电控高压共轨喷油系统结构参数对轨内压力波动仿真分析

采用GT软件建立电控高压共轨燃油喷射系统模型,并利用构建的仿真模型研究高压油泵的进油阀组件、排油阀组件以及活塞凸轮组件,其三个主要部分的结构参数变化对共轨管中压力波动的影响。通过研究可知高压泵在实际工作时所承受的压力波与活塞的状态有直接关系,且活塞状态包括其质量、长度、直径、容积等。为了更好地研究进排油阀对压力波动之间的关系,选用8组参数进行实验研究并验证进排油阀体直径、质量、弹簧预紧力、弹簧刚度的变化与压力波动之间的相互影响作用,进而通过对比选取最佳阀体。通过仿真分析可知,共轨喷油系统压力波动程度会受到系统结构参数的影响,并可以为系统的优化设计提供参考依据。

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.

Elimination of Fuel Pressure Fluctuation and Multi-injection Fuel Mass Deviation of High Pressure Common-rail Fuel Injection System

The influence of fuel pressure fluctuation on multi-injection fuel mass deviation has been studied a lot,but the fuel pressure fluctuation at injector inlet is still not eliminated efficiently.In this paper,a new type of hydraulic filter consisting of a damping hole and a chamber is developed for elimination of fuel pressure fluctuation and multi-injection fuel mass deviation.Linear model of the improved high pressure common-rail system（HPCRS）including injector,the pipe connecting common-rail with injector and the hydraulic filter is built.Fuel pressure fluctuation at injector inlet,on which frequency domain analysis is conducted through fast Fourier transformation,is acquired at different target pressure and different damping hole diameter experimentally.The linear model is validated and can predict the natural frequencies of the system.Influence of damping hole diameter on fuel pressure fluctuation is analyzed qualitatively based on the linear model,and it can be inferred that an optimal diameter of the damping hole for elimination of fuel pressure fluctuation exists.Fuel pressure fluctuation and fuel mass deviation under different damping hole diameters are measured experimentally,and it is testified that the amplitude of both fuel pressure fluctuation and fuel mass deviation decreases first and then increases with the increasing of damping hole diameter.The amplitude of main injection fuel mass deviation can be reduced by 73%at most under pilot-main injection mode,and the amplitude of post injection fuel mass deviation can be reduced by 92%at most under main-post injection mode.Fuel mass of a single injection increases with the increasing of the damping hole diameter.The hydraulic filter proposed by this research can be potentially used to eliminate fuel pressure fluctuation at injector inlet and improve the stability of HPCRS fuel injection.

基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统

根据某公司比例压力控制阀的出厂测试要求,本文设计了一套比例控制阀自动测试系统。该系统基于LabVIEW编程和PLC控制,可实现共轨管稳定的超高压供给,并自动实现比例压力控制阀的耐久测试、流量滞环测试及压力-流量测试,且操作简便,满足企业需求。

转速和高压共轨燃油系统参数对共轨管压力波动的影响

为减小柴油机高压共轨系统的共轨管内压力波动,使用AVL Boost Hydsim软件建立某柴油机高压油泵及共轨管一维仿真模型,分析柴油机转速和柱塞直径、柱塞腔容积、柱塞个数、共轨管内径等高压共轨燃油系统结构参数对共轨管压力波动的影响。仿真结果表明:增大柴油机转速、增大高压油泵柱塞直径、减小高压油泵柱塞腔容积,可以减小轨压波动;增大共轨管内径能有效抑制压力波动;柱塞个数变化使供油次数和喷油器喷油次数一致时,可以减小轨压波动。

基于高压共轨燃油系统和废气再循环的柴油发动机低排放研究

柴油发动机的排放会对环境和人类健康造成不良影响,高压共轨燃油系统和废气再循环技术是目前柴油发动机低排放技术中应用广泛的技术方案。该文基于柴油机排放污染物生成机理,系统论述了高压共轨燃油系统的基本原理和优势,探讨了其在柴油发动机低排放方面的应用、实现方法与应用特点,并提出了未来研究的方向。研究结果表明,高压共轨燃油系统和废气再循环技术可以有效降低柴油发动机的排放量,但仍存在一些技术问题需要解决,如NOx和PM的同时降低等。因此,未来的研究应注重对这些问题的深入探究,并继续优化和改进这些技术方案。

高压共轨系统喷油嘴开裂失效分析及优化

为解决某高压共轨系统油嘴开裂故障,通过宏观形貌分析、扫描电镜分析、能谱分析、断口金相分析、硬度测试等查找故障原因,并对油嘴材料、结构和工艺进行优化。分析结果表明:机组用燃油中含有P、K等腐蚀性元素形成酸性环境,安装工艺导致油嘴肩胛处存在非对称拉应力,肩胛圆角过小导致应力集中,油嘴表面马氏体组织粗大、硬度高造成的应力敏感是油嘴开裂的主要原因。采取优化油嘴材料,将油嘴肩胛处圆角半径由0.45 mm加大到1.20 mm,在喷油器和高压连接器最终紧固前增加预紧工序等优化措施,优化后油嘴经过4000 h的耐久试验未开裂,有效解决油嘴开裂故障。

MAN L48/60CR型柴油机高压油泵故障分析

文章针对MAN L48/60CR型柴油机常见的高压油泵故障,从燃油供油系统、安全阀、燃油喷射控制单元、节流阀、高压油泵柱塞等方面分析可能出现的原因,深入讨论了高压油泵柱塞磨损故障机理,提出了高压油泵使用建议,为该机型柴油机管理提供一定的使用参考。

进出油阀参数对高压供油泵流量的影响分析

基于共轨燃油喷射系统高压供油泵模型,研究了进出油阀参数对高压供油泵流量的影响,结果表明:进油阀弹簧预紧力的大小对高压供油泵流量影响很大,过大或过小都会使高压供油泵流量减小;进油阀阀孔直径、升程过小会造成进油节流,使高压供油泵流量减小;进油阀阀芯质量过大会使高压供油泵高转速流量减小;出油阀阀芯质量过大会造成高压供油泵流量波动。

液压恒压网络驱动系统参数匹配

匹配了液压恒压网络驱动系统各部件参数,根据液压恒压网络驱动系统的结构、工作原理和特性,提出了一种有效的参数匹配方法。基于液压恒压网络驱动系统原理,分析了驱动力、恒压网络、液压变压器和液压马达之间的关系,研究了系统参数与车辆动力性能的关系,总结了关键参数的匹配原则和方法,引入了液压恒压网络驱动系统特征驱动力、液压变压器等效功率和等效流量,确定了衡量驱动系统驱动能力的指标,以及液压变压器匹配的原则。利用驱动系统参数匹配方法,对液压恒压网络驱动系统中的发动机、蓄能器、恒压网络、液压变压器和液压马达进行了参数匹配。研究结果表明,匹配的液压恒压网络驱动系统能够满足性能要求。搭建液压驱动系统实验台,验证了系统加减速能力,表明系统能够稳定运行。

喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响研究

超高压共轨系统能够通过控制喷油与增压时序之间的关系,实现可调喷油速率喷射,进而影响柴油机喷油特性。为探明喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响规律和成因机理,在介绍系统数学模型的基础上,建立了超高压共轨系统的仿真模型,并利用性能试验验证了模型的准确性,分析了在不同共轨压力下,喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响。结果表明:(1)随喷油脉宽的增加,喷油速率曲线形态均近似于靴形,且大喷油速率范围占整个喷油过程的比例逐渐增大,同时,喷油开启延迟保持不变,喷油关闭延迟在喷油脉宽较小时(0.6~1 ms),增加幅度明显,而在喷油脉宽较大时(1~1.4 ms),基本保持不变。(2)随着增压脉宽增加,在小喷油脉宽条件下,喷油速率曲线形态近似于靴形,且保持不变;但在大喷油脉宽条件下,喷油速率可能会出现类似于“倒靴形”的曲线形态,这是由于在喷油还未结束时,增压装置电磁阀控制信号的关闭造成增压压力迅速下降。

可变喷油规律高压共轨系统喷油特性随喷油脉宽的影响

可变喷油规律高压共轨系统能够通过控制增压时序与喷油时序之间的关系,实现可调喷油规律喷射,进而影响柴油机喷油特性。为探明可变喷油规律高压共轨系统喷油特性随喷油脉宽的影响规律和成因机理,在系统数学模型的基础上,建立了可变喷油规律高压共轨系统的仿真模型,并利用性能试验验证了模型的准确性,分析了在不同共轨压力下,喷油脉宽对可变喷油规律高压共轨系统喷油特性的影响。结果表明:随着喷油脉宽的增加,喷油速率曲线形态均近似于靴形(即有一个明显的拐点),且大喷油速率范围占整个喷油过程的比例逐渐增大;同时,在喷油脉宽较小时,喷油持续期随喷油脉宽变化的线性度较差,而在喷油脉宽较大时,喷油持续期与喷油脉宽基本上呈线性关系。

超高压共轨系统喷油特性随增压脉宽的影响

超高压共轨系统能够通过控制增压时序与喷油时序之间的关系,实现可调喷油规律喷射,进而影响柴油机喷油特性。为探明超高压共轨系统喷油特性随增压脉宽的影响规律和成因机理,在介绍系统数学模型的基础上,建立了超高压共轨系统的仿真模型,并利用性能试验验证了模型的准确性,分析了在不同共轨压力下,增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响。结果表明:在小喷油脉宽条件下,随着增压脉宽的增加,喷油速率曲线形态近似于靴形,且保持不变。同时,喷油特性参数随增压脉宽的改变均保持不变,只是随着共轨压力的变化而发生变化。在大喷油脉宽条件下,随着增压脉宽的增加,喷油速率可能会出现类似于“倒靴形”的曲线形态。

船用柴油机超高压共轨系统特性及参数影响分析

针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,设计立足国内加工能力和技术工艺的船用柴油机超高压共轨系统,建立系统的仿真模型,通过模型分析系统的压力和喷油控制特性,以及增压装置的关键结构参数对系统性能的影响,结果表明,相比于增压室容积,出油孔直径和阀芯位移对系统特性的影响较大,随着出油孔直径和阀芯位移的增加,增压压力和喷油速率峰值增大,而燃油泄漏率先上升后下降。

基于运行工况和多分类支持向量机的柴油机共轨系统诊断方法

对于柴油机共轨系统计量阀复位弹簧松弛和喷油器针阀偶件磨损两类典型故障,提出了基于运行工况和多分类支持向量机的故障诊断策略.该策略考虑到运行工况对故障诊断精度的影响,根据车速将实车采集数据划分为3个子工况集.通过卡方检验和机理分析选择和故障情况相关度较高的状态参数,并使用主成分分析法提取特征参数,并根据轮廓系数筛选出对故障敏感度最高的子工况集.采用层次定比采样方法划分训练集,通过粒子群算法优化支持向量机的惩罚参数和径向基函数参数.最后通过实车测试数据集对模型进行验证,实验结果表明该方法在在突出工况的诊断正确率基本达到90%以上,满足故障诊断要求.

共轨系统喷油量偏差及压力波动的抑制研究

为有效对喷油器入口处产生的压力波动进行抑制,采用新型阻尼滤波器进行压力波动控制效果的试验研究。在不同滤波器容腔体积、喷射控制策略和轨压下,研究在长度更长、直径更小的高压油管中的滤波效果。研究表明:添加滤波器后,单次喷射控制策略下可有效减小喷油量波动幅度。多次喷射控制策略下,预主喷策略下,容腔体积为1720 mm^(3)时的主喷油量偏差幅度比容腔体积0 mm^(3)时的主喷油量偏差幅度减小55.0%~67.9%;主后喷策略下,容腔体积为1720 mm^(3)时的后喷油量偏差幅度比容腔体积0 mm^(3)时的后喷油量偏差幅度减小80.8%~82.5%。预主喷策略下,容腔体积为1720 mm^(3)时的主喷油量波动幅度仅比容腔体积28000 mm^(3)时的主喷油量波动幅度分别增大了0.2 mg、0.4 mg和0.3 mg;主后喷策略下,容腔体积为1720 mm^(3)时的后喷油量波动幅度仅比容腔体积28000 mm^(3)时的后喷油量波动幅度分别增大了0.3 mg、0.4 mg和0.7 mg。

基于ISIGHT和AMESim的超高压共轨系统轨压控制优化设计

为了在特定供油喷油规律下提高共轨管灵敏度同时减少轨压波动,在避免对柴油机共轨系统做大幅度改造的前提下,对超高压系统中共轨管几何参数和PID轨压控制器参数进行了优化。参照柴油机超高压共轨系统实验台架,利用AMESim对超高压共轨系统进行仿真,模拟真实情况下压力波动的产生。利用ISIGHT优化软件对共轨管几何参数的影响规律进行了参数灵敏度分析,利用NSGA-Ⅱ算法对共轨管几何参数和PID控制器参数设计进行了优化。结果表明:经过优化后的共轨管轨压灵敏度和轨压稳定性均有提升,其中轨压稳定性能提升9.13%,轨压反应时间缩短1.06%。使用相同方法对PID轨压控制参数进行优化,优化效果明显。

电喷柴油机仿真模型在虚拟仿真系统中的应用研究

针对电喷柴油机缺少整体仿真模型而导致模拟器控制系统存在缺陷的问题,使用基于仿真模型控制的虚拟仿真系统取代传统轮机模拟器,设计开发二维端与三维端虚拟仿真系统,增强用户沉浸感与情景意识。通过对Wartsila-Sulzer公司的6RT-flex58T-D电控喷油高压共轨柴油机进行分析与研究,使用MATLAB/Simulink软件搭建了柴油机整体的仿真模型,在Visual Studio的集成开发环境下,利用C#语言对柴油机部分二维模拟软件与三维虚拟实验室进行设计研究与开发,阐明了相关的关键技术问题。在对各个模型、系统和数据架构进行联合调试后,虚拟仿真系统运行效果良好。结果表明,相对于传统模拟器,基于仿真模型逻辑控制的虚拟仿真系统自调节性更强、交互体验更好。

高喷油速率共轨系统喷油量偏差研究

随着柴油机行业对低油耗的持续追求和排放标准变得更加严格,要求高压共轨喷油系统的燃油喷射控制更精准,研究喷油量偏差具有重要意义。搭建高喷油速率共轨系统的试验平台,并建立仿真模型,研究该系统在不同数值范围的结构参数及不同工况条件下的喷油量偏差。仿真分析该系统喷油量偏差的影响因素及变化规律,并得到如下结论:当进油节流孔直径为(0.22±0.002)mm、出油节流孔直径为(0.28±0.003)mm、控制柱塞直径为(4.3±0.03)mm、针阀半锥角为(30.5±3)°可以实现40 MPa轨压和0.4 ms喷油脉宽工况条件下喷油量偏差率绝对值不大于8%;当针阀密封直径为(2.4±0.06)mm、针阀弹簧预紧力为(32±4)N、压力室入口直径为(1.5±0.15)mm,能够实现40 MPa轨压和0.8 ms脉宽工况条件下喷油量偏差率绝对值不大于8%,当喷孔直径取值范围为(0.24±0.02)mm,能够实现180 MPa轨压和0.8 ms脉宽工况条件下喷油量偏差率绝对值不大于8%。

柴油机高压共轨系统喷油故障分析及优化试验

船舶动力系统关乎船舶航行的稳定性和安全性,作为船舶动力系统的关键,柴油机高压共轨喷油技术已成为船舶动力供给的核心技术之一。针对柴油机工作过程中出现喷油故障导致排温异常等情况,开展柴油机高压共轨系统喷油故障分析。基于高压共轨系统喷油原理,分析了高压共轨系统蓄能器限流阀的卡堵原因,并对限流阀的结构进行优化,在此基础上开展了海上试航实验。实验结果表明:优化的限流阀可以满足要求,解决了高压共轨系统喷油故障等问题。