非道路移动机械用柴油机中国第三阶段排放标准关键技术研究

结合具体的非道路用柴油机机型,介绍了满足柴油机达到国三排放的关键技术和解决方案,通过对非道路用柴油机关键系统进行设计改进,采用提高燃油系统的喷射压力,改变燃烧室形状,优化进排气系统和供油系统凸轮型线,并配以合适的进气涡流比等技术,达到了非道路移动机械用柴油机第三阶段排放标准,从而说明关键技术是可行的,给众多非道路柴油机生产厂家排放升级开发提供了技术参考。

影响喷油嘴喷孔流量系数关键参数的研究

通过计算流体力学(CFD)计算的方法,详细研究了喷油嘴喷孔流量系数随喷孔K系数、入口圆角半径和喷油背压的变化的规律。结果表明:喷油嘴喷孔流量系数随喷孔K系数的增加而增大,随喷孔入口圆角半径的增加而增大,并且,喷孔直径对喷油嘴喷孔流量系数增加幅度有重要的影响。

喷油嘴紧帽轴力测试及拧紧工艺研究

研究了扭矩法和扭矩-转角法两种紧固件装配方法及其轴力散差,对采用扭矩法装配喷油嘴紧帽的某国产喷油器进行了喷油嘴紧帽轴力测试,得到其轴力散差情况,根据扭矩法测试结果,设计扭矩-转角法装配工艺并进行测试,测试结果表明,采用扭矩-转角法装配喷油嘴紧帽可减少其轴力散差。

变排量叶片式机油泵参数对性能的影响研究

变排量机油泵可以根据发动机润滑系统需求提供适量的机油,避免发动机高转速时定排量机油泵过多的功率消耗,从而可以降低发动机燃油消耗,本文通过理论计算和系统分析得出变排量叶片式机油泵参数对性能的影响规律,结果表明:弹簧弹性比率越小,反馈油腔直径越大,偏心距越小润滑系统的压力稳定性越好,机油泵节油效果也越明显;叶片数为7的叶片式机油泵效率最高;叶片厚度越小,定子半径越大机油泵供油量越大。

超多喷孔喷油嘴早喷射低温燃烧试验研究

进行了早喷射喷油定时、废气再循环(EGR)率和喷油压力实现低温燃烧降低排放的试验研究。通过缸内压力和燃烧排放数据的采集、处理,分析这些参数对放热规律、滞燃期、燃烧重心、排放等特性的影响。早喷射可以实现低温燃烧,但与晚喷射相比,早喷射的滞燃期稍短,需要更大的EGR率来适当延长滞燃期并降低燃烧温度,最优排放点与原机相比烟度下降了63%,NOx降低了81%,但油耗比原机升高了6%。除了压缩比降低的原因,燃烧始点在上止点前造成的传热损失增大,增大喷油压力和提前喷油会导致燃油喷射到活塞顶面和气缸壁面,以及增大EGR率导致的增压压力和混合气氧气含量下降引起的燃烧效率下降等都可能是油耗升高的原因。早喷射与晚喷射相比,燃烧更稳定,放热率峰值较高,但是早喷射的最大压力升高比较大,甚至会超过2 MPa/(°)。

基于飞秒激光的喷油嘴喷孔加工技术研究

介绍了飞秒激光加工技术原理,研究了飞秒激光在喷油嘴喷孔加工中的应用,重点分析不同填充材料在微小腔体环境下的激光对壁保护工艺。通过飞秒激光微孔加工工艺的研究,拓展了飞秒激光作为一种冷加工方法的应用范围,从而为发动机燃油喷射系统性能提升提供了可行的工艺路线。

阻尼阀在单缸喷油泵上的应用研究

介绍了阻尼阀的结构原理及在单缸喷油泵上的应用研究。对在3种单缸喷油泵上采用阻尼阀装置时的供油规律进行了试验研究,结果表明在单缸喷油泵上采用阻尼阀装置能获得较高的喷射压力,同时又能消除二次喷射现象,并能有效降低燃油消耗率,论文还研究了不同阻尼阀孔径对供油规律的影响。

共轨系统变结构喷油嘴喷雾特性试验研究

为了深入研究喷油嘴喷孔锥度(K系数)对其喷雾特性的影响,设计了不同K系数的喷油嘴,进行喷雾试验,结果表明:随着K系数增加,在喷雾初期,喷雾贯穿度增加,喷雾锥角减小,喷雾投影截面面积增加;而在喷雾后期变化规律不明显。随着轨压的增大,喷雾贯穿度逐渐增加,喷雾投影截面面积增大,轨压对喷雾锥角的影响不明显,且K系数对贯穿度的影响减小。随着环境背压的增加,喷雾贯穿度逐渐减小,喷雾锥角增大,喷雾投影截面面积减小,且K系数对贯穿度变化的影响减小。

共轨喷油器喷油嘴压力室压力研究

本文对国外样品喷油嘴几何结构进行了详细分析,并且在AMEsim软件中建立了表达国外样品喷油嘴(正向密封座面角度差方案和反向密封座面角度差方案)的一维液力模型。重点研究如何提高某新一代高压力共轨喷油器的喷油嘴压力室压力。研究结果表明,喷油嘴采用反向密封座面角度差(针阀体角度大于针阀角度)方案,喷油嘴密封座面处的直径为1.5 mm,喷油嘴喷孔选用14孔0.19mm直径,能够使得喷油嘴密封座面处压力损失降低到5.7%,并且能够满足柴油机在1.2 ms实现220 mm3的喷油量的设计要求。

喷油嘴内部空穴流动试验研究

在比例放大透明喷油嘴空穴流动可视化试验台上,基于流体力学相似原理,在喷射压力为0.15~1.70MPa,背压为0.1MPa,环境温度为20℃条件下,使用高速数码摄影,研究了空穴产生、发展过程及对喷雾的影响,并分析了喷射压力、针阀升程对空穴流动的影响.试验表明:在喷油嘴内空穴流动是不稳定的,且会有膜状空穴和线空穴发生.随着喷射压力和针阀升程增大,膜状空穴和线空穴强度范围会增加.膜状空穴和线空穴都会使喷雾锥角增加,线空穴下喷雾对称度要好于膜状空穴.

喷油嘴座面几何参数的测量方法研究

介绍了喷油嘴座面关键特性参数角度和粗糙度的测量方法,并对2个参数进行了相关的检测试验,对于座面角度,使用圆柱度仪扫描座面母线的方法,可以获得更加准确稳定的测量结果,对于座面的粗糙度,使用非破坏性检测法时,测量效率高,成本低,同时,对2个测量系统进行了重复性和再现性的分析,结果满足要求。

可变喷油规律研究分析

喷油规律是影响柴油发动机燃烧的重要因素之一,通过控制喷油规律可得到理想的燃烧过程。针对靴型喷射,通过将喷油规律曲线参数化,分析喷油策略对发动机性能的影响,提出优化方案。结合发动机试验,对可变喷油策略进行测试验证。

天然气发动机爆震检测及控制方法研究

天然气发动机爆震问题严重影响发动机的稳定性和安全性。爆震控制是天然气发动机控制系统的核心模块,相比柴油机控制系统,可参考经验非常少。相关的仿真结果显示高精度爆震控制能有效提升整机热效率;而天然气自主控制系统开发中缺乏爆震控制模块的技术,且后期台架性能试验中不具备自主标定爆震控制的能力,寻求供应商标定服务技术支持费用昂贵。综合种种因素,天然气发动机爆震控制技术研究显得非常有必要。对比分析了不同爆震信号的检测方式,爆震信号的处理、判断以及爆震控制的逻辑,简要阐述了爆震标定的流程。

喷油嘴喷孔内流与喷雾特性试验研究

基于比例放大透明喷油嘴、高速摄影和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)研究了组孔式喷油嘴内流与喷雾特性,试验结果表明:随着喷射压力的增大,喷孔空穴现象明显增强;组孔式喷油嘴较传统喷油嘴空穴面积增大。组孔式喷油嘴较传统喷油嘴的喷雾贯穿距更大,喷雾锥角更大,喷雾扩散能力更强,有助于燃油的扩散和雾化;组孔间距增大,喷雾粒径减小。通过对组孔式喷油嘴进行试验研究,为高性能共轨喷油嘴的设计开发提供参考依据。

提高高压共轨供油泵容积效率的技术研究

以某型高压供油泵为模型,利用Hydsim软件进行仿真分析,研究了燃油可压缩性和泵油部件中柱塞腔余隙容积、电磁阀、回油螺钉以及出油阀等主要结构参数对供油泵容积效率的影响,为供油泵的进一步优化和提高容积效率提供理论依据。

共轨泵进油计量阀流量扩展方法的研究

介绍了共轨泵用进油计量阀的工作原理和应用需求,分析了对其进行流量扩展的必要性。研究了以下3种扩展方式:保持工作行程不变,优化节流口形状;增大工作行程,优化电磁特性;多个计量阀并联,优化低压油路。搭建了进油计量阀流量测试系统,对前2种扩展方案的试制样品进行了测试,得出了其流量特性曲线,验证了流量扩展方案的可行性。

不同A/R值对双流道涡轮机的性能影响研究

为了提升涡轮机性能,建立其计算模型,划分计算网格模型,并在仿真软件中进行计算,最后分析其计算结果,分析了涡轮增压器中的蜗壳受不同0-0截面A/R值对其性能的影响。结果显示:在涡轮增压器涡轮机中,蜗壳0-0截面的A/R值对蜗壳性能影响较大。A/R值较大的涡轮机蜗壳内部流动损失较小,但叶轮入口处气流不稳定加剧,导致涡轮峰值效率降低。NO.1蜗壳的峰值效率较其他2个方案更高,最后选择其作为效率提升优化方案的蜗壳。

基于西门子840D系统刀具磨损监控应用研究

高速加工工艺是现代制造技术的核心,通过对高速加工过程中的刀具进行实时在线监控情况的研究,提出了监控刀具使用寿命的方法和策略,可促进企业的刀具监控管理与应用水平。

高压共轨喷油器控制阀空化研究

为了研究较高轨压条件对共轨喷油器控制阀的影响,对典型的共轨喷油器进行了可靠性试验,而且针对控制阀及其上游流道进行了非定常气液两相流动模拟计算和分析。计算所需的动网格边界条件由执行器衔铁杆位移测量试验获得。通过测量喷油器的动态回油流量,对计算模型进行了试验验证。可靠性试验结果表明控制阀的阀座锥面存在空化穴蚀损伤。模拟计算结果表明,当入口压力条件达到250 MPa级别后,在控制阀上游的导流孔内出现明显的空化现象;在150 MPa、200 MPa和250 MPa 3个级别的入口压力条件时气液两相质量交换率的比值为1∶1.187∶1.437。为匹配250 MPa及以上级别的轨压条件,控制阀上游流道结构须改进。

甲醇发动机低温起动措施试验研究

针对甲醇发动机出现的低温冷起动问题,通过详细分析其冷起动困难的原因,提出多种甲醇发动机低温冷起动技术措施,并对主要的技术措施进行了试验研究。结果表明,采用进气道加热、喷射器加热和进气滚流措施都在一定程度上改善了甲醇发动机的冷起动性能;通过改变燃料组分可有效提高甲醇发动机的冷起动性能,M70和M85高比例甲醇燃料发动机在-25℃低温下能够顺利冷起动。