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。     

高压共轨喷油器各孔喷油均匀性的测试与分析

设计高压共轨喷油器的测量装置,测量喷油嘴各个喷孔的喷油量,分析各喷孔喷油量的均匀性,通过测试2只高压共轨喷油器喷油嘴的各孔喷油量,对测量装置进行考核和验证;计算和分析高压共轨喷油器喷油嘴各孔喷油量均匀性对碳烟(soot)排放、指示功等的影响。结果表明:测量装置的喷油总量和重复性均满足试验要求,2只喷油器喷油嘴下排喷孔的喷油量均大于上排喷孔,转速、喷射压力以及喷射脉宽对喷油嘴各孔喷油质量均匀性均有一定影响;喷油嘴各孔喷油量不均匀会导致发动机soot排放恶化,增加局部soot浓度。     

统计尺寸公差在高压共轨喷油器设计中的应用

通过对柴油机高压共轨喷油系统的计算机仿真 ,分析了喷油器关键结构参数对性能的影响 ,运用统计尺寸公差的原理和方法 ,设计喷油器的关键结构参数的尺寸公差。结果表明 ,统计公差比极限公差可以更好地满足喷油器的精度要求和技术条件 ,提高喷油器的一致性 ,改善零件的工艺性能 ,最终提高产品的设计质量     

共轨喷油器节流孔板性能稳定性研究

通过对某共轨喷油器节流孔板分析研究发现,现有检测方法不能满足要求,经常出现不同孔板检测流量满足规范要求,但在实际使用时会产生不同喷油器喷油量一致性差,同一喷油器喷油量重复性差的问题,通过试验与计算相结合的方法,找到了节流孔板性能差的原因,并提出相应改进措施以及检验规范。     

共轨喷油器高压泄漏量分析与试验研究

对某中重型柴油机用共轨喷油器在200 MPa工作压力下的泄漏量进行理论分析、模拟计算和试验验证,分析结果表明,在轨压160~200 MPa时,共轨喷油器的高压泄漏量随轨压增加大幅增加,而静态泄漏量增加是造成喷油器高压泄漏量增加的主要原因,通过对喷油器关键零部件进行设计优化,可有效改善高压力工况下的静态泄漏量和总泄漏量,且优化后对喷油量稳定性无不利影响。     

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%。     

高压共轨柴油机喷油控制的研究

高压共轨系统喷油控制包括喷油压力控制和喷油器电磁阀驱动控制2个方面。喷油压力控制的核心是轨压控制,控制效果和精度取决于控制算法,仿真和实际控制结果都表明PID模糊自适应控制算法控制效果较好。喷油正时和喷油量控制精度与喷油器电磁阀驱动电路的设计有关,设计的驱动模块采用高电压、大电流来对电磁阀的开启加以控制,随后采用低电压、小电流的PWM波维持导通,满足了高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。     

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。     

共轨压电晶体喷油器能量补偿驱动模块的研究

在自主研发新型共轨压电式喷油器的发动机试验基础上,针对喷油器喷油量减弱的现象,设计开发了针对执行器介质损耗的能量补偿电路,并进行相关发动机台架试验验证,结果表明该驱动模块可以提升驱动波形,在一定范围内补偿了能量损耗,为下一步压电式共轨系统应用奠定了基础.     

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.     

高压共轨电控喷油器偶件间隙设计及试验研究

运用流体力学理论,对高压共轨电控喷油器偶件密封间隙申的燃油流动问题进行了分析,建立了高压共轨电控喷油系统的仿真计算程序,计算了不同偶件密封间隙时的偶件漏泄量.基于国內材料及加工工艺,研制出满足于超高压工况下电控喷油器成品,在共轨测试台架进行了试验验证,证实了仿真计算的准确性,得出了偶件密封间隙的合理取值范围为2～3μm时,装配成的电控喷油器具有良好的密封性和可控性.     

共轨喷油器温度特性分析研究

本文在AMESim软件中建立了共轨系统热模型,将实际测量的密度、粘度、声速、导热系数等燃油属性应用于计算模型中,结合测试手段对共轨喷油器的温度特性进行了分析研究,详细计算了共轨喷油器中各关键位置的温升水平,同时分析了温度变化对共轨喷油器喷油量的影响规律及其原因,为自主共轨喷油器的开发提供了技术支持。     

基于瞬态轨压下喷孔流量变化的控制策略

针对高压共轨电磁式喷油器喷孔变大或其它原因导致喷油量变大的问题,提出喷孔流量变动的在线诊断方法。通过对高压共轨燃油系统轨压变化基本原理,试验研究了转速、喷油提前角对瞬态轨压压降变化的影响,结果表明,转速和喷油提前角变化对高压共轨中瞬态轨压压降的影响属于正常范围。通过加电时间修正喷油脉宽,使理论喷油量和实际喷油量相符,研究了瞬态轨压的变化规律,并提出一套基于瞬态轨压来识别喷油器磨损的控制策略,通过轨压压降识别喷油器流量的变化。     

高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的研究

喷油正时和喷油量控制精度除了和喷油器电磁阀本身的特性参数有关外,还与其驱动电路的设计有关。对电磁阀的功率驱动是决定其响应时间的关键因素,设计的驱动模块采用高电压、大电流来对电磁阀的开启加以控制,随后采用低电压、小电流的PWM波维持导通,满足了高压共轨喷油器电磁阀驱动的要求。     

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.     

温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响

温度对柴油的物性参数影响很大,为了研究温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响,建立了柴油物性参数随温度和压力的变化公式,并构建和简化了喷油器的数学模型。利用软件AMESim建立了喷油器模型,根据试验数据验证了模型的正确性。在不同温度下仿真计算了喷油特性,得到了不同温度下喷油器的喷油速率曲线和一次喷油量曲线。结果表明,温度对喷油器的喷油速率有一定的影响。对喷油器的设计改进提供了理论指导。     

无静态泄漏共轨喷油器性能分析及优化

基于AMESim平台建立无静态泄漏共轨喷油器性能分析模型,以提高共轨喷油器喷油速率和降低喷油器高压燃油损失为目标,开展无静态泄漏共轨喷油器的研究,并与静态泄漏共轨喷油器进行对比分析。研究表明:结构参数相同时,无静态泄漏共轨喷油器的平均喷油速率和有效喷油量效率均比静态泄漏有所提高,但无静态泄漏喷油器的最高喷油速率处于整个喷油持续期的前中阶段。通过增大回油量孔直径,减小进油量孔直径、控制柱塞直径及针阀密封座面直径等优化设计,使最大喷油速率提高了18%,且喷油持续期中最高喷油速率后移了0.15 ms,在保持回油量基本不变的情况下,提高了喷油器的有效喷油量效率。     

进油横腔对共轨喷油器喷油性能的影响研究

在喷油性能试验中,喷油器总成上的进油横腔分为无进油滤芯和有进油滤芯2种.为了分析不同进油横腔对喷油器性能的影响,选取无进油滤芯和有进油滤芯的横腔安装在同一喷油器总成上,进行不同轨压下的喷油性能测试.测试结果结合计算流体动力学(CFD)进行流动仿真分析,发现进油横腔对共轨喷油器喷油量及其均方差有一定的影响,对喷油持续期影...     

柴油机喷油的轨压降规律及一致性方法

高压共轨喷油器喷嘴流通能力会因积碳或者磨损发生改变,导致喷油流量变化,破坏了柴油机多缸喷油量一致性,影响发动机性能;分析了高压共轨燃油系统喷油器喷油引起的轨压变动过程,在油泵试验台上,采用10 kHz频率采集轨压,并用小波变换处理方法获得轨压特征;理论分析了喷油流量与轨压变动特征的关系,试验发现：喷油器喷油会引起轨压下降,轨压下降速率和喷油流量呈单调正相关,喷油引起的轨压下降总量与喷油量总量也呈正相关,且与多次喷射无关;提出了以保证轨压降相同为目标,通过修正喷油脉宽,实现多缸喷油量一致的控制方法,并对控制方法进行试验验证．     

某型号共轨喷油器性能提升研究

为了所匹配柴油机能够满足日益严格的排放及燃油消耗法规,需要对目前使用的中重型卡车用共轨喷油器进行技术升级。本文分析了喷油器喷射精度、开启响应、喷油量线性及可靠性方面的提升点,通过模拟计算及试验方法,提出并验证了技术升级方案。结果表明,经技术升级后,喷油器在性能及可靠性上有了明显的提高。