468Q汽油机润滑系统循环油量的计算及试验研究

按照经验公式估算了自行开发的468Q汽油机润滑系统的循环油量,行车试验发现,汽油机由高速大负荷运行突然转为怠速运行时,在怠速偏低和苛刻行驶后机油温度偏高的共同作用下,使用较低黏度等级的机油出现了油压偏低、油压报警的问题。针对这一问题提出了一种以发动机在热车状态低速运转时所需保证的最低机油压力为条件,依据流体力学基本原理的润滑系统循环油量的计算方法,根据计算结果重新调整机油泵的循环油量,试验结果表明机油压力满足汽油机的工作要求。

临界温度下循环喷油量对柴油机冷起动和排放特性的影响

为探明循环喷油量对小型农用柴油机冷起动特性和排放性能的影响规律,同时寻求其临界温度下的最佳循环喷油量,该研究以一款直列双缸高压共轨柴油发动机为研究对象,利用环境模拟舱整机试验平台,通过多次预试验测得海拔2000 m下,该机不开启预热装置能够成功起动的临界温度为-5℃。在此工况下,采用3次喷射方式,通过改变主喷油量研究循环喷油量对该机冷起动特性和排放性能的影响。结果表明:较大或较小的循环喷油量均会导致柴油机冷起动时间增加,甚至起动失败;随着循环喷油量增大,冷起动时间先减小后增加,循环喷油量为20 mg时冷起动时间最短,且HC、CO排放峰值均最低,分别为12984和3008 mg/L;增大或减少循环喷油量均会导致HC和CO排放峰值增加。循环喷油量较大时,CO排放峰值显著增加,并且峰值出现时刻提前。改变循环喷油量对NOx排放峰值有较大影响,循环喷油量为30 mg时NOx排放峰值最小,为368 mg/L。综合考虑,海拔高度2000 m,环境温度-5℃工况下该柴油机起动的最佳循环喷油量为20 mg。研究结果可为柴油机冷起动特性和排放优化提供支撑。

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.

电控单体泵全工况循环喷油量影响参数相关性分析

电控单体泵的循环喷油量波动影响喷油系统工作的稳定性和一致性。利用AMESim软件建立单体泵数值模型,应用实验设计思想,制定了相关性分析的仿真方法。通过仿真和相关性分析,揭示了全工况平面内关键影响参数分别在有无交互作用下与循环喷油量的相关性变化规律,表现出复杂的非线性。得出无参数交互作用下全工况平面内与循环喷油量有显著相关性的特性参数为低压供油压力、凸轮型线速率、控制阀杆升程、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数;交互作用下参数自身交互作用的二次因子与循环喷油量的相关性最显著。

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%。

高压共轨系统预喷射对主喷射循环喷油量的影响研究

建立了高压共轨系统的AMESim模型,研究了预喷射对主喷射循环喷油量的影响,分析了电磁阀预紧力、控制阀杆升程、残余气隙、A孔直径、Z孔直径、控制腔容积、针阀预紧力、针阀升程和盛油槽容积等九个参数对主喷油量随着喷射间隔波动规律的影响。研究结果表明:当主喷油量基准值为60.01mm3时,喷射间隔波动量最大可达3.3mm3;电磁阀预紧力、残余气隙、A孔直径、Z孔直径、控制腔容积和盛油槽容积是影响主喷油量波动规律的关键参数;预喷射引起的压力波与其反射波在盛油槽形成叠加波,叠加波的波动形式是引起主喷油量随着喷射间隔波动并影响其波动规律的根本原因。

喷油器喷孔结构对循环喷油量一致性的影响

针对柴油机高压共轨喷油器不同的喷孔结构参数,开展了喷油流量的一致性仿真和试验,分析了不同轨压情况下喷孔锥度(k系数)、入口圆角半径对喷油器循环喷油量的影响以及不同轨压、脉宽情况下喷孔结构对循环喷油量一致性的影响.结果表明:增大喷孔k系数和入口圆角半径可以有效抑制孔内空化现象,增大喷孔流量系数,从而增大喷油器循环喷油量;在喷孔结构相同时,增大轨压或喷油脉宽可以减小喷孔内压力波动对循环喷油量一致性的影响;增大k系数和入口圆角半径可以减小因空化现象造成的压力波动,使喷孔内部燃油压力分布更均匀,提升循环喷油量一致性.

低速机燃油系统的循环喷油量波动特性

为分析船用低速柴油机燃油系统循环喷油量特性使柴油机稳定运行,本文基于自主设计的船用低速机增压式双阀电控燃油喷射系统建立了仿真模型,并验证了模型的准确性。利用标定后的仿真模型,在全工况平面内研究了各特征参数对系统循环喷油量波动的影响。为确定影响系统循环喷油量波动的关键因素,在不同工况点对影响循环喷油量波动的因素进行了量化分析。结果表明:增压活塞大头直径、增压活塞小头直径以及喷孔直径对循环喷油量波动的影响最为显著;在不同轨压和喷油脉宽下,其量化率分别为30.61%~41.82%、27.90%~44.18%和1.42%~25.81%,在研究系统循环喷油量波动特性时应首先考虑这些因素的影响。

循环喷油量对喷油器各孔喷油特性影响的模拟与试验研究

柴油机的喷油过程对缸内的燃油雾化、油气混合及燃烧有重要影响。运用双流体模型及空穴模型对某两气门柴油机用非均匀布置的5孔无压力室喷油器进行数值模拟,计算分析了循环喷油量对各孔喷油特性的影响;实测了该5孔无压力室喷油器各孔的喷油规律和循环喷油量。各孔喷油规律的模拟值与实测值吻合较好。研究结果表明:循环喷油量增加,各孔喷油速率及流量系数也增加,但各孔平均流量系数的不均匀系数不受影响,说明各孔间流量系数的差异是喷孔布置结构的不同导致的。

高压共轨柴油机循环喷油量预测模型仿真研究

在能源和环境的双重压力下,实现高压共轨系统循环喷油量的精确控制至关重要,但是目前仍缺少实现方法和相应的预测模型。本文提出了一种基于轨压降的循环喷油量预测模型建立方法,揭示了瞬时轨压的特征参数与喷油量之间的关系,应用高压共轨系统AMESim仿真模型,进行了不同喷射脉宽下的预测模型参数辨识和验证,并采用分段预测模型的方法进一步提高了模型精度。在8个喷油脉宽下的模型预测准确度在80%以上,优化后,预测模型的均方根误差由6.75 mg降低到3.63 mg;平均准确度由91.35%提高到96.33%。该预测模型对高效、精确灵活的燃油喷射控制具有重要的应用价值。

电控高压共轨燃油系统循环喷油量影响因素研究

高压共轨燃油系统不但能够使柴油机满足日益严格的排放法规,还能提高柴油机的动力性和经济性。但由于其是一个多物理场相互耦合的复杂系统,特性参数的变化会影响系统的工作性能。建立了高压共轨的AMESim模型,在不同工况下分析研究了电磁阀最大升程、控制活塞间隙、针阀最大升程、喷油开启压力和喷孔流量系数等关键参数对系统循环喷油量的影响,并得出电磁阀最大升程、针阀最大升程、喷油开启压力和喷孔流量系数是引起循环喷油量波动的关键参数。

电控单体泵小循环喷油量的关键影响因素研究

电控单体泵是一种能够满足柴油机动力性能和排放性能的燃油喷射系统,为了研究其在低负荷时的小循环喷油量波动特性。本文利用AMESim软件建立电控单体泵燃油系统的数值模型,并结合实验数据验证模型精度,研究了不同凸轮转速范围内各个特性参数对小循环喷油量波动影响的量化关系,得出不同参数的量化百分比指标;同时结合面中央合成实验设计方法,考虑不同特性参数交互作用,对交互因素和小循环喷油量进行相关性分析,得出了各因素与小循环喷油量之间的相关系数。

船用低速柴油机电控喷油器预喷射对主喷射循环喷油量的影响

喷油器进行多次喷射时,不同喷射之间会产生相互影响,导致循环喷油量随着喷射间隔(dwell time,DT)的变化产生波动,给柴油机油量的控制增加了难度。本文根据船用低速柴油机电控喷油器的概念设计,利用AMESim仿真平台搭建了喷油器的数值仿真模型,研究预喷射对主喷射循环喷油量的影响,揭示出预喷射引起的喷油器内部的压力波动是导致主喷油量随DT波动的根本原因。分析控制阀杆最大升程、控制腔进油孔直径、控制腔出油孔直径和喷孔直径等4个特性参数对主喷油量波动规律的影响,得出参数变化主要影响主喷油量的波动幅值和相位的结论。

低速机燃油系统循环喷油量的非线性特性分析

针对柴油机燃油系统循环喷油量在部分脉宽下的非线性问题,以低速机双阀电控燃油系统为研究对象,建立了其AMESim仿真模型,并验证了模型的准确性.提出了循环喷油量非线性度的概念,探究了结构参数对循环喷油量非线性度的影响,并对结构参数开展了相关性分析.结果表明:中、小脉宽下循环喷油量非线性度受结构参数变化影响较大.一次因子中,增压活塞大头直径、增压活塞小头直径以及高压油管直径对循环喷油量非线性度影响显著,其相关系数绝对值变化范围分别为0.13~0.46、0.06~0.54和0.32~0.53;二次因子中,增压活塞大头直径与增压活塞小头直径、增压活塞大头直径与高压油管直径以及增压活塞小头直径与高压油管直径的交互作用为关键的二次因子,其相关系数绝对值变化范围分别为0.21~0.62、0.26~0.55和0.29~0.57.

电控组合泵循环喷油量波动的量化分析

利用AMESim软件建立仿真模型,通过与试验数据对比,验证了仿真模型能够准确预测系统各工况的喷射特性参数。通过仿真模型对低压供油压力、凸轮型线速度、柱塞配合间隙、峰值控制电流、衔铁残余气隙、阀芯配合间隙、阀芯升程、喷油器开启压力、流量系数和针阀升程等参数的波动对循环喷油量波动的影响进行了详细的分析,得出各种参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标:随着凸轮转速从500 r/min增加到1 300 r/min,喷油器特性参数影响从44%减小到34%,阀芯特性参数影响从20%增大到35%,柱塞特性参数影响从32%减小到19%,低压供油特性参数影响从4%增大到12%。并且根据试验设计的方法,考虑交互作用,进行了各种因数与循环喷油量之间的相关性分析,得出了各种因数和循环喷油量之间的相关系数,表明不但参数的单因数和循环喷油量有相关性,参数交互作用因数和循环喷油量也有相关性。

小缸径低速柴油机电控高压共轨系统循环喷油量影响因素研究

循环喷油量是柴油机的一项重要喷射性能,也是柴油机能够维持正常运转的基础。利用AMESim仿真平台建立了小缸径低速柴油机高压共轨系统的数值仿真模型,采用间接标定法对模型进行了验证。利用所建模型,在全工况平面内研究了控制活塞直径、控制腔进油孔直径、出油孔直径、针阀最大升程和喷孔直径等参数对循环喷油量的影响,并给出了各参数影响因子的量化指标以及所占百分比随曲轴转速和喷油脉宽的变化趋势。

柴油机电控组合泵低压设计因素对循环喷油量波动影响分析

柴油机各缸循环喷油量波动变化影响发动机动力性和排放特性。为了研究电控单体泵组合泵低压设计因素对循环喷油量波动的影响规律,论文结合理论分析和数值建模方法对其进行研究。研究结果表明,各缸循环喷油量和高压油管泵端峰值压力的一致性随低压供油压力和组合泵主、次油道直径增加而提高,影响逐渐趋于一致,且存在拐点。当低压油路供油压力大于6 bar、主油道直径大于8 mm、次油道直径大于4 mm后,对高低燃油压力波动的包容性增强,循环喷油量的波动减弱,一致性明显提高。

电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析

电控单体泵循环喷油量的波动直接影响其匹配船用发动机的工作稳定性和一致性.为研究系统各关键特性参数对循环喷油量波动的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了低压供油压力、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、控制阀杆升程、衔铁残余气隙、控制阀杆配合间隙、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数等关键参数对循环喷油量的影响规律.通过量化分析,得出各特性参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标,在全工况平面内,低压供油压力为0～20.2%,凸轮型线速率为20.6%～42.0%,控制阀杆升程为4.0%～16.5%,喷油器开启压力为3.7%～49.8%,喷油器针阀升程为0～16.5%,喷油器流量系数为2.6%～40.5%;同时,揭示了全工况平面内负荷特性和速度特性下各特性参数对应的循环喷油量波动的百分比量化指标规律.对影响循环喷油量稳定性的关键特性参数进行量化分析,可为实现电控单体泵燃油喷射系统全工况平面循环喷油量的稳定性设计、提高电控单体泵和船用柴油机性能的一致性提供理论指导.

电控单体泵喷油量不一致性修正的试验研究

采用先进的EFS瞬时喷油量测量仪,分别对电控单体泵高、中、低转速工况进行循环喷油量的精确测量。通过对循环喷油量及喷油压力的试验数据分析,揭示了电控单体泵喷油量随转速改变的不一致性变化规律和主要影响因素。同时根据电控单体泵不同工况下的喷油特性,提出相应的喷油脉宽修正系数。验证试验结果表明,对喷油脉宽进行修正后,各工况喷油量不一致性均得到明显改善,某些工况改善程度在50%以上,从而在一定程度上改善了柴油机工作稳定性。

基于轨压瞬态压力降的高压共轨燃油喷射系统喷油量校正策略

试验研究了喷油量、发动机转速以及共轨压力对高压共轨燃油喷射系统轨压瞬态压力降低幅值变化规律的影响。研究结果表明,瞬态轨压在喷油器启喷后会明显下降,且降低幅值与喷油量、发动机转速以及共轨压力均密切相关。基于喷油量、发动机转速以及共轨压力对轨压瞬态压力下降现象的影响规律,制订了循环喷油量的校正策略,试验结果表明,该控制策略可以有效提升循环喷油量的均匀性并相应地大幅改善发动机的循环变动。