基于MC和RSM的共轨喷油器一致性的参敏分析

采用一维数值计算结合试验设计、Monte Carlo、响应面模型等方法,分析了影响电控高压共轨喷油器的喷油一致性参数的敏感性。针对某型试验喷油器,根据多参数抽样计算,得到怠速工况的循环喷油量方差为5.11mm3,标定工况的为3.45mm3,即由理论计算剖析了前者的一致性劣于后者的试验现象。且由分析可知电磁阀衔铁最大升程、进油节流孔直径等参数对循环喷油量以及喷油启、闭延迟等性能指标的影响,其中电磁阀衔铁最大升程对标定和怠速工况的循环喷油量一致性的影响权重分别为33.7%和52.5%。     

应用蒙特卡洛方法对共轨喷油器进行敏感性分析

本文在AMESim软件中建立了共轨喷油器计算模型,应用蒙特卡洛方法分析了共轨喷油器重要参数对于喷油器性能(如喷油量)影响的敏感性,研究了不同工况下衔铁升程、进油量孔流量、出油量孔流量、针阀与针阀座面角度差、油嘴喷孔流量、弹簧预紧力、弹簧刚度等参数对于喷油量的影响,得到了各个工况下喷油量的波动范围及不同共轨喷油器参数对于喷油量影响的线性回归系数。     

运用CAE方法提高共轨喷油器一次性装配合格率

本文在AMESim软件中搭建共轨喷油器计算模型,应用蒙特卡洛方法对共轨喷油器进行敏感性分析,计算了敏感参数变化对于喷油量波动范围的影响,在此基础上通过对孔板、喷油嘴等关键影响因素进行分组计算,提出了提高共轨喷油器一次性装配调试合格率的分组方案。通过在实际装配过程中实施分组方案,共轨喷油器一次性装配合格率提高到80%以上。     

电控单体泵燃油系统低速供油特性试验研究

在电控单体泵试验台上进行了低速供油特性试验研究,分析了不同喷油持续期、凸轮轴转速条件下的喷油压力和针阀升程变化情况,并研究了低速时电控单体泵的喷油量循环变化规律。试验结果表明:电控单体泵低速工况时,电控单体泵喷油压力与针阀升程曲线存在明显波动,并随凸轮转速增加,波动变化减弱;在不同喷油持续期内,大持续期喷油压力与针阀升程曲线波动规律与小喷油持续期一致;低转速下小喷油持续期喷油量循环波动小于大持续期工况,且随凸轮转速增加,喷油量循环波动降低。     

基于AMESim的电喷发动机供油系统建模与分析

在电控发动机喷油器开启过程中,管路内部油液流动会导致压力波动,影响喷油量和雾化效果.本文以4缸汽油发动机供油系统为研究对象,建立了AMESim仿真模型,并将模拟结果与实际测试值进行对比,验证了模型的准确性.以此就系统核心部件的结构参数对系统内压力波动及喷油量的影响进行了变参数分析.     

柴油机共轨系统ECU的设计及喷油特性研究

电控共轨系统的共轨压力和喷油量能够进行独立控制，因此它表现出传统燃油喷射系统所无法比拟的优势。采用高性能的32位MC68332型单片机开发了电控单元，实测了基于HEUI（Hydraulic Electronic Unit Injector）增压式喷油器的喷油规律，以研究影响共轨系统喷油规律的因素。结果表明，喷油器的机械结构在一定程度上决定了喷油特性，而一个强有力的驱动电路有助于提高喷油器的响应速度。随着共轨压力的升高，喷油速率提高；喷油控制脉宽的增大延长了阀门打开时间，使喷油持续期延长。通过调节共轨压力和控制脉宽可获得灵活的喷油规律。     

电控喷油器的优化设计

根据电控喷油器各部件的结构特点、耦合关系及物理性质，建立了电控喷油器电磁阀驱动、电磁阀、液力、机械系统耦合的数学模型，完成了仿真计算并获得了各因素对电控喷油器性能影响的空间图谱；系统地研究了电控喷油器结构参数对喷油器动态响应的影响。以仿真结果为基础，以系统的响应和经济性为目标，建立了系统的多元回归方程。通过多目标规划，对系统的结构参数进行了优化。利用分析结果，设计了相应的零部件。在喷油器动态特性测试台架上，对经过优化设计的喷油器进行了动态响应特性等测试。测试结果与仿真结果有较好的一致性；喷油器针阀开启和关闭响应时间均叮达0．2ms，喷油规律波形与控制脉冲波形基本一致。     

电控喷油器响应特性影响研究

分别从理论分析和模拟计算的角度,定性、定量地分析了电控喷油器各关键结构参数对其响应特性的影响规律。以德尔福(DELPH)I共轨电控喷油器为研究对象,以系统轨压在160MPa下的喷油规律试验研究为基础,以HYDSIM为仿真平台,建立了电控喷油器仿真模型。通过试验,验证了系统模型;运用模型,研究了对喷油器响应特性的影响因素,并以提高电控喷油器响应特性为出发点,探讨了各关键结构参数的设计原则。通过分析计算,为电控喷油器结构参数的合理选择和设计提供了理论依据。     

基于APDL的喷油器电磁阀组件设计

采用ANSYS参数化设计语言(APDL),对电控高压共轨燃油喷射系统中的关键零部件—喷油器电磁阀组件进行优化设计分析,并经试验验证。获得了高压共轨喷油器电磁阀组件最佳设计参数;并认为在该型电磁阀设计中,对电磁特性影响较大的参数是气隙、材料、电流和匝数。     

高压共轨系统电控喷油器关键参数设计研究

电控喷油器是高压共轨系统中最重要的执行部件,设计时如何权衡各方面的性能来优化其关键参数至关重要.本文采用Hydsim软件对电控喷油器建立模型,并利用已有试验数据对计算模型进行标定,然后运用经过标定的模型进行多方案计算分析得出各关键参数对电控喷油器性能影响的规律,最后总结得出关键参数设计的原则.     

影响Zeuch法喷油速率测量精度的关键因素研究

为提高汽油直喷喷油器喷油速率的测量精度,基于Zeuch法原理开发了喷油速率测量系统。研究发现容器测量腔内容器刚度和含气量都会对Zeuch喷油速率测量精度产生重要影响,同时通过试验与仿真计算对这两个关键因素进行定量的系统的研究。结果表明:低刚度容器在相同喷油条件下体积膨胀相对高刚度容器更大,由此测得的喷油速率曲线相对偏低,测量精度降低;当含气量较大时,腔内压力变化曲线中的压力增量呈线性减小,波动振幅增大,同时波动频率减小,这会导致喷油速率与实际值相比偏低且波动较大。基于研究结果,提出相关修正方法来提高喷油速率测量精度。经优化后的喷油速率测量系统的测量精度大大提高,具有较高的重复性。     

电控喷油器喷射过程的计算模型

本通过对电控喷油器喷射过程的实验和理论研究，建立了一个电控喷油过程的非线性计算模型。计算的驱动电路特性、针阀升程特性和流量特性与实验值吻合较好，表明了该模型的合理性。     

基于响应特性的电控喷油器关键参数设计研究

合理选取电控喷油器的结构参数是提高其响应特性的关键,目前对响应特性的研究还只是简单分析结构参数单因素变化对响应特性的影响,而没有考虑优化各结构参数组合,以达到提高响应特性的目的。以经典的直接控制式电控喷油器为研究对象,利用Amesim软件开展仿真计算,研究了电控喷油器多个关键参数对响应特性的综合影响,明确了各关键参数的取值原则,可用于指导电控喷油器结构参数设计。     

共轨系统电磁喷油器盛油槽压力测量与分析

喷油器盛油槽的压力非常重要,设计的测量系统能够准确地测量盛油槽压力,测得的结果客观地反映了盛油槽的压力变化趋势,为燃油在油嘴内的流动分析和喷雾特性计算提供边界条件.在不喷射的稳态情况下盛油槽与共轨管内压力相同,但在针阀打开后的喷油过程中,盛油槽压力是波动的,降低或升高的最大幅值与轨压有关,但最大幅度基本相同,为轨压的20%.喷油结束后,盛油槽内仍存在巨大的压力波动,该波动将影响多次喷射中后喷射的控制.盛油槽压力曲线在喷油过程中存在有规律的波动,根据该压力变动过程可以分析出电磁铁的响应时间、针阀的开启和关闭延迟,并计算出实际的喷油持续期.压力曲线还可以从侧面反映针阀运动情况,盛油槽压力与控制腔的压力和针阀升程联合测量,将为喷油器设计和喷雾计算提供更为系统的边界条件,但鉴于其难度,需要逐步实现.     

三维流场数值模拟在柴油机喷油嘴中的应用

由于喷油嘴内的流动状态以及燃油喷射情况在很大程度上影响柴油机的排放和经济性能,对喷油嘴进行流场分析就显得越来越重要了。鉴于试验和测量受种种条件限制,可以采用CFD模型来预测柴油机喷油嘴内的流场状态,并与试验相结合,提高喷油嘴的选配和设计水平。采用Fluent软件进行模拟计算。主要研究喷油嘴的压力室、喷孔以及针阀的前端结构,并考虑燃油的可压缩性及黏度随压力、温度的变化。通过研究可以预测喷油嘴内流场的分布,分析喷油嘴设计的合理性,指出改进方向。     

基于蒙特卡罗法的汽油机压缩比公差统计分析

基于蒙特卡罗方法编写了汽油机压缩比统计分析程序,分别采用正态抽样、平均抽样、模拟和检测混合抽样3种方式,模拟计算了某款现生产自然吸气汽油机理论控制最佳、最差和实际生产情况的压缩比公差,并分析了压缩比尺寸链各相关公差对压缩比公差的影响。分析结果表明,对研究机型而言,理论上燃烧室容积公差对压缩比公差的影响达到35%,而实际燃烧室容积散差较大,其对压缩比实际公差的影响更大。最后批量抽检了现生产缸盖和缸体部分的容积样本进行了压缩比公差统计分析,与混合抽样方式计算结果进行了对比,两者结果基本一致。     

Further investigations on electronically controlled hydrogen storage and direct injection system for automotive applications

Two components of a recently unveiled hydrogen supply system for automotive use were further investigated: the thermocontrolled tank and the multipoint system for direct hydrogen injection. The behaviour of the thermocontrolled tank has been simulated for use in vehicles at particular driving conditions and heat transfer. The tank insulation requirements and the engine waste heat supply have also been determined. Simulation results will be used for building a prototype tank.

The hydrogen injection system has been tested under different engine working conditions. The injectors were placed at various distances from the metering valve to investigate the feasibility of controlling the supply of several injectors through a single metering valve. The test results showed a relatively small impact of the length and volume of the injection pipes on the discharge characteristics of the injectors.     

慢开快关电控喷油器仿真研究

介绍一种新型电控喷油器结构,在不采用多次喷射条件下,可以实现先缓后急的喷油规律,以改善NOx排放和燃烧噪声,采用Amesim软件对这种电控喷油器建立模型并进行标定,运用经过标定的模型进行多方案计算,分析进出油量孔直径、量孔板斜侧孔直径、中间阀块节流孔直径、控制柱塞直径及针阀直径等关键结构参数对喷油规律的影响,研究结论可用于指导电控喷油器的结构设计及参数优化。     

高压共轨多次喷射喷雾形态发展的试验研究

开发了高压共轨系统测试平台,采用高速闪光摄影方法,对所设计的电控喷油器在多次喷射条件下进行不同方案的喷雾特性试验研究,对试验结果进行特性分析,得到了喷孔结构和喷射背压等参数对喷雾贯穿距、喷雾形状和喷雾分布面积的影响规律,以便于建立多次喷射条件下的喷雾和燃烧放热模型,为提高电控共轨柴油机的性能奠定基础。     

Effect of hydrogen addition on the idle performance of a spark ignited gasoline engine at stoichiometric condition

With regard to the improvement of efficiency, combustion stability, and emissions in a gasoline engine at idle condition, an experimental study aimed at improving engine idle performance through hydrogen addition was carried out on a 4-cylinder gasoline-fueled spark ignited (SI) engine. The engine was modified to be fueled with the mixture of gasoline and hydrogen injected into the intake ports simultaneously. A self-developed electronic control unit (DECU) was dedicatedly used to control the injection timings and injection durations of gasoline and hydrogen. Other parameters, such as spark timing and idle valve opening, were controlled by the original engine electronic control unit (OECU). Various hydrogen enrichment levels were selected to investigate the effect of hydrogen addition on engine speed fluctuation, thermal efficiency, combustion characteristics, cyclic variation and emissions under idle and stoichiometric conditions. The experimental results showed that thermal efficiency, combustion performance, NO_x emissions are improved with the increase of hydrogen addition level. The HC and CO emissions first decrease with the increasing hydrogen enrichment level, but when hydrogen energy fraction exceeds 14.44%, it begins to increase again at idle and stoichiometric conditions.