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%。     

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。     

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%。     

基于AMESim的柴油机喷油器的仿真研究

喷油器是柴油机燃油喷射系统的重要组成部件,喷油器性能的好坏直接影响柴油机的整机性能。为了确定不同结构参数对喷油器喷射性能的影响过程,利用AMESim系统仿真软件建立了某柴油机喷油器仿真模型,分析了关键结构参数变化对针阀运动速度、喷油流量和喷油量等的影响规律,研究结果对喷油器的结构设计及改进具有一定的参考价值。     

喷油器精密偶件结构参数对喷油及泄漏特性的影响

针对喷油器在使用过程中由于精密偶件结构参数的变化引起喷油量及泄油量发生变化的问题,以博世CRIN2/3喷油器为研究对象,基于喷油器精密偶件磨损对喷油及泄漏影响的理论分析,利用AMESim软件构建喷油器仿真模型。采用Box-Behnken设计方法,以柱塞偶件间隙、针阀偶件间隙、针阀升程为试验因子,以喷油量与泄油量为试验指标,建立了各试验因子与试验指标间的回归模型,分析了各因子对试验指标的影响规律。采用多目标优化法得出如下结论:当柱塞偶件间隙范围为3.00～3.07μm,针阀偶件间隙范围为1.50～1.77μm,针阀升程范围为0.32～0.38 mm时,能够实现在喷油量变化率满足国标的要求下,泄漏量达到最小。     

喷油器结构参数与喷油一致性相关关系的试验研究

针对喷油器在使用过程中因结构参数变化导致喷油一致性发生变化的问题,以CRIN系列喷油器为研究对象,基于喷油器液力及机械运动过程分析,得出喷油器易损结构,运用AMESim软件构建喷油器仿真模型。采用Box-Behnken设计方法,以针阀偶件间隙、柱塞偶件间隙、针阀升程、衔铁升程为试验因子,将喷油量变化率及响应时间变化率作为影响喷油一致性的试验指标,建立各试验因子与试验指标间的回归模型,分析各试验因子对试验指标的影响规律。采用多目标优化方法得出:当柱塞偶件间隙为4.38μm、针阀偶件间隙为2.66μm、衔铁升程为0.05 mm、针阀升程为0.34 mm时,喷油量变化率、响应时间变化率分别为1.70%和2.27%,达到最佳喷油一致性。在此基础上,结合数值计算得出:当柱塞偶件间隙为3.05～5.93μm、针阀偶件间隙为1.50～3.95μm、衔铁升程为0.045～0.053 mm、针阀升程为0.33～0.38 mm时,喷油量变化率、响应时间变化率都能够满足国家标准及工程对喷油一致性的要求。     

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。     

高压共轨喷油器电磁系统对喷油规律的影响

利用GT-FUEL、GT-POWER软件建立了高压共轨喷射系统和柴油机的仿真模型,并通过发动机台架试验验证了该仿真模型计算结果的准确性和合理性.在此基础上仿真计算分析高压共轨电磁阀参数对喷射规律及发动机性能的影响.结果表明.电磁阀铁芯弹簧刚度对喷油规律没有影响,但其质量影响针阀落座响应时间;适当减小针阀弹簧预紧力或提高电磁力,在不影响针阀落座响应特性的条件下,可提前针阀开启时刻,提高初期喷射速率.     

高压共轨喷油器喷油量均匀性研究

根据高压共轨系统的喷油要求,进行了电控喷油器喷油量均匀性分析和试验。着重讨论了影响喷油器喷油量均匀性的关键因素,分析了喷孔加工精度、驱动电路、共轨压力等对喷油量均匀性的影响,进行了用不同的脉宽增量修正喷油量试验,修正后喷油量均匀性能达到3 %~5 %的要求。     

带有直接驱动喷油器的德尔福共轨系统

2008年，德尔福（Delphi）公司实现了柴油机共轨系统直接驱动压电控制技术产品的批量生产。在德尔福公司200MPa直接驱动共轨系统中，喷油器针阀的运动直接由压电陶瓷执行器驱动，而不是通过电液回路控制动作。喷油器针阀的超快开启和关闭不受喷射压力的影响，在改善排放和燃油消耗的同时，将功率密度和发动机扭矩提高到一个新的水平。在寿命期间，出众的多次喷射能力和极小量分段喷射的控制能力确保了这种高压共轨燃油喷射系统优异的喷射性能。     

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。     

恒压式燃油系统压力波动特性研究

以高压共轨系统为研究对象,对其压力波动特性进行试验研究,分析了喷油过程中压力波动阶段,对各阶段以相应的波动特征参量进行表征;对由燃油压力和温度改变引起的波动特征参量变化进行研究,得到了压力波传播速度、喷油压降下降幅值、波动过程幅值、周期以及衰减时间的变化规律,并通过理论分析,解释了喷油过程压力下降幅值与燃油密度、压力波传播速度以及燃油流速的关系。     

内外EGR和喷油压力对柴油机低温燃烧的影响

在1台装有电液可变气门的单缸柴油机上,通过改变内外EGR策略和喷油压力,对柴油机小负荷工况下低温燃烧的燃烧特性和排放特性进行了试验研究。内部EGR通过排气门两次开启实现,发动机转速和喷油量分别固定为1 500r/min和20mg/cycle。研究结果表明,通过高EGR率控制可以实现超低NOx排放,其中采用高喷油压力可以降低内部EGR的炭烟排放,而采用低喷油压力可以降低外部中冷EGR的HC和CO排放。在内外EGR耦合控制策略中,提高内部EGR比例可以降低HC和CO排放,但改善效果逐渐减弱,同时为了抑制炭烟排放,需要结合更高喷油压力,而提高外部中冷EGR比例可以获得较高热效率。     

一种高压泵流量控制装置的仿真研究

介绍了一种用于柴油机共轨系统的新型高压泵流量控制装置,并建立了数学模型,利用AVL公司的液力系统仿真软件Hydsim和Matlab仿真软件Simulink联合建立了高压共轨系统的仿真模型,制定了共轨腔压力闭环控制策略,分析了单向阀结构对共轨压力波动特性的影响。     

高压共轨柴油机燃烧与排放模型的研究

利用高速闪光摄影技术,对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析,提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式;在正确描述高压燃油喷雾的基础上,建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型,此模型改进了燃油喷射模型及碳烟的生成与氧化模型,考虑到燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况。     

Effect of injector parameters on the injection quantity of common rail injection system for diesel engines

In this paper, the bond graph model of common rail injector was proposed in consideration of the effects of variable liquid capacitance and fuel physical property on the injection characteristics of the injector. State equations were derived based on the model, which were numerically solved by programming in Matlab. Comparisons between the simulation results and the experimental data show that the numerical model can effectively predict the injection quantity of the system. Effect of variation of delivery chamber diameter, needle seat semi-angle, needle cone semi-angle, ball valve seat semi-angle, nozzle hole diameter, inlet orifice diameter and outlet orifice diameter on fuel injection quantity had been analyzed. The influence rules of various parameters on the fuel injection quantity had been established. The experiments were conducted using face centered central composite design. A second order polynomial response surface model had been developed for predicting fuel injection quantity, as a function of the independent variables. Analysis of variation was used to determine the significance interactions which primarily affect the fuel injection quantity. It had been concluded that six interaction factors including delivery chamber diameter with nozzle hole diameter, needle seat semi-angle with needle cone semi-angle, needle seat semi-angle with nozzle hole diameter, needle cone semi-angle with nozzle hole diameter, nozzle hole diameter with inlet orifice diameter, and nozzle hole diameter with outlet orifice diameter have significant effect on the fuel injection quantity of the system.     

LPG汽车供气系统关键部件特性研究

以某LPG/汽油两用燃料商务车为研究对象,针对其供气系统关键部件进行了性能测试。设计了供气系统喷气控制的驱动电路硬件和软件,主要对燃气喷射控制阀和蒸发减压阀的喷射精度和响应时间进行了测试试验。试验结果表明,不同气压状态下和不同供电电压下,喷气量与喷气脉冲占空比呈线性关系;燃气喷射控制阀在正常电压波动范围内工作稳定;蒸发减压阀可保持燃气喷射控制阀供气压力基本稳定。     

柴油机燃油喷射系统流体动力学研究进展

针对柴油机燃油喷射系统的流体动力学问题,从影响模拟精度的角度出发,分别对燃油黏性、空化、燃油的变物性和流体-结构耦合等方面进行了综述,旨在为今后更加深入的研究提供参考。概述了柴油机燃油喷射系统流体动力学研究的发展现状,提出了未来发展的方向:开展高压油泵柱塞腔、喷油器控制腔和蓄压腔等腔体内燃油的高维流体动力学分析;考虑流体内部及流体-结构耦合传热引起的温度场变化;考虑燃油物性随温度和压力的变化及变化率;对喷射系统建立流-固-热强耦合瞬态分析模型,分析水击压力、管道振动及泄漏问题;继续进行燃油的高温高压特性测试。     

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。     

增压式共轨喷射系统结构改进研究

阐明了增压式共轨喷射系统的结构组成和工作原理,分析了电控增压器增压室及喷油器压力室内燃油压力振荡的原因和可能带来的不利影响,提出了增加平衡油压电磁阀的方式,使压力室压力在高压喷射后能迅速恢复到轨压并消除压力振荡。建立了新系统的仿真模型,进行了仿真分析,结果证实新系统能在不削弱增压效果的前提下,消除压力振荡。设计了四通电磁阀,将增压活塞电磁阀和平衡压力电磁阀合二为一,实现了改进原理,而不增加系统控制对象(电磁阀)。最后对使用节流孔的方式来改进系统性能的方案作了仿真研究,分析了该方式的优缺点。