进一步开发喷油器优化柴油机燃烧

进一步开发共轨喷油器的重点在于降低未来柴油机的CO2排放,Denso 公司通过提高喷油嘴针阀的开启速度,在降低颗粒物排放的同时获得节油效果。除此之外,Denso 公司具有电磁式或压电式针阀的新型喷油器在应用附加预喷射油量方面提供了进一步的自由度,以1 种具有3 次预喷射能力的喷油器证实了其降低燃油耗和颗粒物排放的进一步潜力,并且可以应用于轿车柴油机与载货车柴油机上。     

弹跳式喷油模式下汽油直接喷射的实时控制

汽油直接喷射无节流稀气分层燃烧能降低发动机的有害排放,并明显提高燃油经济性。然而,采用汽油分层燃烧会导致诸如循环变化率大和颗粒物排放增加等问题。应用多次喷射策略可以缓解这些问题,但这需要采取小油量喷射方式,从而会使传统电磁阀喷油器在弹跳式喷油模式下工作,这时线圈通电时间与喷油量之间呈现出高度非线性关系。介绍1种可以控制小油量喷射的闭环控制系统。这种控制系统基于线圈断电阶段电压控制信号的1种特殊特性。根据这一特性,可以计算出喷油器针阀的关闭时间,进而计算出实际喷油量。试验结果表明,通过对弹跳式喷油的合理控制,提出的控制系统有潜力提高汽油直接喷射电磁阀喷油器最小油量的喷射能力。     

一种新型共轨喷油器仿真研究

针对发动机对"先缓后急"喷油规律的需求,研究了一种双控制腔进油量孔的新型共轨喷油器。基于AMESim平台建立了喷油器模型,并应用EFS测试数据进行了模型校准。结果表明:与常规共轨喷油器相比,新型共轨喷油器针阀关闭速度提高了2倍,控制腔进油量孔流通面积减少了50%以上,更容易得到"先缓后急"的靴形喷油规律;减小控制腔容积可以提高喷油响应速度,增加滑阀弹簧预紧力可以提高滑阀恢复速度,以上措施能够提高新型喷油器的多次喷射能力,满足不同发动机性能需求;受滑阀副油道的作用,新型共轨喷油器在单结构参数、单次喷射条件下,喷油一致性受加工误差影响系数降低。     

压电喷油器动态响应特性试验研究

针对自主设计研制的压电喷油器,利用喷油规律测试仪,试验研究了压电喷油器的喷油规律,并分析了喷油器在不同轨压和控制脉宽下的动态响应特性和喷射能力.结果表明:在不同轨压和控制脉宽下喷油器进行喷射时,喷油持续期较为稳定;当轨压从120 M Pa增加到160 M Pa时,喷油开启响应延迟仅增加了约14.5％;当控制脉宽从1.0ms增加到2.5ms时,喷油关闭响应延迟减小了约14.9％;喷油器进行多次喷射时,主预喷标准差分别仅为0.4和0.3左右.     

电控喷油器参数对喷油规律的影响

基于一维仿真软件GT-Suite模拟电控高压共轨燃油喷射系统及柴油机整机模型,探究电控喷油器关键参数对喷油规律的影响。研究表明,提高喷嘴流量系数可以大幅度提高喷油速率,且加快后期断油;控制室容积进、回油节流孔直径对针阀开启和关闭有很大影响;随着控制室容积增加,喷油规律曲线向右平移,针阀关闭速度变慢;电磁力对针阀开启影响较大,且随着电磁力的增加,初期喷油速率有所增加;针阀弹簧预紧力会影响针阀开启和关闭的速度。研究结果对高压共轨电控喷油器的确定和优化具有一定的参考价值。     

电控喷油器开启及落座时间的测试

为了得到电控喷油器针阀开启滞后时间（td1）及针阀落座滞后时间（td2）,从电控喷油器的结构和工作原理出发,分析了电控喷油器的喷射过程,详细推导了喷油器针阀开启及落座滞后时间的数学表达式,为电控喷油器的性能改进提供了理论指导;详细分析了电控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单片机开发了电控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td1的测试误差为0.87%,对td2的测试误差为1.14%,可以满足电控喷油器开发过程中动态性能检测的需要。     

采用伸长结构的直喷汽油机喷油器的开发

对于汽车发动机降低排放和燃油耗的要求越来越高。在直喷汽油机方面必须解决一些技术课题,如缩短喷油器响应时期,提高燃油压力的耐受度和可变度,以实现最佳的燃油雾化及多次喷射。介绍了在喷嘴针阀的驱动部采用的伸长(拔长)结构的直喷汽油机用喷油器。它装备了新型电磁阀,并将转子与针阀设定为分体结构,同时利用转子的惯性提升针阀,能够适应喷油压力范围在3.5~20MPa,体积比传统喷油器缩小15%,质量减轻37%。     

GDI喷油器小脉宽非线性流量特性分析

针对GDI喷油器流量特性在小脉宽下存在的非线性问题，分析了小脉宽非线性的成因并提出了一种能够精确控制小脉宽喷油量的闭环控制系统。该系统能够基于GDI喷油器驱动电压的反馈信号，识别出针阀关闭时刻，在不同温度、黏度下进行自学习，采用数据拟合的方式获得喷油器开启延迟时间。结果表明：该控制策略能有效提高GDI喷油器小脉宽流动特性的一致性，在小脉宽区燃油喷射量偏差最高可降低30%,大部分偏差都在±10%以内，线性模式下流量偏差均低于5%。     

电控喷油器开启和落座滞后时间的研究

本文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,详细推导了喷油器针阀开启及落座滞后时间的数学表达式,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。     

高压共轨喷油器响应特性优化分析

为了提高某型号重型柴油机喷油器的响应特性,以高压共轨喷油器为研究对象,利用AMESim软件建立仿真模型并分析了控制柱塞直径、控制腔容积、针阀弹簧预紧力、针阀密封直径对于响应特性的影响。采用正交试验设计的方法,通过极差和方差分析对这些参数及其交互作用进行优化。结果表明,当控制柱塞直径为4.2 mm,控制腔容积为0.02 cm~3,针阀弹簧预紧力为79 N,针阀密封直径为3.8 mm时高压共轨喷油器的响应特性最好,优化后响应特性提升了30.65%。