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。     

高压共轨柴油机喷油器喷油特性研究

为减少电控喷油器配机的调试工作量,对喷油器油量标定及基本MAP的建立进行了研究,分析了电控喷油器喷油一致性及均匀性的主要影响因素.提出在小油量下,采用压力波动量控制的办法可达到一致性要求,采用喷油脉宽修正的办法可达到均匀性要求.采用变步长方法确定了喷油初始基本MAP,进而检验了基本喷油量MAP的准确性.装机实验结果表明,所建立的初始基本MAP比较合理.     

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。     

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．     

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.     

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.     

喷油参数对重型柴油机喷油器喷油规律的影响

柴油机各孔喷油规律对燃油在燃烧室的分布、雾化、可燃混合气形成、燃烧有重要影响,从而影响柴油机排放性、经济性、动力性。基于自行搭建的动量法各孔喷油规律测试系统,以某大功率柴油机喷油器为研究对象,探讨了不同喷油压力、喷油脉宽和喷孔直径对喷油器各孔喷油规律的影响。结果表明:随着喷油脉宽的增加,相同压力下喷孔喷油速率和流量系数发展趋势保持一致,喷油持续期增加。随着喷油压力的增加,喷油速率和流量系数随之增加,喷孔有效流通面积增大,空化效应更弱。但相比于喷油速率,流量系数变化较小。随着喷孔的直径增大时,喷油速率及其波动增大,喷油速率最大值对应时刻延迟,喷油持续期减小,喷孔的流量系数增大。     

共轨喷油器高压喷射模型的仿真与试验验证

利用CFD分析软件对柴油机喷嘴内部流动进行仿真研究,以不同边界条件对燃油喷雾状态进行了计算分析;对与喷嘴内部流动相联合的共轨喷油器喷射模型进行了理论研究和试验验证.建立了共轨喷油器有气穴和无气穴两种喷嘴内部CFD流动分析模型,并对流动情况进行了计算分析,将计算结果作为边界条件,对喷嘴喷雾场进行了模拟,并将模拟结果与试验台架测试结果进行了对比.实验结果表明,对于喷嘴内部流动,有气穴模型更接近于共轨喷油器内的真实流动状态.     

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。     

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．     

用于标定和优化的高压共轨柴油机建模

高压共轨柴油机可控燃油喷射参数的增加,在使对燃烧的控制更加灵活的同时也带来标定和优化工作量显著增加的问题.为适应高效率的需要,提出并研究了基于模型的标定优化,即采用神经网络在一些工况点上建立模型,再通过自适应神经模糊推理系统(ANFIS)进行插值,将模型由这些工况点扩展到所需工况空间.模型精度由对象、建模所用数据量及模型参数调整共同决定.试验在一台六缸高压共轨柴油机上进行.理论分析和试验结果表明 该方法可以在保证精度的同时有效减少标定优化的试验工作量.     

高压共轨喷油系统改善柴油机排放性能的分析

在深入讨论柴油机排放特点和对喷油系统要求的基础上,以ECD-U2系统为例分析高压共轨喷油系统的结构特点及其对柴油机性能的改善,尤其是在控制排放方面所起的作用,并介绍了ECD-U2系统的实际应用情况.     

大颗粒流化床内压力波动现象的仿真研究

应用离散颗粒模型对大颗粒气固两相流化床系统进行了仿真研究 ,在完全流态化条件下对压力波动现象进行数值模拟。结果表明 ,压力波动的范围和频率与流化床内两相运动状态密切相关。随着床内颗粒相湍动的加剧 ,压力波动不断加剧 ,床内压降随表观气流速度的增加略有减少。对大颗粒流化床压力波动的模拟为进一步研究流化床稳定操作提供了有力的依据     

高压共轨燃油喷射雾化特性的数值预报

利用FLUENT软件,采用WAVE破碎及标准kε湍流模型,对高压燃油喷射雾化过程进行数值模拟研究;在可视化实验平台上,借助高速摄影技术,结合C#语言开发的图像处理软件,分析得出宏观喷雾特性。采用数值模拟方法获得了各种工况下的喷雾贯穿距和锥角等宏观特性的发展规律。研究结果表明:仿真结果与试验结果较吻合。喷射压力越大,喷雾贯穿距越大,喷雾锥角越小;背压越大,喷雾贯穿距越小,喷雾锥角越大;随着喷射时间的增加,单位时间内贯穿距离和喷雾锥角的增加幅度都呈逐渐减小的趋势。     

高压共轨式电控燃油喷射系统的计算机仿真

为了适应柴油机越来越严格的排放法规并进一步改善其性能，高压共轨式电控燃油喷射系统是未来柴油机燃油喷射系统的主要发展方向之一。建立了高压共轨式燃油喷射系统数学模型，采用Matlab语言的Simulink仿真工具箱编写了计算机仿真软件，通过试验表明仿真结果与实测值基本符合。     

超高压共轨系统电控单元研究与设计

分析了基于燃油增压器的超高压共轨系统的工作原理,针对基于燃油增压器的超高压共轨系统,利用高性能微控制器MPC5634对超高压共轨系统电控单元进行研究.设计了基于电流反馈控制的电磁阀智能驱动控制电路,利用单片机内置的增强型时间处理单元研究了发动机正时同步和时序控制方法,基于CAN总线和LabVIEW开发了监测标定系统.利用监测标定系统和逻辑分析仪对电控单元开展了软件测试,结果表明电控单元工作稳定可靠;借助压力测试系统和喷油规律测试仪开展了台架试验,结果表明超高压共轨系统能够产生220 MPa的超高压燃油和靴形喷油率.