电控喷油器响应特性仿真分析

本文以德尔福(DELPHI)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。     

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。     

小缸径低速机电控喷油器控制阀动态响应研究

小缸径低速柴油机的燃油喷射由喷油器的电磁控制阀直接控制,控制阀的动态响应性能对喷油特性有较大影响。利用AMESim仿真平台搭建了小缸径船用低速柴油机的电控喷油器模型,采用间接标定法并结合喷油器设计要求说明了模型的准确性。在典型工况下研究了控制阀杆最大升程、控制阀运动件质量和残余气隙对控制阀动态响应的影响规律,并得出以下结论:电控喷油器的非线性控制区间为0.3~0.4℃A喷油脉宽;随着控制阀杆最大升程、控制阀运动件质量和残余气隙的增大,控制阀上升速度逐渐减小;控制阀下降速度随着控制阀运动件质量的增大而减小;控制阀下降时刻随着残余气隙的增大依次提前。     

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。     

船用低速柴油机电控喷油器多参数优化匹配

为了更好地优化电控喷油器性能,笔者基于自主设计的一种船用低速机电控喷油器结构,借助AMESim 软件搭建了电控喷油器的仿真模型,利用专用试验平台试验验证了模型的准确性。随后通过开展各结构参数对电控喷油器性能影响灵敏度量化分析,筛选出对电控喷油器性能影响较大的结构参数,并采用正交试验和遗传算法两种优化法相结合的数值模拟方法,以提高电控喷油器针阀响应速率为目标,对电控喷油器开展了参数优化匹配,得到了关键结构参数对电控喷油器针阀动态响应特性的影响权重和最佳参数组合。结果表明：出油量孔直径是对针阀响应特性影响权重最大的结构参数,控制活塞直径和进油量孔直径次之,而控制腔容积和针阀弹簧预紧力 影响相对较小;应用正交试验法优化后,与原参数方案相比,参数优化后针阀上升时间缩短了1ms,针阀下降时间缩短了1.4ms;通过应用遗传算法优化,相比于原参数方案,参数优化后电控喷油器针阀响应特性明显改善,针阀上升时间下降了40.9%,针阀下降时间缩短了29.1%。     

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。     

节流式电控喷油器的实验研究

作者对自行设计的节流式电控喷油器进行了试验台试验和喷射过程的电子计算机模拟计算,并实现了电控喷油系统在单缸105柴油机上的实机运行。实验和理论分析表明:节流式电控喷油器能满足电控柴油机对喷油器的要求并在改进喷射特性方面有较大的潜力。本文介绍了节流式电控喷油器的结构,通过试验台试验分析了节流式电控喷油器的特点及其主要参数对喷射特性的影响,并介绍了电控喷油器的实机运行情况。     

高压共轴喷油器设计参数对性能影响的研究

对一种新型高压共轨式柴油机电控喷油器的结构参数对喷油器响应特性、喷油规律的影响进行了试验研究,设计了一种新型的液力平衡式电磁阀并对其结构参数进行了参数优化研究。给出了控制室结构参数对喷油器液力响应特性和喷油规律形状剪裁的研究结果,实现了喷油规律形状的灵活控制,因此称该喷油器为灵活控制喃油规律的共轨喷油器,简称FIRCRI。     

高压共轨式燃油喷射系统中电磁阀的数值模拟计算

高速强力电磁阀是决定柴油机电控燃油喷射系统性能的关键部件.通过高速强力电磁阀驱动特性的理论分析和数值求解喷油器电磁阀的磁场分布,对电磁阀动态响应特性进行了数值模拟计算.     

船用柴油机蓄压式电控喷油器计量特性数字孪生才型研究

为实时准确地观测电控喷油器的喷油量,实现喷油过程的闭环控制,针对某船用柴油机蓄压式电控喷油器结构特征,根据其燃油流动过程和蓄压腔压力变化规律,利用理论机理计算与神经网络修正相结合的方法,建立了电控喷油器计量特性数字孪生模型。通过建立快速原型样机进行在线试验验证,对比喷油器计量特性数字孪生模型观测值与平台实测值。试验结果表明:当电控喷油器每循环喷油量大于1000 mm³时,喷油量计算误差在3%以内;当每循环喷油量小于1000 mm³时,喷油量计算误差在10%以内。     

电控喷油器参数对二甲醚共轨柴油机性能的影响研究

利用GT-FUEL、GT-POWER建立了电控喷油器模型和柴油机模型并进行了耦合。在标定转速和32MPa的轨压条件下,进行了喷油器变参数对柴油机燃用二甲醚性能的影响研究。结果表明,综合考虑柴油机性能,所用电控喷油器应适当减小喷孔直径和增加孔数、减小控制室容积、增大回油节流孔径和进油节流孔径。     

多种燃料转子机高压共轨喷油器试验装置的研制与应用

多种燃料转子发动机高压共轨喷油器试验装置由控制逻辑电路和功率驱动电路两部分组成,可对喷油器的响应时间、保持电流及流量特性等参数分别进行测试.试验装置的全部功能完全由硬件实现,结构简单,工作可靠.在此基础上,将该装置直接应用于柴油高压共轨转子发动机电控系统,成功地完成了着车试验.     

低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配

以非道路单缸风冷192 F柴油机为研究对象,匹配蓄压式喷油系统,以低排放为核心目标,计算并设计了高压油泵凸轮和电控喷油器喷嘴参数,优化了螺旋进气道,重新设计了燃烧室几何形状并优化了喷油油线在燃烧室的分布,使燃烧室、进气道与蓄压式喷油系统相匹配.在标定工况、最大转矩工况下进行了喷油参数对工作过程、排放和性能影响的研究,以标定最佳喷油参数,得到该样机的全工况喷油参数Map.该样机稳态8工况排放试验的CO、HC+NO_x和颗粒物(PM)排放结果分别为3.66、5.72和0.35 g/(kW·h),与非道路柴油机国Ⅲ排放限值相比,其劣化余量系数分别为1.50、1.31和1.71,在劣化周期内各排放均具有足够的劣化余量,该样机可满足现行非道路柴油机排放法规要求,具有满足未来更严格排放法规的潜力.     

2D喷油器性能分析

本文介绍了电控喷油器的要求、目前国内生产使用的高速电磁阀存在的不足,提出新2D喷油器的设计思路:利用控制阀芯的轴向位移,改变喷油量;利用控制阀芯的旋转运动,改变喷油时刻.通过数学模型建立和MATLAB仿真分析,喷油器的响应性大为改善,实现理想的喷油率形状.     

A review on deposit formation in the injector of diesel engines running on biodiesel

For the short-term use of diesel engines, biodiesel can provide a comparable engine performance to that of using fossil diesel fuel. However, some arising problems including the reduction of the engine performance, the increase in lacquer deposits, and excessive carbon blacks in the combustion chamber and in the injectors resulting in an increase in the emissions and the damage to the engine have been indicated. Deposits formed inside or outside the injector may have an adverse influence on the engine performance and the fuel injection system. In this study, a review of the formed deposits in the injector of diesel engines fueled with biodiesel was conducted. The physicochemical mechanism of the deposit formation in the injector including injector nozzles, injector holes, and injector tips was mentioned. Moreover, the test-cycles for determining the deposit formation level in the injector were also introduced. Especially, the effects of the key factors such as biodiesel components, temperature, and injector configurations on the formation level of deposits were reviewed, and the utilization of the cativation mechanism in the controlling strategy of the deposits was presented. Besides, the impacts of deposits in the injector on the spray characteristics, combustion, and diesel engine operation process were also referred.     

电控高压共轨低排放D114柴油机的研制

在现已批量生产的D114柴油机的基础上,为满足欧Ⅲ排放法规的要求,研制开发了低排放的D114电控高压共轨柴油机。研究结果表明,电控共轨系统具有较好的应用适应性,可改善柴油机的整机性能,达到欧Ⅲ排放标准。