用正交试验设计方法对相关结构参数进行优化;再利用AMESim耦合AVL_FIRE软件将优化得到的喷油规律导入高压循环模型中燃烧计算,并对喷油系统参数再优化.结果表明,15 mm-0.22 mm-0.46 mm·(CaA)~(-1)与14 mm-0.30 mm-0.46 mm·(CaA)~(-1)(柱塞直径×喷孔直径×凸轮型线速度)两组参数组合满足设计压力要求,油耗率相对于原机分别降低约3.8%和5.4%,NO_x排放量分别提高了约98.2%和144.4%.经过再次优化后,以降低油耗率为优化目标的最优参数组合下的油耗率较原机降低了约10.5%;以降低NO_x排放为优化目标的最优参数组合下的NO_x排放量较原机降低了约45.3%.     

喷油压力对电控船用中速柴油机性能的影响

为了研究船用4190型柴油机电控化改造后,喷油压力对柴油机性能的影响,利用AMESim软件,建立电控燃油喷射系统仿真模型,通过正交试验设计方法安排燃油系统参数仿真计算,以实现燃油喷射特性的优化;同时基于AMESim与AVL_FIRE软件耦合,将优化结果导入柴油机缸内燃烧模型,进行仿真计算,以完成不同喷油压力对柴油机性能影响的综合分析。结果表明,当参数组合为:喷孔直径0. 22 mm、凸轮型线速度0. 46 mm/(°)、柱塞直径14 mm、高压油管长度1000 mm时,喷油压力为125 MPa;当参数组合为:喷孔直径0. 26 mm、凸轮型线速度0. 43 mm/(°)、柱塞直径14 mm、高压油管长度800 mm时,喷油压力为105 MPa。喷油压力提高,改善了柴油机燃烧质量,使得油耗率较原机降低约14. 3%与7. 2%,但NO_x排放质量分数分别升高约50%和11%,因此,需要兼顾柴油机的经济性与动力性进一步优化排放。     

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。     

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。     

4190ZLC-2柴油机燃油喷射系统参数匹配试验

基于4190ZLC-2船用中速柴油机电控化改造燃烧与性能测试平台,测取在额定工况下不同供油提前角柴油机的性能参数,分析供油提前角对柴油机运行性能的影响规律,并根据不同凸轮作用段在最佳供油提前角的对比选型,发现“14.6℃A”凸轮作用段具有较好的喷油特性。在柱塞直径、喷油提前角和凸轮作用段分别为14 mm、26℃A和14.6℃A时,测试与分析了喷孔直径变化对负荷特性和推进特性的影响。结果表明:综合性能最佳的喷孔直径为0.26 mm,其在满足经济性前提下的NOx排放较优,可为燃油喷射系统参数匹配提供理论依据和试验依据。     

增压二甲醚发动机的参数优化

采用几种不同技术参数的喷油器和喷油泵,在改造后的车用增压柴油机上进行燃用二甲醚性能优化试验,在冷、热状态下评价了二甲醚燃料发动机的输出扭矩、功率、燃油消耗率以及尾气排放情况,分析了不同燃料温度和技术参数的喷油泵及喷油器对发动机性能及其尾气排放量的影响.结果表明:当二甲醚燃料温度逐渐上升时,发动机的扭矩和功率明显下降;在相同功率且采用同一规格喷油泵时,发动机的喷油器喷孔越小,NOx排放量越高、排温越低及燃料经济性越好;泵体强度较大的P8500喷油泵更适合于二甲醚发动机,在保持发动机功率输出不变的条件下,采用柱塞直径12 mm的P8500喷油泵,同时匹配喷孔孔径0.43 mm的喷油器,可使发动机的燃油经济性与NOx排放达到较好的折中.     

斯特林发动机燃油系统压力波动仿真

为研究斯特林发动机燃油系统的动态特性,以压力波动幅值为控制目标,建立了燃油系统的仿真模型,综合分析了高压油泵柱塞直径、蓄压器容积和长径比、蓄压腔出油口位置对压力波动幅值的影响,优化设计系统参数,并依此试验,取得良好的稳压效果。该仿真系统能够反映斯特林发动机燃油系统的实际工作过程,参数优化后的系统能够减小蓄压腔中燃油压力的波动。     

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．