回油背压对高压共轨喷油器喷油特性影响的研究

高压共轨喷油器是柴油机高压共轨电控系统中最重要的一个部件,其喷油特性(如喷油器量)的优劣将直接影响发动机的性能表现。喷油器的喷射特性不仅受到喷油器的结构参数的影响,同时在喷射过程中还受到外界工作环境的影响,比如喷油器喷射时发动机缸内的背压,以及喷油器工作时的回油通道中的背压。本文主要对某高压共轨喷油器进行台架试验测试,研究喷油器回油背压对喷油特性的影响,并分析产生影响的原因,为开发新型的燃油喷射系统提供试验数据。

超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析

针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。

喷油器电磁阀结构及对地短路的分析与研究

电控喷油器是整个电控高压共轨燃油系统中最为核心的零部件,加工难度和复杂度最大,从电控喷油器内部结构及工作原理着手,分析电控喷油器工作过程。喷油器电磁阀是电控共轨喷油器中最为重要部件之一,分析电磁阀关键参数对喷油器响应速度的影响,喷油器驱动电流的控制与ECU的驱动电路密切相关,得出喷油器对地短路的故障机理,通过模拟试验,得出ECU报错的边界条件。排查某发动机工作过程中频繁报出喷油器对地短路问题,发现电磁阀结构和包裹的橡胶护套存在绝缘性不足问题,最后通过设计优化,问题得以彻底解决,为以后出现类似的问题提供解决思路。

柴油机高压共轨喷油系统内的瞬变流动研究

在分析柴油机高压共轨喷油系统的工作过程及系统特性的基础上 ,研究了该种喷油系统内部的瞬变流动现象 ;建立了高压共轨喷油器内部流动的数学模型 ,并进行了讨论和分析。

高压共轨式喷油器的无量纲几何参数对喷油规律和喷油特性一致性影响的研究

通过数值模拟方法 ,发现高压共轨式喷油器针阀液压控制腔的液力过程和作用在针阀上液压力的相互关系 ,对喷油器的时间响应特性、喷油器供油规律和供油量具有重要影响。在喷油器制造中将表现为喷油定时和喷油量的不一致性。值得指出的是 。

高压共轨燃油喷射系统电控喷油器建模与试验

对高压共轨系统中的电磁阀喷油器进行建模,所建模型考虑流量限制阀和T型管的影响,考虑燃油流动时的压力损失且确定了损失的形式及施加位置,燃油密度和弹性模量仅视为压力的函数。通过Simulink仿真得到模型结果,并与试验结果对比以评价模型优劣。结果表明,考虑流量限制阀和T型管的喷油器模型仿真结果与试验结果误差不超过6%,不考虑二者影响的模型仿真结果与试验结果偏差较大;燃油密度、弹性模量视为常数时的模型仿真结果与将二者视为压力函数时的仿真结果相差较小,且与试验结果的仿真误差均不超过6%。

压电堆执行器有限元仿真

压电堆执行器是新一代高压共轨压电喷油器中的关键部件,建立了压电堆执行器有限元计算模型,通过试验验证了模型的准确性,并对一款压电堆执行器不同预紧力下的拉应力数值和输出位移进行了仿真分析,分析了压电堆执行器选型依据和装配参数设计依据,建立的模型对压电堆执行器的设计、制造和测试具有理论指导意义。

高压共轨柴油机电控喷油器的仿真

高压共轨电控喷油器是共轨系统的核心部件,改善高压共轨电控喷油系统性能是提高柴油机整体性能和降低排放的有效手段之一。为此,介绍了共轨喷油器的基本结构和工作原理,并运用仿真软件对喷油器的电磁阀和喷油器体进行模块化建模。通过模型仿真分析结果,探讨喷油器主要结构参数对共轨喷油系统的影响,为高压共轨喷油器的设计和研发提供有效的依据。

高压共轨整体式喷油器设计参数研究

针对高压共轨喷油系统喷油率的要求 ,介绍了几种理想的喷油率。研究、分析一种整体式喷油器设计方案 ,并建立了相应的Simulink仿真程序 ,研究喷油器的关键结构参数对系统达到所需的4S喷射的影响。

压电喷油器驱动系统性能优化研究

在压电共轨喷射系统研究的基础上,对压电执行器不同驱动方式进行分析,并利用层次分析法对不同压电执行器驱动电压进行性能优化,从而为压电喷油器性能开发及改进奠定基础,最后进行相关试验。试验结果表明:与电磁式执行器相比,压电执行器具有响应快、性能稳定等特点;同时,利用层次分析方法性能优化后,压电喷油器的性能得到了进一步改善。

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%。

基于模型的高压共轨喷油器驱动控制研究

为快速、可靠地驱动控制高压共轨喷油器,针对喷油器电磁阀提出了一种新的驱动控制方法;建立了电磁阀的数学模型,并分析了线圈励磁电压对电磁阀驱动响应的影响;在常规高低电压分时驱动电磁阀的基础上,采用电流反馈思路,利用有限状态机实现工具stateflow建立了电磁阀驱动模型,并依此模型设计了电磁阀新型驱动电路,该电路通过比较单片机提供的参考电压与驱动电流的采样电压,可产生"峰值-高维持-低维持"三段式驱动电流,同时还可对电磁阀进行故障检测;针对电磁阀和某型喷油器分别进行了驱动实验,结果表明:基于模型研究喷油器的驱动方法可行,且采用电流反馈控制的高低电压分时驱动电路性能优良。

两级阀控制的高压共轨喷油系统的计算模拟分析

为了适应未来的排放法规和改善发动机的性能 ,采用高压共轨式电控喷油系统是提高柴油机整体性能、降低排放污染的有效手段之一。本文将通用的流体分析软件FLOW MASTER应用到两级阀控制的高压共轨电控喷油系统上 ,初步探索了各部件结构参数对燃油喷射特性的影响。

基于MOSA算法的压电堆执行器多目标优化仿真研究

建立了高压共轨压电堆执行器有限元模型,并通过Matlab与Python语言的混合编程实现压电堆执行器多目标优化仿真,采用多目标模拟退火算法MOSA(Multi Objective Simulated Annealing),以压电堆执行器内部拉应力和延迟时间为目标函数建立多目标优化模型,进行多目标优化设计。结果表明:压电堆执行器内部拉应力降低20.1%,达到10.7MPa;延迟时间降低20.4%,达到39.4μs。

压电式高压共轨喷油系统喷油量波动特性试验

研究了压电式高压共轨喷油系统多次喷射过程中影响主喷油量波动的因素,采用EFS IFR8420型单次喷射仪对预喷和主喷的油量及喷油速率进行精确测量,总结了主喷油量波动的影响因素及其变化规律:预喷油量越小、主预间隔时间越短,主喷油量波动幅度越大,且随着主预间隔时间的增加,主喷油量呈周期性波动且波动幅度逐渐衰减。通过试验确定了预喷产生的压力波动是导致主喷油量波动的主要原因,为后续的多次喷射控制策略的设计和主喷油量的压力波动修正提供了可靠的试验数据。

电控共轨喷油器喷油特性的仿真研究

通过运用HYDSIM液力计算软件模拟电控共轨喷油器的喷射特性,探讨了电控共轨喷油器控制室的进油孔、出油孔和控制活塞直径的变化对喷油器喷嘴针阀升程及喷油规律的影响。分析结果表明,需要选择合适的共轨喷油器控制室进油孔、出油孔及控制活塞直径,以便使柴油机发挥更加良好的工作性能和排放性能。

共轨喷油器参数对喷油规律影响的仿真研究

针对一台实际的电控共轨中重型车用柴油机,以一成熟的高压共轨系统为模型,利用先进的液力计算软件Hydsim进行模拟计算,分析并预测了共轨系统喷油器主要结构参数,包括喷孔数、喷孔直径、喷油器流量系数、调压弹簧预紧力和刚度、针阀等运动件质量、进油量孔和出油量孔直径、油压活塞上方控制腔容积、喷油背压等对喷油规律的影响,为高压共轨喷油器的设计提供了参考依据。

基于键合图理论的共轨式喷油器建模与试验

电控喷油器作为高压共轨喷油系统关键部件工作过程中涉及机、电、液多物理场耦合,为预测不同工况下系统喷油量特性,揭示系统多物理场耦合特性机理,该文考虑可变液容及燃油物性等对系统动态喷射特性的影响,运用键合图理论建立了共轨式喷油器各主要组成部件数值模型,得到了系统状态方程,通过对系统状态方程组数值求解计算,得到了不同工况下系统喷油量。建立了高压共轨喷油系统喷油量测试试验台,比较了轨压分别为80、100和120 MPa不同控制脉宽下系统喷油量测量结果与键合图数值模型计算值。结果表明计算结果与测量值最大相对误差为4%,因此基于键合图理论建立的共轨式喷油器数值模型可较好地预测系统喷油量特性。该研究对高压共轨喷油系统多物理场建模及系统喷射性能数值计算提供了参考。

某10支共轨喷油器性能测试试验

在EFS试验台架上装配一套共轨燃油喷射系统,对应某10支喷油器装配到试验台架的适配器上,通过台架试验对比,本组喷油器具有较好的喷油开启延迟和动态回油特性,且130#、132#2支喷油器油量偏差较大,137#、133#、127#、126#和131#、135#、136#、138#各4支喷油器为一组,可用于4缸机共轨柴油机选配试验,有利于发动机动力稳定输出;同时此探索性试验可以作为此类喷油器检测的试验依据,后续试验不断优化改进,可以提供此类喷油器检测指导说明书,为非道路国三国四电控燃油喷射做出相应实践性探索试验。

共轨喷油器高速电磁阀动态响应试验研究

高速电磁阀是共轨喷油器关键部件,本文在动态试验台上开展了燃油液力和驱动电压对高速电磁阀动态响应影响的试验研究。研究结果表明:随着峰值电压的增加,电磁阀开启响应时间减小,但在较大的峰值电压下,峰值电压对开启响应时间改善的正面影响变弱;峰值电压持续时间在一定范围内有利于电磁阀开启响应时间的减小,但较大的峰值电压持续时间没有明显改善电磁阀开启响应时间;随着电磁铁和衔铁间燃油液力的增加,电磁阀开启响应时间和关闭响应时间均在明显增大,且开启响应时间增大明显;电磁铁和衔铁间燃油液力的存在有效抑制了球阀在落座过程中的反弹,保证电磁阀可靠关闭。