高压共轨喷油系统循环喷油量波动研究

针对系统参数对高压共轨喷油系统循环喷油量稳定性的影响机理及变化规律,在AMESim仿真平台上建立了高压共轨喷油系统的数值仿真模型,通过仿真分析研究了回油压力、电磁阀复位力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程、针阀预紧力和喷油器流量系数在全工况平面内所引起的循环喷油量波动变化规律,得出系统参数对循环喷油量波动的影响在小喷油脉宽下更为明显.结果表明,回油压力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程和喷油器流量系数为影响循环喷油量波动的关键系统参数.该研究可为优化高压共轨喷油系统参数、提高系统工作一致性和稳定性提供理论借鉴.

喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放影响的仿真研究

为研究喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放的影响,应用三维CFD软件对采用3种不同喷孔方案的某船用柴油机燃烧流场和排放进行了数值计算,计算的缸内示功图与实测结果基本吻合。模拟得到了不同喷孔方案下的燃油液滴分布、流场分布、缸内燃烧温度和压力分布,以及NOx和Soot质量分数分布等,同时还得到了油耗与指示功率。对比分析表明:喷孔直径和数目影响燃油雾化和蒸发,影响油气混合质量,进而影响NOx与Soot的排放。通过综合考虑动力性、经济性和环保性,选择喷孔孔数为8、喷孔直径为0.37 mm的喷孔方案为最优方案。

新型高压共轨ECU升压模块的数字化开发与优化

为了提高喷油器电磁阀的响应速率,提出了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)应用于高压共轨ECU的数字升压模块。鉴于该升压电路结构参数多,其升压电压的恢复响应要求高等特征,基于Pspice建立了升压电路的仿真模型,研究了不同电路参数下升压模块的输出特性,全面优化了该升压模块的性能。结果显示,该升压模块的最大转换效率可以达90%以上。在柴油发动机上对ECU的试验表明,升压电压最大波动不超过10%,其恢复时间仅为1.3ms,功率管最大温升仅为41℃,满足整机运行范围内ECU的需求。

低速高压共轨柴油机喷油规律计算

针对大型低速高压共轨柴油机的燃油喷射压力高、油量大,目前没有仪器可直接测量其喷油规律等问题,提出了通过试验测量喷油压力、气缸压力以及建立喷油器模型计算喷油规律的方法.使用AMESim计算软件建立柴油机多孔喷油器模型;在RT-Flex 60C型柴油机高压共轨系统硬件在环(HIL)仿真试验台上,测量不同工况下高压油管出口压力并输入模型,计算得到针阀升程、喷油器喷油率、喷油器单孔喷油率和压力等特征曲线,以及180 s的喷油量和泄漏油量.结果表明,计算的针阀升程曲线与仿真试验台实测曲线基本吻合,180 s喷油量和泄漏油量与实机实测值基本一致.

大型智能化低速柴油机高压共轨系统HIL仿真试验平台设计与实现

在RT-Flex60C大型智能化低速柴油机的高压共轨系统、WECS控制系统和推进控制系统基础上,增加低压供油单元和压缩空气单元,结合自主开发的实时仿真单元和信号采集单元搭建了大型智能化柴油机高压共轨系统硬件在环仿真试验平台。试验结果表明:试验平台性能稳定可靠,能如实反映高压共轨系统在真实机器上的工作过程,以及可变喷油正时、可变排气门开启和可变排气门关闭的特点。为大型智能化低速柴油机高压共轨系统的特性分析、执行机构的性能验证以及控制系统的测试提供了试验平台。

高压共轨系统综合测试平台设计及试验研究

基于NI公司软硬件产品开发了一整套高压共轨测试平台,并运用其完成对自主研发的高压共轨系统的高速电磁阀响应特性、电控喷油器液力响应及喷油规律可控性、高压共轨喷射系统雾化特性、共轨腔压力波动率控制、共轨高压泵密封性及泵油能力、电磁阀喷油器喷油特性及ECU性能等测试与信号处理分析。试验结果表明,测试平台系统设计合理,可以方便地通过图形化LabVIEW软件编程,实现不同的测试方案,提高测试质量和测试效率,适用于不同类型的共轨系统测试。

可灵活调制喷油模式的ECU开发与研究

基于发动机控制系统中涉及到大量数字逻辑电路的开发,进行了以32位微控制器MCF5233和CPLD为核心构架的共轨式ECU开发。其中,基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)完成了数字升压模块的开发和针对喷油器实现了高、低压分时驱动控制;同时,借助于瞬时转速开发了燃油喷射时序和多次喷射控制算法。试验结果表明:新的可灵活调制喷油模式的ECU可以实现任意曲轴角度的喷油定时,在以1 200r/min运行、以3 000r/min/s加速时,最大算法定时误差角度不超过0.033°;同时,利用结构体数组对喷射参数进行定义,仅一次中断服务,即可实现多次喷射模式。其中,多次喷射模式可控制的脉冲数可达到6次以上,且支持不同喷油模式间的自由切换。

基于模型的车用柴油机轨压控制器设计及试验验证

针对现代车用柴油机高压共轨燃油系统在全工况范围内连续瞬态过程的轨压控制问题,提出了一种基于模型的轨压控制器.通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理的分析,设计了一种基于模型的轨压前馈控制算法,并基于发动机转速和轨压偏差设计了轨压分段PID反馈控制算法.利用ETAS公司ASCET软件实现了该轨压控制器,在与自主高压共轨柴油机ECU进行集成后,开展了发动机台架和整车道路试验.试验结果表明:该轨压控制器在稳态过程可将轨压控制在±1.5,MPa波动范围之内,在连续瞬态过程可将轨压控制在±3.5,MPa波动范围之内,具备快速响应性、动态跟踪、高稳定性和高可靠性功能,满足全工况范围内轨压控制要求,为工程实际用轨压控制器设计奠定了基础.

配置高压共轨电控喷油系统的锡柴CA6110发动机性能研究

本文采用自行开发的高压共轨电控喷油系统在锡柴CA6110发动机上进行了匹配试验,摸索了电控系统关键参数对发动机性能的影响规律,并给出了详细的结果。通过对发动机进行的负荷特性和外特性对比试验结果表明,高压共轨电控喷油系统在提高发动机经济性和改善排放方面具有巨大潜力。本次试验积极有效的结果为该系统的实用化研究奠定了基础。

高压共轨多次喷射喷雾形态发展的试验研究

开发了高压共轨系统测试平台,采用高速闪光摄影方法,对所设计的电控喷油器在多次喷射条件下进行不同方案的喷雾特性试验研究,对试验结果进行特性分析,得到了喷孔结构和喷射背压等参数对喷雾贯穿距、喷雾形状和喷雾分布面积的影响规律,以便于建立多次喷射条件下的喷雾和燃烧放热模型,为提高电控共轨柴油机的性能奠定基础。

高压共轨直喷式柴油机混合气浓度场对快速NO生成影响的研究

利用商用CFD软件FIRE,建立轻型车用高压共轨直喷式柴油机燃烧系统的仿真计算模型。在通过试验验证仿真模型和计算方法的基础上,仿真计算分析了燃烧室内混合气浓度场的动态分布特性对快速NO和碳烟生成规律的影响。研究结果表明:直喷式柴油机燃烧过程中快速NO的生成与混合气浓度场的分布特性密切相关,在混合气较稀薄区NO的生成速率对温度的依赖性较强;而在混合气较浓区NO的生成速率对该区温度的依赖性较小,只与浓度场分布特性有关,说明在温度低于1 800K的较浓混合气区域也会生成快速NO。通过虚拟采样计算结果绘制出快速NO生成的Φ-T图,有利于完善直喷式发动机NO的生成机理。

船用中速柴油机高压共轨系统的现状与发展趋势

介绍船用中速柴油机的燃油喷射系统发展历程,总结船用柴油机高压共轨系统的原理和特点,介绍国外典型船用中速柴油机典型高压共轨系统,针对国内研究现状,提出技术研究方向。

一种满足欧Ⅵ排放的EGR燃烧技术研究

为满足欧Ⅵ排放法规,本文首先分析了欧Ⅵ主流的技术路线的优缺点,并选择了一种比较稳妥的技术路线进行研究,同时确认了发动机本体排放开发目标。然后在一台重型共轨柴油机基础上采用了一种冷却EGR、高喷射压力(最高喷射压力2500bar)以及可变截面增压(VGT)的燃烧技术进行试验研究。结果表明,通过正交优化VGT和EGR阀位置开度可以有效实现最佳EGR率和空燃比控制,显著降低NOx排放;采用关键正交组合优化方法,确认了最佳油嘴和喷油器垫片的组合;高喷射压力技术可以有效改善NOx和PM的折衷关系,同时改善了燃油经济性。在燃烧系统优化的基础上,最终WHSC的测试结果满足了发动机本体排放开发目标,最低比油耗达到了188 g/kW.h。试验结果说明该路线具备满足欧Ⅵ排放的潜力同时又具有较好的燃油经济性。

高压共轨柴油机喷油系统硬件在环仿真研究

本文以索菲姆8140.43S型高压共轨柴油机为研究对象,针对喷油系统进行硬件在环仿真研究。通过建立相关模型,完成了LabVIEW环境下编写模拟量的采集程序,实验台测试过程中喷油信号的采集程序,模型调用程序等,同时还完善了信号的处理和存储模块的编制。通过试验,对高压共轨喷油进行仿真分析,结果表明开发的测试系统在控制脉宽方面能够满足实时性和控制精度的要求。