共轨喷油器控制阀流动分析

控制阀是高压共轨系统中最重要的执行零件,其流动特性对喷油器性能影响很大,以试验测量的共轨喷油器入口压力和衔铁升程作为动态边界条件,进行了控制阀瞬态流动计算,结果表明,整个工作过程中,进油量孔空化数CN均小于检测得到的临界空化数,不产生空穴,工作在非空穴区,而出油量孔内的流动情况,受衔铁位移和控制腔内压力共同影响,衔铁开启升程至0.04 mm以后,出油量孔内开始出现空穴;球阀关闭至0.038 mm以后,出油量孔内空穴消失。衔铁升程增加,控制阀球座处空穴强度和范围不断增加,通过计算预测了穴蚀破坏区域与试验结果比较吻合。     

高压共轨喷油器动态响应特性研究

简述了影响高压共轨喷油器动态响应特性的各种因素,分析论述了节流孔板的进油孔、回油孔流量,电磁铁弹簧预紧力,电磁铁吸力,调压弹簧预紧力,控制阀衔铁升程以及喷油器体偶件间隙对动态响应特性的影响,并得出结论:改善喷油器动态响应特性的主要方式在于优化节流孔板进油孔、回油孔的流量,针对喷油器的不同要求,需要对节流孔板的进回油流量进行优化,来实现动态响应的优化。     

基于键合图高压共轨喷油波动影响的显著性

基于键合图理论建立了电控喷油器数值模型,推导得到了其状态方程,循环喷油量计算值与测量结果最大相对误差为5.05%,喷油率计算值与试验测量结果吻合度较好,表明所建立的数值模型具有较高的精度.对循环喷油量波动响应面模型进行评价表明,其可以在设计空间内合理预测系统循环喷油量波动.响应面模型的显著性分析表明,针阀通道节流孔直径、喷孔直径、针阀升程、针阀弹簧预紧力的独立作用以及进油节流孔直径与出油节流孔直径、针阀通道节流孔直径、针阀升程、针阀通道节流孔直径与出油节流孔直径、喷孔直径、控制阀升程、控制阀弹簧预紧力、针阀升程、针阀弹簧预紧力、喷孔直径与针阀升程、针阀弹簧预紧力、控制阀升程与控制阀弹簧预紧力间的交互作用在95%置信水平下对系统循环喷油量波动影响显著.     

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%。     

基于HYDSIM的高压共轨系统参数优化设计

使用AVL HYDSIM燃油喷射系统仿真平台对高压共轨燃油系统进行参数优化设计,主要针对进油阀升程和进回油量孔直径进行了优化,同时对额定工况下高压油泵和喷油器性能进行分析。重点研究了出油阀出油量以及喷油器喷油一致性。通过分析仿真结果得出:升程与孔径优化后提升了高压共轨燃油系统的一致性,满足设计需求。     

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。     

喷油器控制阀空化现象可视化试验与模拟分析

为了获得喷油器控制阀空化现象的直观流动图像,搭建了喷油器控制阀比例放大可视化试验台。采用高速摄像和长工作距离显微成像技术,研究了不同球阀升程和进口压力下控制阀区域空穴两相流动的特性。通过数值模拟的方法对试验得到的流动图像进行了双向验证。研究结果表明:控制阀区域的空化现象主要发生在球体表面、阀座锥面和进油孔处;空化数可以反映控制阀区域空化的强度;控制阀疲劳试验中气蚀环大于密封环的原因是球体表面发生强烈空化的区域比落座撞击区域靠上。     

低回油高压共轨喷油器方案优化

通过改变控制柱塞结构,提出一种低回油量高压共轨喷油器方案,以减小与回油节流孔相连的控制腔压力,减小回油量。利用一维仿真工具AMESim对新方案的关键结构参数进行优化,结果表明:随密封环直径减小,针阀关闭延时减小,但密封环直径过小会使针阀发生连续跳动,导致喷油速率脉动且削弱减小回油量的作用;引流节流孔直径减小,回油量减小,但过小的孔径会使关闭响应恶化。在不同共轨压力下对新方案进行仿真,新方案回油量与原高压共轨喷油器相比明显减小,最多可减小41%以上,且响应性不受影响,证明所提出的方案有效。     

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。     

节流孔板流通特性测试方法对喷油精度影响研究

为了研究节流孔板流通特性测试方法对喷油精度的影响,采用加背压与不加背压的2种节流孔板测试方案,在电控高压共轨试验台上对2种方案的喷油器进行试验。试验结果表明:节流孔板对喷油精度有较大的影响,加背压测试节流孔板流通特性的方法可以显著提高喷油的精度。因此,合理优化节流孔板的测试方法,对提高喷油精度有重大意义。