电控喷油器参数对高压共轨系统循环喷油量波动影响的量化分析

为研究电控喷油器参数对高压共轨系统循环喷油量波动的影响,利用AMESim仿真平台建立了电控高压共轨喷油系统数值仿真模型,并通过在高压共轨系统试验台上试验,验证了仿真模型的准确性。接着在此基础上对循环喷油量波动进行分析,揭示了喷油器参数对循环喷油量波动的影响规律。最后进行了量化分析,得到了喷油器参数变化引起的循环喷油量波动百分比的变化规律。结果表明,衔铁残余气隙、电磁阀预紧力、出油孔直径、进油孔直径、针阀预紧力和针阀升程是影响高压共轨系统循环喷油量的主要电控喷油器参数,在不同的轨压和喷油脉宽下,这些参数的变化引起的循环喷油量波动百分比分别为5.0%~16.8%、7.8%~26.2%、14.1%~22.9%、17.0%~23.3%、7.5%~33.2%和0~21.8%。     

共轨喷油器在车喷油量控制自学习方法

为了精确控制喷油器老化后的在车喷油量,分析了共轨喷油器老化试验前后的小油量喷射特性,提出了小油量自学习修正的方法。当发动机处于倒拖工况时,在不同的轨压下,通过主动小脉宽喷射测得特定缸角加速度与其他几缸角加速度平均值的比值,研究得到发动机小油量燃烧后角加速度变化规律,并据此设计喷油量控制自学习算法。实车试验与台架试验表明,在无需增加额外传感器的情况下,小油量自学习修正算法能精确控制老化喷油器的小油量,明显改善老化喷油器小油量喷射的一致性和稳定性,满足发动机在全寿命期间的性能要求。     

提高共轨喷油器工作效率研究

根据电磁阀式共轨喷油器工作特点,研究了提高大流量电磁阀式共轨喷油器工作效率的技术途径。以喷孔前的压力为实际喷油压力,其与供油压力的比为共轨喷油器的有效喷油压力效率;以喷油量与喷油量和总回油量之和的比为共轨喷油器的有效喷油量效率。结果表明：喷油器有效喷油压力效率与有效喷油量效率相互影响;采用异型结构喷油嘴偶件可以有效提高喷油器工作效率;喷油器与燃油轨间高压管路长度、喷油嘴偶件及其他结构参数进行综合匹配,能够进一步提高喷油器工作效率。综合匹配的计算结果表明,在160 M Pa 标定压力下,最大有效喷油压力效率达到108．3％,有效喷油量效率达到96．8％。     

高压共轨系统循环喷油量波动交互作用分析

电控喷油器参数变化影响高压共轨系统循环喷油量稳定性,从而影响柴油机工作的一致性和可靠性。本文中基于键合图理论建立了共轨管-高压油管-电控喷油器数值模型,与试验测量结果对比表明该模型具有较高的准确性。利用试验设计方法制定了试验研究方案,得到了循环喷油量波动响应面模型,并证明了该模型能准确预测循环喷油量波动。基于响应面方法分析了参数间交互作用对循环喷油量波动的影响,研究表明进油节流孔直径与喷孔直径、进油节流孔直径与针阀升程、喷孔直径与控制阀复位弹簧预紧力、喷孔直径与针阀升程、控制阀复位弹簧预紧力与针阀升程间交互作用对系统循环喷油量波动有显著影响,为高压共轨系统数值建模和优化设计提供了理论指导。     

多缸柴油机工作均匀性控制方法研究

针对高压共轨柴油机各缸扭矩输出不均匀性问题,基于柴油机燃油喷射控制机制,设计了多缸柴油机不均匀度信号量化处理方法及各缸均匀性控制算法,采用Matlab/Simulink软件构建了各缸均匀性控制模型,通过模型在环测试和台架试验对控制策略功能进行验证。结果表明:在发动机转速为800～1 300 r/min、喷油量为2～50 mg/hub的工况范围内,控制策略可以根据发动机运行工况实时计算各缸的修正喷油量,并按照各次喷射期望喷油量的比例将修正喷油量分配到各次喷射中,柴油机各缸扭矩输出不均匀度减小,各缸均匀性控制策略设计合理、有效。     

基于MC33816芯片的共轨喷油器驱动单元的设计

根据共轨喷油器的驱动要求,设计了基于智能电磁阀驱动芯片MC33816的智能电控共轨喷油器驱动单元,开发了相应的软件控制策略。该单元包括DC-DC升压模块、高低边驱动模块和电流波形反馈控制模块,实现了PeakHold驱动方式。试验表明,该智能驱动电路性能优异、响应迅速、运行可靠,达到了精确控制喷油量和喷油定时的目的。     

电控共轨式喷射系统喷油过程的试验研究

叙述了柴油机电控共轨式喷射系统喷油过程的试验装置及原理，实测了HEUI—A液压增压式喷油器的喷油规律，并对共轨压力和喷油脉宽与喷油量、预喷射和喷油率之间的依存关系进行了综合分析。     

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。     

对置二冲程柴油机燃油电控系统开发

分析对置二冲程柴油机工作特点及其对燃油系统的需求,进行燃油系统电控单元开发。根据对置二冲程柴油机大容积变化率等特点,采用电控高压共轨燃油系统。电控系统采用MPC5554微处理器,利用其两个独立时间处理单元(eTPU_A模块和eTPU_B模块)进行双喷油器协同控制。按照模块化设计方法进行了电控系统的软硬件设计,采用可编程逻辑器件,在台架上进行高压共轨轨压控制及不同喷油脉宽和压力下的喷油量试验。结果表明,所设计的电控系统可以满足对置二冲程柴油机对同一缸的两个喷油器同时工作的要求。     

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％。     

Common rail injection system iterative learning control based parameter calibration for accurate fuel injection quantity control

This paper presents an accurate engine fuel injection quantity control technique for high pressure common rail (HPCR) injection systems by an iterative learning control (ILC)-based, on-line calibration method. Accurate fuel injection quantity control is of importance in improving engine combustion efficiency and reducing engine-out emissions. Current Diesel engine fuel injection quantity control algorithms are either based on pre-calibrated tables or injector models, which may not adequately handle the effects of disturbances from fuel pressure oscillation in HPCR, rail pressure sensor reading inaccuracy, and the injector aging on injection quantity control. In this paper, by using an exhaust oxygen fraction dynamic model, an on-line parameter calibration method for accurate fuel injection quantity control was developed based on an enhanced iterative learning control (EILC) technique in conjunction with HPCR injection system. A high-fidelity, GT-Power engine model, with parametric uncertainties and measurement disturbances, was utilized to validate such a methodology. Through simulations at different engine operating conditions, the effectiveness of the proposed method in rejecting the effects of uncertainties and disturbance on fuel injection quantity control was demonstrated.     

基于NI CompactRIO的压力反馈式喷油控制系统设计与开发

设计开发了基于预燃式高温高压定容燃烧弹的压力反馈式喷油控制系统。考虑到嵌入式系统要求实时性高、安全可靠性高、控制精度高和任务复杂度高等特点,使用CompactRIO-9036以及相应的I/O模块,利用FPGA可重复配置的优势,实现了压力信号采集、配气电磁阀驱动、点火驱动、喷油器驱动及轨压闭环控制等功能。为了验证本系统的可靠性,进行了压力反馈喷油触发试验,从结果可以看出本系统可以较为精确地、良好地模拟发动机喷油时刻的环境。     

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。     

柴油机高压共轨喷油系统结构参数匹配

为提升发动机性能,进行了高压共轨喷油系统与大功率柴油机的匹配研究。在分析柴油机基本参数的基础上,通过计算喷油系统结构匹配参数,设计了高压共轨系统共轨组件,研究了喷油器流量参数,进行了共轨管的设计匹配。实验证明,所匹配的高压共轨系统满足快速建立和稳定共轨压力的要求。     

电控喷油器仿真模块化研究

根据典型高压共轨燃油喷射系统结构 ,提出了以模块式设计对柴油机燃油系统进行计算机仿真的方法 ,利用建立的 6个模块 ,编制了高压共轨喷油系统电控喷油器的仿真计算程序。应用该程序可对喷油器结构进行仿真优化。     

GD-1高压共轨式电控柴油机急减速控制策略的研究

柴油机急减速的控制是柴油机过渡工况控制中的一个重要方面。基于GD—1 高压共轨电控车用柴油机,设计了急减速过程中喷油量与喷油压力的控制策略。实机试验表明,该控制策略的应用保证了柴油机急减速时转速与喷油压力的平稳过渡,减少了燃油消耗与废气排放,改善了车用柴油机的调速性能。     

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。