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。     

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。     

双阀电控单体泵系统的喷射特性研究

在AMESim环境下建立双阀电控单体泵系统的仿真模型,通过试验对比验证模型的准确性。研究压力峰值、喷油量及平均喷油速率等在低转速范围内随控制角度差和转速的变化规律,并探索双阀系统的三次喷射特性。试验结果表明,在低转速下,增加控制角度差能明显改善喷油特性,控制角度差小于4°(一定角度)时,喷油压力、平均喷油速率等随控制角度差的增加变化不明显,而喷油量增量随控制角度差的增加变化相对稳定。采用变速率凸轮型线能有效降低后喷射的喷射压力,有利于灵活控制后喷射的喷油量。     

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。     

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。     

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.     

用新的喷油率控制泵 改进重载柴油机排放和冷起动性能

为了研究高喷射压力对发动机性能和排放的影响,制做了一些试验用的高喷射压力直列泵并对其进行了测试。 用高喷射压力提高燃油喷注动量可降低炭烟,但喷射压力进一步地增加对再降低炭烟效果不明显。因此在发动机低转速范围内应实现高压喷射压力,然而传统直列泵很难获得高压喷射特性。 具有可变预行程机构的喷油率电子控制泵在发动机低速范围时可提供高的喷射压力,而在高速范围时可提前喷油定时。这种泵可改善发动机低速范围的燃油经济性和瞬态联邦试验法(FTP)对重载发动机排放(烟度及颗粒)的要求。这种由线圈直接驱动的泵(带有预行程控制套筒)能使定时提前,即使在冷起动时也不会延迟,因此有效地改善了冷起动性能。     

多次喷射下压力波动对喷嘴内流及近场喷雾影响试验研究

为研究多频压力波动与喷嘴内流的因果关系以及对近场喷雾的影响机理，采用高速显微成像技术，开展了不同共轨压力下多次喷射过程真实尺寸锥形孔喷嘴可视化试验研究。同时通过高压传感器测量，得到喷嘴入口压力波动数据。研究结果表明：主喷过程喷雾锥角呈靴型趋势，由发展期、转化期、稳定期和衰减期组成，其整体趋势受喷射压力的影响，过程中存在空化形式的转变。预喷和后喷等小油量喷射过程中，存在针阀升程波动导致的不一致性。喷嘴处压力降与循环喷油量水平呈正相关，空化形式的转变影响了压力波动频率和传播速度。其中几何诱导空化形成时，压力呈低频波动，而线空化形成时，产生高频压力波动趋势。     

共轨柴油喷射系统简介

共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。     

燃油多次喷射控制策略对单缸柴油机燃烧与排放特性的影响

基于高压共轨系统对一台单缸柴油机采用燃油预喷射控制策略时的燃烧特性与排放特性变化规律进行了研究。在保持循环油量不变的前提下,通过控制每循环燃油的喷射次数、预喷油量、预喷与主喷的间隔角,对发动机缸内燃烧压力、放热规律、压力升高率及排放变化规律进行了分析。试验结果表明：当预喷油量小于5 mg/循环时,发动机能够在维持炭烟颗粒不增加的同时降低NO x的排放,同时发动机的压升率也较无预喷工况有所降低;多次喷射燃烧过程对燃油消耗率的影响较小,较无预喷工况略有上升,但通过对预喷角度、预喷油量及间隔角的合理匹配,能够实现对燃油消耗率的进一步优化。     

预喷射控制柴油机燃烧噪声的试验研究

研究了预喷射在高压共轨电控直喷式柴油机上控制燃烧噪声的作用。通过试验分析了不同工况下预喷射变量、预喷射定时、预喷射油量及主喷射定时的变化对燃烧噪声产生的影响。基于结果的分析,对预喷射变量进行优化。在以燃烧噪声为目标进行优化的同时,兼顾其对排放和经济性的影响。结果表明,采用预喷射可以明显改善燃烧噪声,在优化了预喷射策略之后,改善效果更明显。采用合理的预喷射策略可以明显降低燃烧噪声和NOx排放,但烟度和燃油消耗率略有增加。     

高压共轨燃油系统后喷射控制研究

根据柴油机后喷射作用机理,以有效降低燃烧噪声、减少排放为目的,分析设计高压共轨燃油喷射系统后喷射控制策略,解决后喷射控制中有关喷射协调、后喷射量、喷射起始时刻、喷射器作用时间和喷射释放以及相关参数修正等问题。     

高压共轨系统预喷控制策略研究

柴油机高压共轨燃油喷射系统可实现预喷、主喷和后喷的多次喷射,达到燃烧柔和效果,有效地降低燃烧噪声,减少排放,是世界内燃机行业公认的未来柴油机燃油系统的发展方向。在预喷机理分析的基础之上,提出了高压共轨燃油喷射系统预喷的控制策略,解决了预喷控制中有关喷射协调、预喷油量、喷射起始时刻、喷油器作用时间和预喷释放等问题。     

喷油策略对柴油机燃烧噪声及排放影响的模拟研究

进行了通过优化高压共轨系统燃油喷射策略来改善缸内燃烧排放性能的研究,基于AVL Fire软件,针对1015柴油机开展了不同燃油喷射策略下的喷雾燃烧和排放的数值模拟,建立了数学模型并验证了模型的可靠性,分析了一次预喷的预喷时刻、预喷量、主喷提前角对燃烧噪声及排放的影响,揭示了各参数对燃烧噪声和NOx及炭烟生成的影响机理,为进一步优化预喷方案提供了理论依据。     

燃油喷射参数对高压共轨柴油机性能的影响

运用GT—POWER软件建立了某高压共轨直喷柴油机的整机模型,并将计算值与试验值进行了比较,以确保模型具有足够的精度和可靠性;仿真分析了喷油压力、主喷提前角、预喷油量以及主预间隔对发动机性能的影响。仿真结果显示：增大喷油压力有助于提高发动机动力性和经济性并降低Soot排放;不同工况点需要选取不同的主喷提前角;增大预喷油量有助于降低NO。排放,但预喷油量不宜过大;主预间隔对Soot排放有较大影响。     

机械柴油喷射与电控共轨柴油喷射的差异比较

传统机械发动机的燃油喷射是依靠喷油泵压力的连续波动来实现的,这种喷射方式在经济性、动力性以及排放性上已经不能满足现代发动机的需要。共轨喷射发动机避免了传统燃油喷射发动机的缺点。本文从原理和系统结构上对传统机械燃油喷射发动机和共轨燃油喷射发动机的差异进行了比较和分析。     

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％。     

柴油微引燃乙醇发动机燃烧、性能及排放特性研究

柴油微引燃乙醇发动机采用进气道喷射乙醇、缸内直喷微量柴油引燃的方式进行燃料供给。基于单缸四冲程柴油机,对其燃烧、性能及排放特性进行研究,固定引燃柴油喷射量为发动机能实现压燃着火的最小值,在进气压力为0.15 MPa时比较不同乙醇喷射量的工况组,通过改变柴油喷射时刻进行工况扫描。结果表明,引燃柴油的喷射时刻对发动机的燃烧、性能和排放影响显著。柴油微引燃乙醇发动机在中高负荷能够稳定运行,指示热效率可达34%以上,通过适当调节柴油喷射时刻,可以有效控制未燃碳氢(UHC)、NO_x与CO排放,同时可以实现极低的炭烟排放。柴油微引燃乙醇发动机燃烧模式为预混合或部分预混合燃烧,燃烧有两阶段放热特征,改变引燃柴油喷射时刻,可以有效控制燃烧相位。     

多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究

基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。     

柴油机中压共轨式喷油系统的模拟计算与分析

在改进喷油器结构的基础上，在中压共轨喷油系统中实现了预喷。并建立了液力计算模型，模拟计算了中压共轨喷油器的喷油特性。进行了试验验证，证明了模拟计算的准确性，并得到了若干有意义的认识。