电磁式高压共轨系统多次喷射油量特征试验研究

介绍了多次喷射对发动机性能的影响和压力波动对多次喷射油量的影响。以某型发动机用高压共轨燃油喷射系统为对象,在六个典型工况下研究了预喷＋主喷和主喷＋后喷两种喷射模式下主喷油量和后喷油量随两次喷射液力间隔的变化规律,分析了油量随两次喷射液力间隔变化的原因,得到的研究结果有助于发动机多次喷射策略的标定。     

高压共轨系统两次喷射喷油量波动规律及其组合预测模型

为了满足越来越严格的排放法规就需要采用更加精确的燃油喷射量控制和灵活的燃油喷射策略。尤其在多次喷射的过程中,随着两次喷射的间歇时间的变化造成第二次喷射的喷油量发生一定规律的波动。首先通过仿真分析发现喷油量波动周期与喷油器入口处第二次喷射初始压力波动的周期相同,均为1.2ms,并定义了波动率（σ）来评判喷油量波动的剧烈程度,从而进一步得出了喷油量波动的相关规律。然后对比预-主喷射和主-后喷射两种喷油策略发现第二次喷射的喷油量波动规律发生改变,当主喷脉宽达到1.4ms时主-后喷的喷油量波动曲线相位发生偏移,而预-主喷射的喷油量波动曲线相位不发生偏移。最后利用BP神经网络预测模型和傅立叶逼近函数预测模型通过方差倒数法确定权值从而建立喷油量的组合预测模型,该组合预测模型能减少预测的系统误差从而使预测结果更加精确,RMSE仅为0.22mg。     

共轨系统喷油量偏差及压力波动的抑制研究北大核心CSCD

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。     

高压共轨柴油机起动过程喷射控制参数的匹配研究

高压共轨系统起动过程控制参数多,控制自由度大,对控制参数的匹配标定和优化是一项复杂且耗时的工作.在外界温度11℃、大气压力100 kPa的条件下,以降低HC排放和缩短起动时间为优化目标,采用正交试验法对1台高压共轨柴油机起动过程的喷射控制参数.进行了匹配研究.通过分析正交试验结果,确定起动油量和主喷提前角的影响最大,其余的参数影响相对较小,并得到了喷射控制参数的优化组合:起动油量20mg/cyc、主喷射提前角上止点前10°CA、共轨油压30 MPa、预喷油量2 mg/cyc、预喷时间2 000 μs.试验证明采用正交试验方法可以提高匹配优化效率.     

大缸径船用柴油机部分预混压燃的试验研究

以某中速船用柴油机为研究对象,试验研究了基于两次喷射技术对于船用柴油机性能和燃烧特性的影响。结果表明,基于两次喷射技术可以实现大缸径船用柴油机PPCI燃烧模式,两次喷射的预喷正时、预喷油量及燃油喷射压力对于PPCI燃烧过程有明显影响。通过两次喷射策略在单缸机试验研究,可以确定适用于大缸径船机的PPCI燃烧的燃油喷射控制策略：在Pe0.3MPa下,采用喷射压力105 MPa +预喷时刻20°CA BTDC +预喷油量20%,在Pe0.6MPa时,喷射压力120 MPa +预喷时刻35°CA BTDC +预喷油量28%的喷油策略,可以实现较为理想的部分预混均质压燃PPCI燃烧,燃油消耗率可改善3.1%~6.2%,soot排放降低51%~62%,压升率降低58~70%。本文研究为船用柴油机满足未来EEDI法规及低噪声设计提供有效支撑。     

高压共轨系统水击压力波动T型谐振型滤波器

针对柴油机高压共轨系统水击压力波动影响多次喷射喷油量的精确控制,设计了适用于高压共轨系统的T型谐振型滤波器。台架试验结果表明:T型谐振型滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率达17,最大油量波动率降低19%。同时,T型谐振型滤波器具有结构简单、容积小、效率高的特点。     

180° CA发火间隔的两缸柴油机供油相位优化

针对一种180°曲轴转角(CA)发火间隔的两缸共轨柴油机,在两缸独立的喷油时刻,监测其共轨管路压力波动;通过调整不同供油角度,优选高压油泵的最佳供油相位,以使两缸喷射时刻的喷油压力基本接近,从而确保两缸的喷油量不会因喷油压力不同而出现不均。试验结果表明,优化供油相位后,单次喷射仪100次喷射平均油量多次测试时,两缸平均喷油量的偏差小于等于±3%。     

一种喷油器油量补偿技术研究

为了消除喷油器制造误差带来的影响,使发动机各缸运转的均匀性得到提高,研究了一种喷油器油量静态补偿技术,运用统计学原理对试验获取的喷油器各工况的油量脉宽特性进行数据分析,根据统计结果将参考点的补偿数据扩展到整个特性曲线上,从而使喷油器的实际喷油量更加接近其理论喷油量,喷油器台架及发动机实验结果表明,该方法完全有效。     

柴油机高压共轨燃油喷射系统控制策略研究

围绕共轨系统喷射的软件设计展开研究,采用ETAS公司的ASCET软件,以"主喷、预喷"的设计方案,解决了高压共轨燃油喷射系统中有关喷射协调、喷油量确定及分配、喷射始点、喷油器作用时间和喷射释放等问题,仿真结果表明:燃油喷射系统能够实现多次喷射,喷射量精确,能够满足柴油机高压共轨系统的要求.     

基于喷油策略和阿特金森循环的汽油压燃 发动机高负荷性能优化研究

基于单缸机开展了多次喷射和阿特金森循环对汽油压燃(gasoline compression ignition,GCI)发动机性能影响的试验研究,试验分别研究了单次喷射、两次喷射及两次喷射结合阿特金森循环对GCI中高负荷性能的影响。结果表明,单次喷射中喷油压力、喷油时刻和喷油量对GCI燃烧有显著的影响,提高喷射压力可提高发动机的平均指示压力,降低循环波动,但喷油压力过高会导致燃烧对喷油时刻变化异常敏感,使燃烧难以正常进行;喷油量增加可提高发动机的平均指示压力,但过高的喷油量会导致不完全燃烧的燃油量增加,热效率下降。在两次喷射中,主喷时刻对燃烧起着决定性的影响。主喷时刻提前,发动机动力性有所提升,但压升率也随之增加;主喷时刻推迟,发动机动力性相应降低,同时循环波动增加。增加预喷量有利于发动机性能的提升,但预喷量过大会导致燃烧可控性降低。阿特金森循环能明显提升GCI热效率,其主要原因是减少了压缩行程的压缩负功,同时燃烧并未恶化,膨胀做功并未降低。     

近后喷射对共轨柴油机高负荷NOx和碳烟影响的数值分析

应用三维 CFD 商用模拟软件 FIRE 对车用共轨柴油机在高负荷工况下采用近后喷射策略的缸内工作过程进行数值计算,分析后喷量和主、后间隔角对有害排放物生成的影响.结果表明,随后喷量和主、后间隔角的增加,NOx 的生成量显著减少,而经济性有所恶化;同时,近后喷射还是降低柴油机碳烟排放的一种非常有效的手段,适当的近后喷射...     

燃料物性和喷油策略对船用柴油机性能和排放影响的模拟研究

采用多维数值模拟的方法系统研究了不同燃油性质和喷油策略对船用柴油机性能和排放的影响。研究结果表明:无论使用重油还是轻油,采用顺序喷射、预喷和后喷都能在降低燃油消耗率的同时降低NO_x排放;顺序喷射方案能在两个喷油器的喷射间隔为4°时达到最低的燃油消耗率;大比例预喷匹配合适的主预喷间隔容易获得较低的燃油消耗率,小比例预喷匹配合适的主预喷间隔容易获得较低的NO_x排放;后喷策略对燃油消耗率改善不明显,随着主后喷间隔增大或者后喷油量的增加,燃油消耗率均呈现增加的趋势。     

基于人工神经网络的柴油机喷油量检测研究

利用外卡式压力传感器测量的高压油管压力波，在提取压力波特征参数后，利用经训练的人工神经网络可实现对喷油量的检测识别。     

电控组合泵柴油机喷油正时控制研究

作为喷油量和喷油正时均可灵活控制的时间式高压燃油喷射系统,电控组合泵的喷油正时直接关系到其所匹配的柴油机燃烧和排放性能,因此必须精确控制电控组合泵的喷油正时。本文详细分析了喷油正时的影响因素,对电控组合泵燃油喷射系统的喷射正时控制策略进行了设计,标定了起射和停喷延迟脉谱以及油量线性化脉谱。实机试验表明,应用此控制策略能有效保证柴油机的燃油喷射控制,实现了电控组合泵柴油机的平稳控制。     

ECD-U2高压共轨喷油系统控制策略研究

本文主要介绍了ECD-U2高压共轨喷油系统的控制策略，包括喷油压力、喷油量、喷油率及喷油定时的控制。并且讲述了较为理想的靴型喷油规律的优点和实现过程。     

喷射参数对柴油机燃烧与排放特性的影响

在一台共轨柴油机上进行了喷射压力、喷射定时、后喷量及后/主间隔角等喷射参数影响作用的试验研究,利用FIRE软件数值模拟获取微观场变化信息,综合分析了喷射参数对缸内燃烧与有害排放物生成的影响机理及规律.结果表明,提高喷射压力和提前喷射定时有利于改善燃油经济性及碳烟排放,但在喷射压力较高(120～130,MPa),喷射定时提前到上止点前2°CA时,再提前喷射定时对碳烟的影响不大,而NOx的生成量显著增加,同时会引起燃烧粗暴.当后/主间隔角一定(15°CA),后喷量为1.5～2.0,mg时,烟度值达到最低,降幅为28%左右;后喷量为1.5,mg时,后/主间隔角在25,oCA附近,烟度达到最低,降幅达到20%.因此,引入后喷时需要选取适当的后/主间隔角和后喷油量,既要增强后喷燃油对缸内流场的扰动效果,使得更多的氧气进入主喷的燃烧产物区,加速碳烟的氧化又要避免进入高温缺氧区域内的后喷燃油量过多以及燃烧过于拖后等负面影响.     

燃油喷嘴小油量非线性区补偿算法研究

随着机动车排放标准的日趋严格和不断升级,汽油直喷(gasoline direct injection, GDI)发动机需要采用更加先进而复杂的喷射模式和控制策略才能满足其要求。而先进的喷射模式和控制策略则需要控制GDI喷油器在特性曲线非线性的小油量区域进行喷射,且各喷油器特性曲线之间的离散性很大。如果从机械设计或加工工艺上提高小油量喷射的一致性,则难度很大且成本很高。基于轨压降的小油量补偿策略,通过对补偿原理与方法进行深入的研究和试验分析,成功开发和实施了GDI喷油器小油量补偿策略,并在某量产GDI喷射器上进行了补偿效果的验证。试验结果表明,进行了油量补偿后的油量一致性有较大改善,满足了GDI喷油器的小油量喷射要求。     

基于轻型柴油车的柴油机氧化催化器入口温度升温特性及策略研究

选取了高、中、低负荷的3个典型工况,研究了进气节流及喷油策略对柴油机缸内燃烧过程、排放性、经济性及柴油机催化氧化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度的影响,得到全工况区域的DOC入口温度的升温策略。试验结果表明:随进气节流阀开度减小,进气流量降低,压缩压力下降,燃烧始点滞后,最高燃烧压力下降,循环指示功降低;HC排放得到抑制,其他排放恶化;DOC入口温度得到有效提升,负荷越小,温升效果越显著。喷油规律耦合进气节流发现,主喷提前角的推迟使得滞燃期缩短、后燃加重,DOC入口温度小幅度提升;近后喷油量增加可提高DOC入口温度,推迟近后喷,DOC入口温度先增大后降低,存在最佳的近后喷时刻。依据样机全工况排温分布特征,提出了不同工况区域DOC入口温度升温控制策略。