不同启喷压力下柴油机喷油特性预测研究

建立了柴油机可控启喷压力喷油器燃油喷射系统液力模型,并进行仿真计算;利用CB-466燃烧分析仪测试该燃油喷射系统的喷油器针阀升程和喷油器端高压油管燃油压力,与仿真计算结果对比,验证了仿真模型和计算方法的可信性;在此基础下就不同启喷压力下柴油机喷油特性进行了预测研究。结果表明:启喷压力增大使得喷油延迟,喷油压力增大,燃油的喷雾质量改善。     

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。     

音圈电机喷油器结构参数对喷油性能的影响研究

为了研究音圈电机(voice coil motor,VCM)喷油器特性,利用AMESim软件建立音圈电机喷油系统的一维液力仿真模型,并验证了其准确性。通过对不同喷油器结构参数的仿真研究,分析了喷油器柱塞和针阀的结构参数对喷油压力、动态响应特性及流量特性的影响规律。结果表明喷油器结构参数的变化对针阀动态响应性、喷油压力、循环喷油量等喷油性能参数具有重要影响,柱塞的质量、弹簧刚度过大或者针阀质量过小,都会造成系统的不稳定。     

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.     

共轨喷油器细长杆类零件变形及其影响

针对典型针阀不限位结构的共轨喷油器,通过理论经典公式、有限元计算、试验分析及一维液力计算等多种方法对喷油器细长杆控制活塞受高压后的轴向变形进行研究,研究结果表明,理论计算与试验结果符合较好,控制活塞在受压力的情况下会发生轴向变形,随着压力的升高,轴向变形越大,基本呈线性变化,控制活塞的轴向变形使得针阀升程增大,喷油开启延迟和关闭延迟均增大,直接影响喷油器的喷油特性,而在设计初期的理论液力分析中未考虑此变形,是导致实际喷油特性与理论喷油特性不一致的原因之一。     

增压式电控喷油器仿真分析

基于AMEsim软件建立了增压式电控喷油器仿真模型,在对模型进行试验验证的基础上,仿真分析了喷油器的关键参数,如控制腔容积、进出油孔孔径和针阀弹簧预紧力对喷油速率和针阀升程的影响规律。结果表明:当控制腔容积较小时,针阀落座快,但轨压波动大,喷射压力不稳定,当控制腔容积较大时,针阀反应速度下降,导致落座延后;进出油孔孔径主要影响喷油起始和结束阶段的喷油率和针阀升程;在保证针阀正时开启和足够喷油量的情况下,针阀弹簧预紧力应取较大值。     

电磁喷油器盛油槽和控制腔压力联合测量与压力变化过程分析

控制腔和盛油槽压力的联合测量结果客观地反映了喷油器工作过程中盛油槽和控制腔的压力变化情况,测量结果将为该喷油器零部件设计计算提供准确的边界.通过盛油槽和控制腔的压力变化过程分析,可以得到电磁铁的响应时间、针阀的开启和关闭延迟以及实际的喷油持续期等喷油参数.在不喷油的时候控制腔和盛油槽压力与轨压相同,在喷油过程中控制腔和盛油槽均存在较大的压力波动,但控制腔压力始终低于盛油槽压力.在喷油结束后,控制腔和盛油槽压力仍存在波动,该压力波动将影响多次喷射的后喷射.盛油槽和控制腔压力下降的幅值与轨压有关,但盛油槽压力下降的最大幅度为轨压的20%,控制腔压力下降的最大幅度在针阀最大升程时保持不变为轨压的54%,盛油槽与控制腔的压力差在最大针阀升程下保持不变为轨压的43%.     

高压共轨喷射系统喷油规律仿真分析

目前第二代高压共轨喷射系统普遍使用电磁阀控制液力驱动式电控喷油器,喷油器内的一些关键结构决定着液力过程的特性,进而影响喷油器的喷油规律。笔者在改进的普通喷油泵试验台上利用博世长管法测试了一高压共轨喷射系统的喷油规律,测试的数据验证了所建高压共轨电控喷油器模型的准确性,并进一步应用该模型分析了喷油器关键结构参数对喷油规律及喷射压力波动的影响。     

高压共轨喷油器蓄压腔进油通道设计

为了满足大功率柴油机的需求,进一步控制系统内的压力波动,减小共轨喷油器内压力波动对系统轨道压力的影响,对一种高压共轨喷油器蓄压腔进油通道进行了优化设计.利用三维流体分析软件FLUENT对喷油器蓄压腔进油通道进行了仿真分析,通过对不同凸边长度的进油通道及不同节流孔的进油通道流场计算,发现蓄压腔进油通道加凸边的设计结构,当凸边结构小于3mm时,可以实现不影响喷油量的同时,降低共轨系统内的压力波动.     

高压共轨喷油器主要结构参数仿真分析

在高压共轨系统中,喷油器作为整个燃油系统的核心部件,其结构参数对燃油系统的喷射性能有着重要的影响。通过对高压共轨喷油器结构参数的仿真研究,可以了解喷油器结构参数对燃油喷射过程的影响,为共轨喷油器的结构设计和优化提供参考依据。主要研究高压共轨喷油器控制腔的进、回油量孔和针阀升程各参数对喷射性能的影响。     

小型非道路柴油机低排放燃油喷射系统仿真与优化设计

利用HYDISM模拟软件建立了某小型非道路柴油机燃油系统的仿真计算模型,用实测高压油管压力验证了模型的精度,研究了喷油泵凸轮型线与柱塞直径、高压油管内径及喷油器类型与参数等几个重要因素对燃油系统液力过程性能影响,并确定燃油系统优化匹配改进方案。对比试验证明:优化方案提高了燃油系统燃油喷射压力,高压油管泵端压力增大了10.2MPa,嘴端压力增大了16.8MPa,分别提高了25.4%和33.6%,喷油速率提高了20%,喷油持续期缩短了22%,从而改善了燃油的雾化性能与燃烧过程,装机后排放性能得到了明显改善,排放指标满足非道路柴油机国Ⅱ排放限值要求,且具有较高裕度。     

喷油器喷孔结构对循环喷油量一致性的影响

针对柴油机高压共轨喷油器不同的喷孔结构参数,开展了喷油流量的一致性仿真和试验,分析了不同轨压情况下喷孔锥度(k系数)、入口圆角半径对喷油器循环喷油量的影响以及不同轨压、脉宽情况下喷孔结构对循环喷油量一致性的影响.结果表明:增大喷孔k系数和入口圆角半径可以有效抑制孔内空化现象,增大喷孔流量系数,从而增大喷油器循环喷油量;在喷孔结构相同时,增大轨压或喷油脉宽可以减小喷孔内压力波动对循环喷油量一致性的影响;增大k系数和入口圆角半径可以减小因空化现象造成的压力波动,使喷孔内部燃油压力分布更均匀,提升循环喷油量一致性.     

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致性,值得指出的是,这种不一致是无法通过控制软件进行修正的。     

GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验

汽油直喷发动机高压燃油喷射系统与燃油经济性和废气排放等密切相关,通过试验和数值模拟对高压喷油系统和旋流喷油器的喷雾特性进行了研究.在不同喷射压力、背压压力条件下,利用高速摄像机对喷入定体积容器的喷雾进行了喷雾贯穿距离和喷雾锥角参数的测量.结果表明:在低背压压力下,喷雾呈现出空锥、较大范围的分布形态,有利于实现燃油与空气的均质混合;在高背压条件下,喷雾呈现出紧凑密集的分布形态,有利于实现燃油与空气的分层混合.获得的贯穿距离经验公式与试验测量值在一定范围内是一致的.基于AVL HYDSIM环境建立了一维高压喷油系统模型,模拟得到的针阀升程与试验获得的图像在时间上具有一致性.     

高压喷射时燃油喷雾特性和燃烧现象的分析

已研制出能产生250MPa压力的两种喷油装置。一种为液力放大型,具有“逐渐上升和急速停止”型喷油规律;另一种为蓄压式,具有“矩形”喷油规律。采用高压容器对上述两种装置进行评定,分析喷油压力和喷油速率对非蒸发燃油喷雾特性的影响。本文运用了高速摄影、阴影摄影、全息摄影和图象分析等技术,发现高压喷油可形成较细油粒和产生较稀混合气。同时还发现蓄压式高压喷油装置和液力放大型高压喷油装置产生的喷雾构成有些差异,并对这些差异的原因进行了讨论。为了观察燃烧现象,将其中一种喷油装置安装在带石英玻璃活塞的发动机上,具有高压喷射的燃烧显示了优越的性能。     

基于平衡蓄压器容腔压力波动的凸轮型线优化

在开发一种采用进油计量阀对进油计量,由凸轮轴驱动柱塞运动形成高压燃油供给蓄压器容腔的新型蓄压式喷油泵系统(NAPS)过程中,从平衡蓄压器容腔压力波动的角度,通过对传统机械喷油泵与NAPS系统的凸轮工作特点比较,得到NAPS系统凸轮设计的两个优化措施:凸轮型线优化与相位优化。基于上述优化措施本文介绍了具体的优化设计方法。     

船用柴油机共轨系统高压油管压力波动优化改进研究

针对某型船用高速柴油机高压共轨燃油系统轨-器连接高压油管压力波动大的现象,利用AMESim液力仿真平台搭建共轨系统模型,开展压力波动峰值影响因素研究。在此基础上提出降低压力波动峰值的结构改进方案,并对优化方案进行试验验证。结果表明:在共轨管出口设置阻尼孔并优化油管内径,可有效降低轨-器油管压力波动峰值。     

增压式共轨喷射系统的模拟计算和试验分析

通过对原蓄压式共轨喷射系统基本原理的重大改进 ,新型增压式共轨喷油系统实现了真正意义上的压力和时间的独立控制。同时 ,利用 Hydsim软件模块化模拟计算技术 ,对该系统进行了较为全面的模拟分析。计算与试验结果表明 ,喷油器的结构参数对液力流动性能的影响很大。合理地匹配控制油道和喷孔面积、针阀升程和开启压力以及增压比等参数 ,可以进一步扩大系统的可控范围 ,为喷油性能的优化提供更好的前提条件     

压电喷油器喷油规律影响因素的研究

基于压电陶瓷的逆压电效应,设计了一种直接作用常闭式压电喷油器结构,并建立了压电喷油器的数学模型,验证了模型的准确性.利用仿真模型分析了喷油器关键结构参数对针阀升程、喷油率等特性的影响.研究结果表明：进、出油孔孔径选择应合适,以便产生理想的先缓后急的喷油规律;控制腔容积应取较小值,以提高喷油器的响应速度;针阀弹簧预紧力的大小应和喷油器的响应时间相匹配.     

共轨用新型电控喷油器结构及性能研究

根据船用柴油机共轨燃油系统工作特点及技术发展趋势,基于AMESim软件平台针对头部带蓄压器的新型喷油器结构建立仿真模型,研究其设计要点。结论表明:新型喷油器结构可以有效抑制系统中多个喷油器喷射过程中的互相干扰,蓄压器入口节流孔大小及蓄压容积的选取是影响新型结构喷油器性能的关键结构参数。