STRATEGY FOR DIESEL ROTARY ENGINE WITH COMMON RAIL INJECTION SYSTEM

A direct injection low compression ratios diesel rotary engine is designed and studied to find the appropriate application of the electronic controlled high pressure common rail injection system. Current development focuses on the applied fuel injection and ignition strategies, especially concerning the combustion configurations of injectors, ignition source, and combustion chamber. The prototype engine, equipped with Bosch common rail system and high performance electronic control unit （ECU）, is designed correspondingly. Studies show that the integration of a common rail injection system and the main and pilot duel injectors configurations, assisted with glow plug ignition device and flexible ECU, represents a promising approach to improve the potential of the low compression ratios diesel rotary engine. Currently the engine can run at 6 kr · min^-1 steadily and the power is about 68 kW/（4 kr ·min^- 1）.

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.

基于自举电路的共轨喷油器驱动电路优化设计

共轨柴油机电控喷油器电磁阀的驱动电路一般采用Peak&Hold驱动方式,在不同的阶段对电流变化的快慢要求不同。为满足喷油过程中对电流的变化要求,从理论上分析电路的状态响应特性,优化电磁阀驱动电路,以提高电磁阀的响应速度,设计了基于自举电路的喷油器驱动电路。试验结果表明,在相同的驱动参数下,优化后的驱动电路在喷油过程中保持阶段电流的波动幅值减小50%,而喷油器关闭过程的响应时间只需20μs,实现了精确控制喷油量和喷油定时的目的。

电控喷油器的优化设计

根据电控喷油器各部件的结构特点、耦合关系及物理性质,建立了电控喷油器电磁阀驱动、电磁阀、液力、机械系统耦合的数学模型,完成了仿真计算并获得了各因素对电控喷油器性能影响的空间图谱;系统地研究了电控喷油器结构参数对喷油器动态响应的影响。以仿真结果为基础,以系统的响应和经济性为目标,建立了系统的多元回归方程。通过多目标规划,对系统的结构参数进行了优化。利用分析结果,设计了相应的零部件。在喷油器动态特性测试台架上,对经过优化设计的喷油器进行了动态响应特性等测试。测试结果与仿真结果有较好的一致性;喷油器针阀开启和关闭响应时间均可达0.2 m s,喷油规律波形与控制脉冲波形基本一致。

高性能共轨柴油机电控单元的开发研究

采用高性能的MPC555微控制器,运用模块化设计方法,设计了共轨柴油机电控单元(ECU)的硬件和底层软件.其中硬件模块包括:微处理器(MCU)、电源、输入输出等模块;软件模块包括:初始化、采样处理和输出处理等模块.用该系统在油泵试验台上做了压力控制、油量匹配试验,并在发动机台架上进行了柴油机喷油提前角和燃油压力MAP的匹配研究.试验结果表明,该系统取得了令人满意的控制效果.

蓄压式电控喷油器燃油喷射过程的模拟计算分析

建立了蓄压式喷油器的计算模型,并对其喷射过程进行了模拟计算,分析了共轨压力、增压活塞面积比、针阀弹簧预紧力、蓄压室容积以及电磁阀通电时间等因素对喷射过程的影响。所得结果可以为蓄压式喷油器的设计开发提供有价值的参考。

高压共轨柴油机32位电控单元及其可靠性设计

为了实现对高压共轨系统喷射压力、喷射定时及喷油量的灵活控制 ,开发了基于 32位高性能单片机的电子控制单元 (ECU)。该 ECU按照模块化原则进行设计 ,同时为了保证能在恶劣的环境下稳定、可靠地运行 ,在可靠性设计方面采取了较多的措施。抗干扰测试结果表明 。

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%。

一种智能、可靠的电磁喷油器驱动单元的开发

针对共轨式电磁喷油器驱动技术的灵活可调和高可靠性等特点,提出了一种新型的电磁喷油器驱动单元。该单元采用智能化驱动芯片MC33800和可编程逻辑器件CPLD,兼备故障智能化诊断的功能。通过试验验证了该单元对电磁喷油器的适应性,能实现预定的功能和性能,具有很好的集成度和可靠性。

柴油机高压共轨电控系统开发方案的研究

进行了高压共轨柴油机电控系统V模式开发方案的研究。利用Matlab/Simulink工具,对控制策略算法进行图形化编程及控制算法的优化仿真,利用自动代码生成工具———Target Link实现控制策略算法从Simulink程序框图至嵌入式ANSI C的代码实现,通过高压共轨柴油机硬件在环仿真系统实现对模型算法的二次试验验证。研究结果表明:此种开发方案可以在保证控制系统控制精度的基础上,大大缩短开发周期。

高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统软件设计

介绍了基于CAN总线的高压共轨柴油机ECU硬件在环仿真系统的软件设计。软件采用Visual C++和LabVIEW混合编程的方式,构建了发动机仿真模型和硬件在环仿真系统用户界面,实现了CAN总线通信和系统运行数据的处理与记录。在满足实时性要求的同时,本软件为发动机ECU控制策略、控制功能以及工作可靠性的测试和评估提供了一个良好的平台。

基于NSGA-Ⅱ算法的高压共轨喷油器优化设计

针对高压共轨电控喷油器关键结构参数对喷油器的响应特性影响深刻的特点,采用带精英策略的非支配性遗传算法NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ),基于多目标多学科优化平台modeFRONTIER和液压仿真分析软件AMESim,以针阀开启延迟和关闭延迟为目标函数建立了多目标优化模型,对电控喷油器的关键结构参数进行多目标优化设计.结果表明:针阀开启延迟时间降低了16.7%,达到0.25ms;关闭延迟时间降低了15.2%,达到0.78ms.

遗传算法在柴油机电控蓄压式泵一喷嘴参数优化设计中的应用研究

在柴油机电控蓄压式泵一喷嘴参数优化设计过程中，以其工作过程的仿真计算为基础，应用了一 种新兴的高效寻优方法──遗传算法。文中对基于遗传算法的参数优化过程进行了全面和简要的说明。 实践证明：对于电控蓄压式泵一喷嘴而言，采用遗传算法可获得比较满意的参数优化设计结果。

共轨蓄压式电控泵喷嘴系统的实验研究

研究共轨蓄压式电控泵喷嘴系统的喷射特性 ,取代传统的泵 -油管 -喷嘴系统 .利用研制的实验装置对共轨蓄压式电控泵喷嘴的流量特性、喷油压力特性及喷油定时进行实验 ,由此分析影响喷射特性的各种因素 .实验结果表明 ,共轨蓄压式电控泵喷嘴的喷射特性不仅受共轨压力、增压时间的影响 ,转速对其也有一定的影响 .而在喷射特性调节的灵活性方面 ,共轨蓄压式电控泵喷嘴较传统的泵 -油管

高压共轨电控喷油器的仿真模拟计算

将Flowmaster 2通用流体管路分析软件应用到高压共轨系统中 ,用计算机模拟分析了高压共轨喷油系统的喷油特性。结果表明 。

电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计

介绍了用于分布式共轨系统的新型电控喷油器的工作原理及特点,利用Amesim软件建立了该喷油器的仿真计算模型,以喷油器的响应特性和入口端的压力波动为评价指标。根据新型电控喷油器的结构特点,提出了5个无因次量,分析了这5个无因次量对其性能的影响,并利用正交表对影响因素的大小排序,优选出关键结构参数的方案,由于提出的5个无因次量具有普遍性和通用性,所以该结果为今后电控喷油器结构设计中性能主次影响因素的选择提供了依据,保证了喷油器良好的性能。

基于MPC5534的压电式共轨ECU硬件设计

介绍了采用高性能32位处理器MPC5534设计的基于压电喷油器的电子控制单元(E-CU)。设计中主要采用了基于电子产品可靠性设计的如电磁兼容设计、热设计、降额设计等思想,以解决压电喷油器驱动电路中的高电压、大电流带来的电磁辐射和热负荷以及关键元器件的寿命等问题。实验表明,该系统能够满足压电式喷油器多次喷射的要求。

高压共轨系统电控喷油器关键参数设计研究

电控喷油器是高压共轨系统中最重要的执行部件,设计时如何权衡各方面的性能来优化其关键参数至关重要。本文采用Hydsim软件对电控喷油器建立模型,并利用已有试验数据对计算模型进行标定,然后运用经过标定的模型进行多方案计算分析得出各关键参数对电控喷油器性能影响的规律,最后总结得出关键参数设计的原则。

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Peak&Hold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。

CA6110/125ZLRA5高压共轨电控柴油机的开发研究

阐述了高压共轨燃油系统的结构与工作原理 ,对原样机进行了性能与排放试验。在对共轨样机的试验中 ,通过改变共轨压力、喷油定时、预喷间隙和预喷量以及发动机的进气涡流比等参数 ,找出了这些参数对柴油机性能和排放的影响规律 :降低涡流比可使柴油机的烟度、颗粒度及标定点的比油耗明显改善 ;提高轨压可明显改善柴油机的烟度和比油耗 ;增大提前角可使烟度降低。对两种柴油机均进行了负荷特性、速度特性、排放特性试验 ,共轨样机与原样机相比烟度、比油耗明显下降 ;随着负荷的增大NOX 也大幅度下降。研究结果表明 :共轨发动机的各排放指标均超过了欧Ⅱ排放标准。