基于三维建模的喷油器流量系数在线测试

该文提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法。通过实验探究了燃油系统内部压力波的演化及传递过程并基于实验数据验证了算法的准确性;基于黎曼不变量理论将燃油系统内部复杂的压力变化过程简化为黎曼波的演化及传递过程,并建立了喷油过程中喷油器入口压力与流量系数的数学关系;根据燃油系统结构提出了一种基于喷油器入口压力信号的黎曼波解耦方法,提高了算法的使用范围。该文搭建了流量系数测量平台,通过实验验证了所提出方法有较高精度。

基于GT-Power的压电晶体喷油器性能仿真分析

为优化柴油机压电晶体喷油器性能,采用GT-Power建立高压共轨压电晶体喷油器仿真模型,改变模型中压电晶体的材料属性,设置不同电压条件,仿真分析压电晶体执行器的弹性模量、晶体驱动电压对执行器位移、喷油针阀压强、喷油器温度及每循环喷油量的影响。仿真结果表明:压电晶体喷油器弹性模量大于75 GPa,执行器位移随驱动电压的增大而增大;喷油器弹性模量大于80 GPa,喷油针阀处的压强增大,温度升高;相比弹性模量为55 GPa,弹性模量为80 GPa时,压电晶体执行器位移增大15.6%,喷油器每循环喷油量增加2.3%。压电晶体喷油器弹性模量为75~80 GPa,可以提高喷油速率,缩短喷油持续期,有利于提高柴油机热效率。

关于某喷油器CVO控制精度的研究

发动机喷油器是喷油系统的重要部件,对发动机的性能有很大的影响。文章结合对某发动机喷油器CVO自学习的失效案例,对喷油器CVO自学习、产生机理、常见问题改进措施进行详细的总结,希望对喷油器类高频高精密零件的控制软硬件匹配设计改进提供帮助。

无静态泄漏电控喷油器压力特性交互作用相关性分析

为揭示无静态泄漏电控喷油器压力波动特性,本文借助AMESim仿真平台,搭建了电控喷油器的数值模型,通过试验数据对比,验证了模型的准确性。定义喷油压力波动与喷油压力降作为压力特性的衡量指标,结合实验设计与相关性分析方法,探究了压力特性与影响参数间交互作用的相关性。结果表明:对于喷油压力波动,进油孔孔径、回油孔孔径、喷孔直径三者间的交互作用具有显著影响,且其相关性受轨压工况的影响显著,在低轨压时,进油孔直径与喷孔直径的交互作用与其成正相关,回油孔孔径与进油孔孔径、喷孔直径的交互作用与其成负相关,在高轨压时各项的相关性相反;对于喷油压力降,在全工况平面内,影响因素的交互作用对其影响微弱,其交互作用可以忽略;影响因素的交互作用对压力特性的影响对轨压工况的变化敏感,与控制脉宽的变化无关。

压电喷油器执行器驱动控制电路改进设计

针对自行研制的压电喷油器和执行器,通过设计压电执行器两端电压补偿控制策略,采取六阶段电路驱动控制方法,实现了压电喷油器内部执行器两端驱动电压的闭环补偿控制和基于三角波形驱动电流的充放电过程,提高了电路能量利用率,降低了电路峰值电流。同时对驱动电路进行试验。试验表明,改进驱动控制方式后,电路充电时间缩短了0.06 ms,放电时间略微缩短了0.01 ms,满足执行器达到最大位移的最小脉宽缩短到0.3 ms,峰值电流降低了3 A,由此表明电路响应速度和安全性得到了进一步提高。

双升程电控喷油器多次喷射油量波动特性研究

为实现船用柴油机高压共轨系统喷射的柔性和稳定控制,提出一种双升程电控喷油器,基于搭建的喷油器AMESim仿真模型,探究了喷油器不同多次喷射模式下的油量波动特性.结果表明:大升程预喷模式下的主喷量标准差随预喷量的增加先上升后下降,而小升程预喷模式下的主喷量标准差随预喷量呈幅值逐渐降低的波动变化趋势.总体上,在预喷量为161~660 mm^(3)范围,小升程预喷模式在降低主喷量波动程度方面比大升程预喷模式更占优势.预喷射采用小升程喷射模式且预喷量一定时,升程切换延迟为0.2 ms的靴形主喷模式在降低主喷量波动程度方面略优于相同主喷脉宽或相同单次喷射油量的大升程主喷模式.大升程和小升程后喷模式下的后喷量标准差随主喷脉宽和目标后喷量均呈波动变化趋势,且小升程后喷模式下的后喷量标准差波动程度更小.与大升程后喷模式相比,小升程后喷模式在降低后喷量波动程度方面更占优势.

基于堆叠稀疏自编码器的多缸喷油器堵塞定位算法

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,针对多缸机不同喷油器发生堵塞故障且故障程度不一时,传统故障诊断方法难以精准定位故障喷油器的问题,提出一种基于堆叠稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoder,SSAE)的故障定位算法。通过SSAE提取不同喷油器发生堵塞故障时轨压信号的深层特征,以softmax网络实现故障部件定位。以一维轨压信号为输入,故障喷油器定位为输出,并研究算法超参数对算法精度的影响。研究结果表明,此算法能精准定位发生堵塞故障的喷油器,且精度不受堵塞程度的影响,故障诊断正确率可达96.7%。

柴油机喷油器喷孔内流穴蚀风险分析

针对柴油机喷油器喷孔内空化流动及穴蚀磨损问题,建立了孔内燃油流动的仿真三维模型,并且通过可视化试验验证了模型的准确性。在R_(rs)冲蚀风险预测模型的基础上,将微射流速度、水锤压力和侵蚀强度系数引入公式,建立了喷油器喷孔内流穴蚀风险预测模型,实现了穴蚀损伤位置的定量表征。采用该模型研究了喷孔不同当量入口圆角半径、不同喷孔倾角和不同当量表面粗糙度对喷油器喷孔穴蚀磨损的影响。计算结果表明,穴蚀磨损区域主要位于喷孔入口处和喷孔上侧表面,且当量入口圆角半径对穴蚀磨损的影响大于当量表面粗糙度和喷孔倾角,因此可以优先考虑增加喷孔入口圆角半径以减小穴蚀磨损,提升喷油器寿命。

基于网格搜索和投票分类模型的喷油器故障诊断研究

为了提高高压共轨试验台对喷油器检修效率,提出一种基于网格搜索和投票分类模型的喷油器故障自动诊断方法。由于压电喷油器故障数据采集困难,使用AMESim软件模拟不同轨压和脉宽状态下压电喷油器可能出现的多种故障情况。随后,将采集到的1 760组数据使用由随机森林、支持向量机和GBM组成的投票分类模型进行训练,并使用网格搜索法优化各分类器的超参数。实验结果表明:该模型对压电喷油器的5种故障状态及正常状态诊断时的准确率、精确率、召回率和F1-score分别为98.86%、99.13%、98.56%、98.83%,表现出较高的准确性和稳定性。该方法能够快速高效地对喷油器故障情况进行定位。

基于PISO算法的汽车喷油器优化仿真研究

通过三维数值模拟软件Converge结合PISO算法,针对重型直喷柴油机,研究喷油器的不同孔径、孔深和喷油倾角对发动机燃烧和排放性能的影响,得到柴油发动机最佳热效率的喷油器参数设置方案。结果表明:相较于喷孔深度和喷孔倾角,喷孔直径的改变对发动机热效率的影响更大,且可有效改善发动机的NO_(x)和碳烟排放。当喷孔直径为0.179 mm、0.219 mm及0.259 mm时,分别能实现1.4%、3.4%、和2.8%的增幅,热效率提升较为显著。

迈腾B8高压喷油器常见故障诊断

迈腾B8不仅在中国中级车辆的销售市场占有率较高,还是全国汽车技术技能竞赛的主选车型之一。在各类汽车故障中,高压喷油器是故障高发区域之一,对于高压喷油器常见故障及时进行精准诊断,是把握故障原因,做好有效处理的关键。本文主要结合燃油控制电路,对迈腾B8发动机喷油器的喷油过程进行分析,最后以案例的形式,讲解其高压喷油器常见故障的分析诊断过程,最后对于高压喷油器的故障诊断提供几点有效方法参考。通过理论联系案例分析,为更好的把握迈腾B8高压喷油器故障问题提供指导,为高压喷油器的故障诊断和处理提供一些思路和借鉴。

回油背压对高压共轨喷油器喷油特性影响的研究

高压共轨喷油器是柴油机高压共轨电控系统中最重要的一个部件,其喷油特性(如喷油器量)的优劣将直接影响发动机的性能表现。喷油器的喷射特性不仅受到喷油器的结构参数的影响,同时在喷射过程中还受到外界工作环境的影响,比如喷油器喷射时发动机缸内的背压,以及喷油器工作时的回油通道中的背压。本文主要对某高压共轨喷油器进行台架试验测试,研究喷油器回油背压对喷油特性的影响,并分析产生影响的原因,为开发新型的燃油喷射系统提供试验数据。

两种不同大小喷孔直径喷油器对柴油机组经济性的影响

柴油机喷油器喷孔直径影响喷油器的雾化特性,而喷油器的雾化特性对柴油机热效率、燃油消耗率、有害物排放、机械故障等有着重要的影响。以某电控单体泵柴油机组为例,分别使用喷孔直径为0.28 mm和0.30 mm的2种喷油器进行负荷试验,对比2种喷油器柴油机组的燃油缸内爆发压力、燃油喷射压力、涡前排温及燃油消耗率。结果表明:使用喷孔直径为0.28 mm喷油器的柴油机组,其经济性优于使用喷孔直径为0.30 mm喷油器的柴油机组。

喷油器衔铁阻尼特性仿真分析

衔铁是喷油器中最重要的执行零件,对喷油器的喷油特性的影响特别大。以某喷油器为研究对象,使用计算流体力学(CFD)的方法详细地研究了衔铁阻尼间隙对衔铁落座过程的影响规律。计算结果表明:衔铁落座初期,阻尼间隙产生的阻尼力很小;衔铁落座后期,阻尼力将迅速增加。当阻尼间隙小于0.050 mm后,衔铁才会在落座中受到较大阻尼力的作用。衔铁底部面积增加,衔铁受到阻尼力将变大。阻尼间隙上下端面平行度增加,衔铁圆周方向受到的阻尼力不均匀程度将变大。

超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析

针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。

喷油器安装角对156FMI发动机缸内直喷燃烧过程的影响

以156FMI摩托车发动机为原型,针对其进气道喷射改为缸内直喷时喷油点位置的确定问题展开研究,考察喷油器安装角对缸内直喷燃烧过程的影响。基于四方程湍流模型、Enable扩散模型、walljet碰壁模型、Dukowicz蒸发模型和KHR破碎模型以及ECFM燃烧模型模拟156FMI摩托车发动机缸内直喷燃烧过程,并充分考虑此发动机缸盖空间位置的限制,将喷油器安装在相对气缸盖原火花塞对称位置,研究喷油器安装角对缸内平均压力、温度、瞬时放热率及压力升高率等的影响。结果表明:循环喷油量10 mg、转速3 600 r/min及当量比为1的工况下,θ为55°时,相较于35°峰值压力增大了19.85%,峰值相位提前了2.5°CA,温度峰值升高了14.89%。θ从40°增大到55°时气缸内的压力、温度、瞬时放热率和累积放热量峰值都不同程度地出现了上升,峰值对应的相位角也出现了不同程度的提前,缩短了着火落后期,使气缸内的混合气燃烧速率加快。当θ为55°时,火焰传播速率最快,气缸内的热功转换效率最高,其在燃烧性能方面较好。研究结果为156FMI摩托车发动机缸内直喷技术的应用提供了理论指导和参考。

基于SSA-VMD和ITFPF的喷油器信号去噪方法

由于柴油机工作环境复杂多变,喷油器信号中包含较多噪声,导致诊断率低。为降低噪声的影响,提高故障诊断率,提出一种麻雀算法优化变分模态分解(SSA-VMD)和改进时频峰值滤波(ITFPF)结合的信号去噪方法。针对VMD受分解参数制约的问题,以能量分解因子为目标函数,通过SSA自适应地将信号分解成一系列IMF,以解决参数设置不当导致的模态混叠问题。TFPF的窗长选择不当会影响其滤波效果,由于排列熵能够度量非平稳信号的复杂度,以排列熵为适应度函数寻到最优窗长,使ITFPF兼顾信号保真和噪声压制。仿真和试验结果表明:SSA-VMD和ITFPF结合的方法降噪效果优于其他方法,并使故障识别率相比未优化VMD提高了10.13%。

共轨喷油器高速电磁阀电磁力影响因素分析

为研究关键参数对共轨喷油器高速电磁阀电磁力的影响,本文根据电磁耦合原理建立了考虑最大电磁力饱和现象的电磁阀电磁力数学模型,并基于该电磁力模型进行了参数分析。结果表明:电磁力随驱动电流的变化取决于电磁阀总磁阻和驱动电流范围。当电流小于4 A时,驱动电流是电磁力增加的主要因素,当电流大于4 A后,总磁阻成为制约电磁力增加的决定因素。在电流为10 A时,电磁力随气隙的增加而降低,且降低的程度逐渐增大、气隙直接影响气隙磁阻和电磁阀软磁材料磁阻的变化;电磁力随线圈匝数的增加而增大,但其增大的程度逐渐减小,这是电磁阀总磁阻对电磁力降低的贡献率随线圈匝数增加而增大造成的。

电控喷油器智能驱动模块的设计

根据电控喷油器驱动的要求,设计出一种基于单片机PIC18F458的电控喷油器智能驱动模块。该模块利用PIC18F458内部集成的比较器功能模块和输入捕捉功能模块CCP1和CCP2实现多个喷油电磁阀驱动,采用高低端驱动技术以及电路反馈技术实现了驱动电流提升和保持,并且具有故障检测和诊断功能。试验中该模块实现了设计的10 A提升电流和5A保持电流并满足其时效性,同时它能提供的最小喷油脉宽为0.4 ms,最小喷油间隔为0.5ms,满足了电磁阀驱动电路的要求。

喷油器支架的设计与优化

喷油器支架的设计是为了确保喷油器系统共轨的精确位置,并在建模程序中对其形状进行设计。这一设计考虑了内燃机的安装空间和制造方法。为了进一步优化喷油器支架的性能,使用有限元分析对提出的几何形状进行应力分析。通过这一分析,可以评估该支架在实际工作环境中所承受的力和应力分布情况。最后,使用相同的方法来优化喷油器支架的几何形状,以减轻部件的重量。通过这种优化设计,可以在保持结构强度和稳定性的前提下,降低喷油器支架的整体重量,从而提高整个喷油器系统的性能和效率。这样的设计方法旨在满足现代工程领域对轻量化、高性能和可靠性的要求。