基于Res-CNN和燃油压力波的柴油机喷油器故障诊断方法

燃油喷射系统的工作质量直接影响柴油机工作过程及性能。针对利用燃油压力波进行故障诊断时压力波特征点自动化识别困难、影响实时在线监测的问题,提出了利用深度学习图像识别理论进行喷油器故障诊断的方法。通过喷油泵试验台进行了喷油器典型故障模拟试验,测取了高压油管燃油压力波,分析了不同故障状态下燃油压力波动特征及规律,建立了基于深度残差的卷积神经网络(Res-CNN)模型,以一维燃油压力波信号为输入,进行喷油器故障诊断检测及验证,并对故障特征学习过程进行了可视化分析。结果表明,该模型较传统方法具有更高的诊断准确率,验证了直接应用燃油压力波图形识别方法进行在线实时监测的可行性。     

高压共轨系统不同温度下喷油参数修正计算

为说明高压共轨系统燃油温度变化对喷油量的影响,进行了不同燃油温度下的喷油参数修正计算。首先简要分析了高压共轨系统燃油流动传热特征,依据柴油机工作环境温度范围,提出了确定基准温度的方法,然后运用流体传热计算方法,推导出了喷油量和喷油压力的修正量计算公式;最后结合实例,给出了基准温度下的喷油压力和喷油量的基准脉谱,计算了不同温度下燃油喷油压力和喷油量的修正脉谱;结果表明:50℃燃油温度的喷油量修正量计算值与测试值的相对误差在14%以下,80℃燃油温度的喷油量修正量计算值与预测值的相对误差在9%以下,说明喷油参数修正计算方法是有效的。     

生物柴油及其混合燃料的喷油特性研究

研究了生物柴油及其与二甲醚混合燃料的喷油特性及喷油过程中嘴端压力特征,确定了喷油条件和生物柴油掺混比例对其影响规律。研究结果表明:喷油压力增加,喷油速率在喷油初期上升和喷油末期下降均变快,最大喷油速率增加,喷油持续期内喷油速率波动幅值变大,喷油引起的嘴端压力第一波谷下降幅度变大,喷油结束后嘴端压力各个波动幅值均变大,除第一波峰外,其余各个波峰的相位均提前且相位差别越来越大;喷油脉宽增加,喷油持续期延长,喷油终点延后,嘴端压力第一波谷和各波峰的大小变化不明显,各波峰的相位延后;随着燃料中生物柴油比例的减少,喷油始点不变,喷油终点延后,喷油持续期增加,喷油引起的嘴端压力第一波谷下降幅度变小,嘴端压力第一波峰降低。相同喷油条件下,高比例生物柴油的循环喷油能量最大,纯生物柴油的循环喷油能量居中,低比例生物柴油的循环喷油能量最小。     

电控单体泵预喷射技术的仿真研究

对电控单体泵高压燃油喷射系统进行预喷射技术的研究。在AMESim中搭建了电控单体泵系统的模型并进行仿真和试验验证,结果表明该模型能够较为准确地预测燃油喷射系统的基本参数变化规律。在此模型基础上进行预喷射仿真研究,其结果显示:预喷射在油管内形成压力波动,对主喷产生影响;预喷油量越大,主喷油压波动越大,平均主喷油压越小,导致相同喷油脉宽下主喷油量减少。虽然预喷射形成的压力波动随转速的升高而减弱,但中低速时的影响不可忽视,故如采用预喷射,须重新标定主喷脉宽MAP。     

柴油机燃油压力信号的载荷识别

在高速柴油机喷油系统性能检测中，一般以燃油压力信号作为喷油系统性能检测参量。通过对油压波形分析来判断喷油系统的工作状况。本文阐述了采用载荷识别技术识别油压信号的频谱特性，进而得到其时域波形，并在模拟试验中获得了比较满意的诀别结果。     

An Experimental Study on the Characteristics of Fuel Injection System with Dual High-pressure Actuator Control

对采用电控单体泵和共轨喷油器的双电磁阀控制燃油系统进行试验研究,该系统能完成对供油和喷油的独立控制;研究结果表明双电磁阀控制燃油系统可方便地控制启喷压力,从而灵活地调节喷油规律;可在部分工况下实现等压喷射;双阀系统开始和结束喷射时刻的燃油压力会影响实际喷油持续期的长度,喷射压力越高,实际的喷油持续期越长.     

高压共轨系统关键参数对油压波动的影响

为研究高压共轨系统关键参数对共轨管内油压波动的影响,通过AM ESim仿真平台对高压共轨系统进行了建模,并对模型的准确性进行验证.在此基础上研究了喷油压力、喷油脉宽、共轨管直径3个参数对共轨管内油压波动的影响.最后通过R语言对仿真数据进行回归分析,得出各个影响因素与油压波动之间的相关性.研究结果表明:喷油脉宽、喷油压力和共轨管直径均会对油压波动造成影响,在以上3个主要因素中,喷油压力对波动的影响权重达到了80.74％,占据主导作用.     

电控单体泵系统喷射特性仿真研究

对电控单体泵的喷射特性进行了建模仿真。研究了燃油系统结构参数对喷射压力和喷油速率的影响以及转速对喷射延迟的影响。结果表明:喷射延迟时间随着转速的增加而增加;喷射压力与柱塞—喷孔直径比成正比,而喷油速率与柱塞—喷孔直径比成反比,柱塞—喷孔的直径比决定了燃油喷射系统可能达到的最大喷油压力和最大喷油速率;最大喷射压力和最大喷射速率都随着长度比的升高而降低,最大喷射压力受长度比的影响比最大喷射速率更加敏感。     

低污染柴油机用电装公司电控直列式喷油泵

为满足日趋严格的柴油机排放法规,提高燃油经济性,提高发动机输出功率以及降低噪声,电装公司探讨了对改善燃烧过程十分重要的燃油喷射雾化方面的一些方案,研究了为缩短喷油持续期而提高喷射压力与喷油率并同时提高控制精度的方法以及利用发动机和车辆工况反馈,采用电子控制系统实现优化控制。     

柴油机喷嘴空穴流动特性分析

利用混合多相流空穴模型进行了喷嘴内气液两相流动的数值模拟。分析了喷油压力、背压、喷嘴几何特征参数对喷孔内空穴流动、空穴区域分布的影响,以及各种参数对流量系数和燃油出口平均速度的影响。研究结果表明,无量纲空穴数直接影响喷孔内的空穴分布,而流量系数和燃油出口平均速度等流动特性则与喷油压力、喷孔入口圆角半径、喷孔倾角、针阀升程等几何特征参数有很大关系。     

高压共轨喷油器压力波动与针阀响应解耦分析

多次喷射过程中,不同喷射之间的相互影响导致循环喷油量的控制难度增大。建立了高压共轨系统的AMESim仿真模型,通过数值仿真和试验测试相结合的方法,揭示了喷油器内部压力波动和针阀开启阶段动作响应的强耦合作用是导致主喷油量随喷射间隔波动的根本原因,当主喷油量基准值为60．0 mm3时,其波动量最大可达3．6 mm3。建立了共轨系统的无阻尼 L C液力系统模型,通过对模型的分析,针对强耦合作用提出了减小喷油器内部油道长径比和盛油槽容积的解耦方法。对解耦方法的仿真试验验证表明,采用解耦方法后压力波动和针阀响应的耦合程度降低53％。     

喷油脉宽对高压共轨多次喷射油量波动的影响规律

使用高压共轨多次喷射试验台进行了主预喷射和主后喷射两种模式下高压共轨两次喷射油量随间歇时间波动的规律研究.通过试验数据系统地总结了喷油脉宽对两次喷射油量波动的影响规律.研究结果表明,两次喷射中,第2次喷射的油量波动振幅随第1次喷油脉宽的增加呈先增大、后减小的周期性波动.     

增压汽油机不同排气歧管长度下的压力波动特性

利用台架试验数据校准了增压直喷汽油机一维性能仿真模型,应用校准后的模型研究了低速(1 500r/min)全负荷工况不同排气歧管长度下排气阀口与涡轮机入口处的压力波动特性,并对压力波动形态与低速增压压力的建立、瞬态响应、缸内充气效率等的关联性进行了深入分析。研究结果表明:在现有排气歧管结构形式下,在低转速宜采用较短歧管,从而有望获得更高的增压压力和扭矩;相继工作的气缸不宜在涡轮机前共用一根排气总管,否则容易引起废气倒流,而且歧管越短倒流越严重;排气歧管中的压力波在传向涡轮机入口过程中被"均值化",不能充分应用排气压力波动效应来提高低速扭矩和改善增压延迟。     

低压油路供油压力对单体泵喷油压力的影响

为了研究不同供油压力下单体泵的建压过程及单体泵性能呈现出的变化规律,在电控单体泵试验台上进行了油泵台架试验,获得了高转速工况下不同供油压力的单体泵油压特性曲线。分析了供油压力与单体泵喷油压力之间的关系,并研究了电控单体泵空转时供油压力对单体泵性能的影响。结果表明:高转速时,供油压力低,油压建立过程存在无规律波动;高转速时,一定范围内,供油压力越大,油压上升时刻越早;不同转速对应着不同的临界充油压力,当供油压力大于等于临界压力时,单体泵才能够稳定而有规律地建压;相同工况下,一定范围内,供油压力越大,单体泵喷油量越大。     

GD-1高压共轨电控柴油机起动控制的试验研究

与机械式供油系统相比,高压共轨电控系统在起动时可迅速建立起较高的油压、灵活地调节喷油量和喷射提前角。基于GD—1高压共轨电控系统,采取对喷油量、喷油压力和喷射正时等主要参数的调节与控制,做了电控共轨柴油机起动的试验研究。试验结果表明,该系统能有效改善柴油机起动性能。     

启喷压力对电控单体泵供油系统喷油量的影响机理

以电控单体泵燃油系统为研究对象,研究了启喷压力对循环喷油量的影响。通过计算各工况下循环喷油量随启喷压力变化的百分比,研究了各工况循环喷油量随启喷压力变化的敏感程度,在此基础上进行了启喷压力对循环喷油量影响的机理分析。结果表明:循环喷油量随启喷压力的增加呈减小趋势,随着转速的增加,启喷压力对循环喷油量的影响程度越来越小;在各确定转速下,随着喷油脉宽的增加,循环喷油量对启喷压力变化的敏感程度越来越低;低速时启喷压力主要通过影响喷油器针阀开启关闭的运动过程而影响循环喷油量,中高速时启喷压力主要通过影响有效喷油脉宽而影响循环喷油量。     

采用切线凸轮的电控单体泵燃油系统性能研究

研究了电控单体泵燃油系统特性在匹配切线凸轮型线下的燃油特性。进行了高转速和低转速下的试验,低转速下对应的供油速度低,如果供油提前角太提前将导致断续喷射,高转速下较大的凸轮速度将对应较高的供油速度,使得供油压力高,因此可用凸轮速度范围受到限制,切线凸轮速度变化较大使得对应的工作区间较短;进行了不同提前角下的试验,供油角度的变化对电控单体泵燃油系统喷射特性影响较大,不利于通过调节喷油角度来优化排放性能;进行了不同油量下系统的特性试验,发现不同油量下喷射特性变化大,变化规律不满足理想喷油规律的需求;进行了高速下燃油系统试验,高速时由于压力波的影响出现了二次喷射。结果说明,切线凸轮型线的速度段斜率大,能够快速实现高速供油,有利于快速建立供油压力,但是采用切线凸轮的单体泵燃油系统的供油特性受到转速和提前角的影响,不利于发动机面工况的匹配和大功率柴油机的需求。     

天然气发动机高压共轨系统的建模与仿真研究

根据天然气的气体特性,建立了基于AMeSim的"两级调压"共轨系统模型。为研究天然气发动机高压共轨系统的动态特性,以压力波动幅值为控制目标,综合分析了转速、共轨腔容积、长径比和共轨腔压力等对压力波动幅值的影响,提出了相应的控制策略,并利用MATLAB/Simulink建立了控制系统模型。仿真结果表明,该联合仿真系统能够反映天然气发动机高压共轨系统的实际工作过程,所采用的控制策略能够减小共轨腔中气体压力的波动,为天然气高压直喷发动机的研究奠定了基础。     

柴油机振动速度特征参数与供油提前角异常故障关系研究

采用数值模拟和试验研究相结合的方法对振动速度特征参数与供油提前角异常故障的关系进行了研究。基于已验证的195柴油机有限元模型模拟并提取了不同供油提前角下的振动速度特征参数,模拟结果表明,随供油提前角的增大,描述燃烧始点、峰值压力出现时刻及最大压力升高率出现时刻的振动速度特征参数减小,描述峰值压力及最大压力升高率的振动速度幅值特征参数增大,描述平均指示压力(IMEP)的特征参数变化规律不明显。以1110和295柴油机为试验验证对象,测量并提取了不同工况下的振动速度特征参数,结果表明振动速度特征参数随供油提前角的变化规律和理论分析结果一致。     

柴油机燃烧压力波动特性的试验研究

测量了发动机燃烧过程,分析了燃烧过程中出现的压力波动现象。研究表明,随着转速、负荷、供油提前角等参数的变化,柴油机的滞燃期发生了改变,从而影响了滞燃期内产生可燃混合气的量,导致了缸内压力波动。