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.     

进气歧管喷射式电控喷油器磁路结构改进研究

以某进气歧管喷射式电控喷油器样品结构为对象,以提高动态响应特性为目标,通过增设隔磁套对其磁路总体结构进行了改进.利用Ansys软件环境建立了电控喷油器磁路的有限元模型,以电磁场仿真结果为基础对其轭铁、滑动气隙等参数进行了优化.通过试验,对改进前后电控喷油器样品的动态响应特性及流量特性进行了对比.结果表明:改进后电控喷油器的开启滞后时间比改进前缩短了0.28ms,关闭滞后时间缩短了0.14ms,单位脉宽下动态流量平均增加了1.8mg左右,并且不同喷油脉冲下的喷油量均比改进前有了较大提升.     

电磁喷油器开启及落座滞后时间测试研究

为了得到电磁喷油器针阀开启滞后时间及针阀落座滞后时间,从电磁喷油器的结构和工作原理出发,分析了电磁喷油器的喷射过程,推导了喷油器针阀开启及落座滞后时间的数学表达式.研究了电磁喷油器通电后线圈电流的变化规律,利用在喷油器针阀完全开启或完全落座时刻,电流曲线上会出现拐点的特点,设计了测试拐点出现时刻的检测电路,并利用80C196单片机开发了电磁喷油器开启及落座滞后时间测试系统.实际测试结果表明,该测试系统对针阀开启滞后时间的测试精度达到0.87%,对落座滞后时间的测试精度达到1.14%,满足电磁喷油器开发过程中动态性能检测的需要.     

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.     

新型共轨电控喷油器的开发

提出并成功开发了一种基于新型工作原理的共轨式电控喷油器,适用于低黏度燃料(二甲醚,甲醇等)的缸内直喷.建立了相应的电磁和液力动态仿真模型,通过仿真计算,研究了喷油器的电磁结构参数及液力参数对动态电磁力和喷油特性的影响,得出确定这些参数的原则.样机试验与仿真结果的对比表明:实际喷油器的开启响应时间为0.7,ms,比仿真结果略长,实际关闭响应时间0.7,ms,与仿真结果十分接近;仿真模型可以较好地预测油量特性的变化趋势,在大油量时仿真喷油量与实际喷油量误差较小.     

电磁阀驱动电流对喷油特性影响规律研究

在电控单体泵实验台上进行了不同电磁阀驱动电流对喷油特性影响的实验研究.讨论了单体泵燃油系统控制信号、驱动电流、油管压力、喷油速率和针阀升程各参数之间的延迟关系,探讨了不同的保持和开启电流时喷油量的变化规律.结果表明,不同的开启和保持电流对燃油系统喷油持续期长度等喷油特性影响很大,驱动电流与燃油系统的喷油速率、喷油压力、针阀升程和喷油量存在着规律性的变动.因此,不同电磁阀均需确定最优的开启和保持电流,降低驱动电流对燃油系统喷射特性产生的影响.     

高压共轨喷油器关键参数仿真分析及改进

高压共轨喷油系统的喷油规律、动态响应特性和动态压力特性可以综合反映系统性能.应用GT-FUEL软件研究了喷油器参数进回油孔直径对系统喷油规律、动态响应特性和动态压力特性的影响,确定了进回油孔直径的合理大小.为了进一步缩短针阀关闭时间,设计了增加一条进油通道的喷油器改进方案并对其进行了仿真,仿真结果表明该设计明显缩短了针阀关闭时间.     

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。     

柴油机双层多孔喷油嘴瞬态流动特性

以某型国产喷油器喷油嘴为对象,在X射线精确测量其几何参数的基础上,采用动网格技术对喷油嘴内部瞬态流动进行模拟研究,并通过可视化试验验证所建模型的准确性.研究了不同位置处、不同喷射压力下喷孔内流量系数、气相体积分数随针阀运动的变化,分析了燃油性质对喷孔内流动特性的影响.结果表明:在相同的喷油压力下,上层喷孔与下层喷孔相比,空穴现象会提前出现,且空穴发展更加迅速,空穴区域更大;针阀关闭阶段与针阀开启阶段相比,喷油嘴内部空穴发展较快,喷嘴内空穴在针阀关闭的前一刻会瞬间增加;喷油压力增加,空穴现象产生时刻提前,空穴发展区域增大;进出口压力相同时,喷孔内空穴现象的发展及其强度受燃油运动黏度、饱和蒸汽压和密度的影响.     

液压伺服阀阀芯的动态特性分析与多目标优化

为了提高液压伺服阀的动态响应特性,对液压伺服阀的阀芯结构进行了多目标优化研究,建立了阀芯结构参数与作用力之间的数学模型。以阀芯动态响应的超调量、振荡次数和上升时间作为优化目标,以阀芯的优化结构参数作为设计变量,数学地描述了阀芯动态特性多目标优化问题。分别采用NSGA-Ⅱ、SPEA2两种多目标进化算法与Simulink相结合对阀芯进行优化,评估了两种多目标进化算法的表现,得到了阀芯的最优设计参数。采用CFD、Simulink仿真验证了优化效果,结果表明：对应液压伺服阀入口压力工况为7、14、21 MPa时,作用在优化后阀芯上的稳态液动力相比优化前下降了37.10%、34.39%、30.53%;优化后的上升时间平均降低了3.77 ms,平均改善了61.74%;优化后的超调量平均改善了9.41%。     

柴油机喷油器中针阀的碰撞与运动轨迹研究

针对柴油机喷油器内的针阀运动速度快,作用时间短,负荷强度高的特点,按针阀实际工作负荷确定加载函数,采用有限元方法,对喷油器多质量运动系统进行非线性动力学分析,研究针阀碰撞的影响因素,模拟针阀系统的运动,计算冲击应力.在190试验柴油机上对多种喷油器的针阀运动、喷射压力进行了试验研究,证实数学模型和模拟方法实用有效,研究结果可用于喷油器的设计和改进.     

电控气动发动机进气门开启时刻控制基础研究

气动发动机进气门采用电控技术是提高其工作效率的有效措施之一。以获取进气门开启时刻随工况参数的变化规律为目的,针对进气门采用电控气动阀的气动发动机,建立了其工作过程理论模型,搭建了其试验台,并进行了理论模型的验证。以验证过的理论模型作为平台,对电控气动发动机工况参数、进气温度和压力对其主要控制参数——最佳进气门开启角的影响进行了仿真优化分析,获取了在各种不同工况及进气条件下,气动发动机进气门开启角的控制规律。研究结果表明:以气耗率最小为目标,随着气动发动机进气持续角和转速的增大,最佳进气时刻应提前,减小进气压力或增大进气温度,最佳进气时刻应适当延迟,但当进气持续角增大到145°CA时,进气压力对最佳进气时刻影响甚微;以动力性和经济性为目标的气动发动机最佳进气门开启角是不同的,在负荷低于80%时,应以经济性为目标,当负荷增大到80%及以上时,则应以动力性为目标控制进气门开启角。控制基础的研究为气动发动机采用电控技术提供了数据支持。     

柴油机喷油嘴针阀动态特性的初步研究

柴油机油嘴油槽中的压力变化率可达20～40MPa/ms,因此针阀的启闭过程是一个动态过程。本文建立了针阀上升和下降过程的动态运动方程,并与静力平衡方程作了比较。理论与试验研究证明,针阀动态开启压力明显高于静态,而动态关闭压力又明显低于静态,且与发动机工况有关。针阀的动态落座特性使喷射后期油粒直径变大,喷雾质量变差,并可能危及排放指标及油嘴寿命。     

基于响应面模型的滑移门动力学特性多目标优化

为了在满足开启轻便性的条件下提升滑移门的运动平顺性,提出了基于响应面模型的滑移门动力学特性多目标优化方法.基于刚柔耦合多体动力学方法建立某MPV车型的滑移门模型,对其运动平顺性及开启轻便性的评价指标进行分析,并通过滑移门台架试验验证了该仿真方法的可靠性.对滑移门运动机构进行参数化设计,结合拉丁超立方采样法进行试验设计,通过对滑移门动力学特性指标进行灵敏度分析,得到了结构参数对性能的影响规律.建立精度可靠的滑移门动力学特性二阶响应面模型,各项指标的复相关指数R2均高于0.9.采用NSGA-Ⅱ遗传算法对滑移门运动机构进行多目标优化,滑移门中导向轮载荷峰值与质心加速度峰值分别降低39%和24.4%,全开所需时间低于1.8 s,在满足开启轻便性要求的同时,显著提升了滑移门的运动平顺性.     

缸内直喷汽油机低速混合气形成过程研究

通过Hydsim搭建的多孔喷油器一维仿真模型分析了针阀开启与关闭阶段喷油参数的变化,并使用FIRE软件对15 MPa喷油压力下的定容室喷雾进行了数值模拟及模型标定. 在此基础上,以一涡轮增压缸内直喷汽油机为研究对象,对比数值模拟与实验结果,分析了滚流比及喷油时刻对低速工况缸内混合气形成过程的影响. 结果表明,对2000 r/min全负荷工况,采用较高滚流比可增强缸内气流运动,促进燃油快速蒸发并形成更加均匀的混合气,而适当的喷油时刻可减少燃油碰壁,改善混合气浓度分布,从而更利于燃烧及发动机性能的提升.      

基于Bank地址的IABA冲突分析及优化

为了降低物联网应用中用于关键事务控制的硬实时任务的最坏情况响应时间（WCRT）,提出了一个基于任务地址分布的bank冲突优化框架.该框架从以下两个方面改善硬实时任务的WCRT:借助任务访问缓存地址因素约束bank冲突条件,并借此收敛任务的最差情况执行时间（WCET）;基于任务访问缓存的地址分布特征优化地址映射降低冲突延迟时间.实验结果表明,所提方法分别可提升平均18.15%的冲突延迟估值以及减少大约20%的冲突延迟时间.      

喷油器工作可靠性研究

本文用概率分析方法研究柴油机喷油器调压弹簧的工作可靠性.探讨针阀尾端和挺杆下部及针阀和阀体座面的撞击产生的应力和磨损、调压弹簧松弛、喷油嘴流通特性的变化等对喷油器性能的影响,提出改善喷油器工作可靠性的途径.     

多机场网络效应在地面等待策略中的应用

在多机场地面等待策略中,对多机场延迟的网络效应进行研究.将其以约束条件的方式加入到运算模型当中,对模型进行优化,并设计启发式算法对模型进行求解.多机场地面等待的网络效应主要体现于航班延迟在多机场网络中传递,该效应在枢纽机场尤其严重.通过对延迟时间中各时间要素进行分析,并得出新的约束条件对模型进行优化.优化后应用于真实算例的求解.求解结果显示:模型更真实地反映了多机场地面等待问题的实际情况,模型的求解为航班调整提供了依据.调整后的航班总延迟时间段数目减少,而航班总运行成本降低,达到了提高运行效率的目的.     

柴油机电控组合泵燃油喷射系统匹配仿真分析

利用AMESim软件建立了某柴油机电控组合泵燃油喷射系统仿真模型.通过喷油特性实验验证模型准确性后,仿真分析了喷孔直径、凸轮型线速度和柱塞直径等主要因素对喷射性能影响规律;并通过正交实验设计,开展了燃油喷射系统结构参数优化匹配分析,得到了两组优化的结构参数方案,即喷油器孔径0.24 mm,凸轮型线速度0.46 mm/(°AC)、柱塞直径15 mm和喷油器孔径0.26 mm,凸轮型线速度0.46 mm/(°AC),柱塞直径15 mm两组,为燃油喷射系统的匹配设计提供参考.     

串联聚能装药延迟时间与装药间距匹配关系研究

为降低串联聚能装药战斗部前级爆轰对后级JPC成型的干扰,采用LS-DYNA软件,对不同装药间距、不同延迟起爆时间下后级JPC的成型过程进行了数值模拟. 获得了装药间距、延迟起爆时间对后级JPC成型的影响规律,分析了最佳延迟时间下以及头部速度最低对应延迟时间下后级JPC头部速度降随装药间距的变化规律,建立了延迟起爆时间与装药间距的匹配关系. 结果表明:最佳延迟起爆时间随装药间距的增大而增大,当前后级装药间距达到2.5倍装药口径,延迟时间为40 μs,后级JPC头部速度降只有11%. 针对优化结构开展了侵彻45#钢靶实验,串联聚能装药战斗部能够实现反硬目标大开孔兼顾穿深的要求.