高压油泵阻尼孔对燃油系统压力特性的影响研究

为实现更高的热效率和更优的排放,柴油机的喷射压力不断提高。阻尼孔作为高压油泵等压出油阀的关键结构,对燃油系统的压力特性有重要影响。本文研究了阻尼孔大小对喷油器的喷射特性以及高压油管压力波动特性的影响,结果表明:随着阻尼孔由0.1 mm增大至2.0 mm,喷油器喷油持续期相对缩短,循环喷油量减小,这是不同阻尼孔对应的高压油管残余压力大小不同,以及不同阻尼孔大小对系统压力调节的速度不同的结果;此外,阻尼孔较小(0.1 mm)时,燃油系统存在二次喷射现象,而阻尼孔过大(3 mm)时,系统内还会存在零压区,即存在穴蚀的风险;对高压油管残余压力的频谱分析发现,阻尼孔较小时,高压油管内压力脉动与出油阀的运动存在较强的相关性,而阻尼孔较大时,压力脉动与回油阀的运动相关,即供油系统中多种阀件的运动是高压油管压力脉动的主要原因。

高速电磁执行器的性能优化

针对一种具有强电磁力密度特性的高速电磁执行器开展性能优化研究。建立高速电磁执行器多物理场耦合仿真模型,通过计算得到不同参数对电磁力密度的影响规律,结合量化分析方法筛选得到3个电磁力密度的关键影响因素;采用最优拉丁超立方试验设计方法建立电磁执行器开启过程中的平均电磁力密度及总响应时间的近似模型;基于建立的近似模型构建电磁执行器性能的多目标优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法求解得到Pareto解集,结合最小距离法确定最优解。结果表明:优化后的电磁执行器在开启过程中的平均电磁力密度提升了14.9%,总响应时间减小了26.7%,空间利用率及动态响应特性均得到提升,研究结果可为高速电磁执行器的优化设计提供理论指导。

船用柴油机高压共轨系统多构型喷油一致性研究

为了研究船用高速柴油机高压共轨系统喷油一致性和压力波动稳定性,本文设计了单轨、双轨串联、双轨并联和无轨4种系统结构。基于AMEsim平台构建了共轨系统整机数值仿真模型,并进行了试验验证。同时开展了不同构型下系统喷油一致性以及压力波动特性变化趋势及影响机理研究。结果表明:系统稳定性受供油量和喷油量间匹配度的影响。4种构型中,单轨系统和双轨并联系统多缸循环喷油量一致性较好,波动过程有明显周期性变化趋势,两侧系统对称性较高;双轨串联系统存在液力延迟现象,无轨系统减小了总高压容积,导致多缸喷射间的影响程度加强。在单缸多循环喷油过程中,间隔周期与轨压波动周期呈倍数关系,使循环过程中喷射压力水平一致,单缸一致性程度较高。4种系统轨压波动的主波动频率区间都在86 Hz附近,受当前转速下的供油频率影响。频域分析发现喷油一致性与系统有效蓄压能力有关,影响了系统稳定性能。

二次流蛇形通道锂离子电池散热性能

针对传统蛇形流道的大压降、高功耗问题,结合二次流结构,设计了一种新型的二次流蛇形液冷板,建立仿真模型,对比了传统蛇形液冷板和二次流蛇形液冷板的性能。另外,进一步研究了不同流速下二次流通道数量、通道宽度、通道角度、通道距离对二次流蛇形流道传热和压降特性的影响。结果表明,传统蛇形液冷板在增加了二次流结构后,液冷板进出口压降下降了90.69%,很大程度上解决了传统蛇形流道的问题;随着流速的增大,不同结构参数的液冷板的冷却效果增强,在流速大于0.4m/s后,最高温度维持在303K左右,最大温差维持在4.5 K左右,压降和泵功随流速增大而增加;各个结构参数都存在最优值,当通道数量为7,通道宽度为4mm,通道角度为75°,通道距离为8mm时,系统的压降大大降低,很大程度上节省了泵功。

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。