共轨喷油器用压电执行器性能测试及评价的研究

排放法规的日益苛刻,使得用压电陶瓷微制动元件作为共轨喷油器的执行器成为方向之一,研究开发建立的压电执行器性能测试及评价系统,实现对电参数、迟滞特性、刚度、动态特性、负荷影响、温度影响等的测试,为共轨喷油器总成的设计及提高喷油器总成性能提供了依据,通过试验证明了该系统的准确性。     

压电喷油器驱动系统性能优化研究

在压电共轨喷射系统研究的基础上,对压电执行器不同驱动方式进行分析,并利用层次分析法对不同压电执行器驱动电压进行性能优化,从而为压电喷油器性能开发及改进奠定基础,最后进行相关试验。试验结果表明:与电磁式执行器相比,压电执行器具有响应快、性能稳定等特点;同时,利用层次分析方法性能优化后,压电喷油器的性能得到了进一步改善。     

共轨压电喷油器驱动策略的研究

根据共轨压电式喷油器驱动方式的参数要求,对压电执行器驱动高压的控制策略以及压电晶体执行器充放电电流控制策略分别采用了2种方案进行测试比较,实验结果表明,能量的均匀分配能够有效地降低功率器件的发热情况,灵活的脉冲宽度调制(PWM)控制信号运用可以较好的控制压电喷油器的驱动波形,压电喷油器的可靠性得到了提高。     

压电共轨式系统电控能量回收的研究

在自主研发新型共轨压电式喷油器驱动系统的基础上,利用压电执行器的特性以及电感器件关断反向电动势特性,提出了二阶充放电的驱动策略,并设计开发了能量回收电路.试验证明,设计的能量回收电路可实现压电系统的能量回收,在一定范围内补偿了压电执行器的驱动能量损耗,并且降低了功耗器件的功耗需求.     

共轨压电式执行器驱动电路的优化设计

在压电共轨喷射系统研究的基础上,对压电执行器驱动电路进行分析,并利用PSPICE软件进行电路仿真,对压电执行器驱动回路电感、充电信号、放电信号参数进行优化,最后进行相关试验,为下一步压电式共轨系统市场应用奠定了基础。     

柴油机共轨压电晶体喷油器及驱动电路的研究

压电式共轨系统可以同时带来良好的节能和环保效应,被认为是柴油机燃油系统的发展方向,而压电晶体喷油器是压电式共轨系统的核心部分,也是设计和制造的难点部分.本文论述了压电晶体的工作原理,介绍了本单位自主研制成功的压电晶体喷油器的研究成果.试验结果显示,所研制的压电晶体喷油器控制精度高,工作稳定,可以满足多次喷射和200 MPa高压要求.     

压电喷射系统执行器驱动仿真及试验研究

在压电共轨喷射系统研究的基础上,对压电执行器不同驱动方式进行分析,并利用PSPICE软件进行电路仿真分析,最后进行了系统油泵台架试验。结果表明,设计的驱动电路具有良好适应性,能灵活调整压电执行器驱动特性,为下一步压电式共轨系统应用奠定了基础。     

基于全桥式结构的压电喷油器驱动设计

在自主研发新型共轨压电式喷油器系统的基础上,分析了单管脉冲宽度调制直流电压变换(PWM DC/DC)结构的压电执行器驱动电路特点,并研究了采用全桥式的驱动电路,通过PSIPIC仿真计算和试验证明,设计的驱动电路可实现压电喷油器的高精度驱动,与单管PWM DC/DC中的降压(BUCK)驱动方式相比降低了功率开关管的开关损耗,提高了驱动效率和电磁兼容(EMC)性能,并且降低了主处理单元(MCU)的软件负担。     

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.     

高压共轨电控单元驱动模块设计与故障诊断

完成了高压共轨供油泵及喷油器电磁阀驱动模块设计,给出了执行器相关故障检测方案,通过对故障诊断电路仿真研究和相应的诊断软件设计,在柴油机上完成了实际模块的驱动和故障诊断试验,试验结果表明该驱动模块达到了共轨系统驱动要求,同时实现了供油泵电磁阀以及喷油器电磁阀的短路、断路及喷油器的对地短路等故障检测,达到了系统应用要求.     

共轨压电执行器驱动开发及试验分析

在压电执行器喷射系统研究的基础上,设计开发了基于压电执行器的驱动电路装置,并对喷油器性能及喷油规律进行了试验测量.试验结果表明:压电执行器与电磁阀执行器相比可更加精确地控制喷射,具有响应快、性能稳定等特点,具有满足更苛刻国家排放法规的潜力.     

压电喷油器驱动电路设计研究

针对压电喷油器的实际使用要求和压电驱动器的具体性能参数,基于脉宽调制(PWM)控制方式,采用Adμc841单片机和大功率IGBT开关管设计了压电喷油器的驱动电路。利用MATLAB/SIMULINK对充放电回路的限流电感进行了优化设计,最后对设计的驱动电路进行了试验。试验结果表明,设计的驱动电路可实现对压电喷油器的精确快速控制;当压电喷油器内压电驱动器等效电容为7μF时,驱动电路的充放电时间均小于0.1ms,最大驱动电压可达200V,并且喷油器可实现最小间隔0.2ms的多次喷射。     

基于MOSA算法的压电堆执行器多目标优化仿真研究

建立了高压共轨压电堆执行器有限元模型,并通过Matlab与Python语言的混合编程实现压电堆执行器多目标优化仿真,采用多目标模拟退火算法MOSA（Multi Objective Simulated Annealing）,以压电堆执行器内部拉应力和延迟时间为目标函数建立多目标优化模型,进行多目标优化设计。结果表明：压电堆执行器内部拉应力降低20.1%,达到10.7MPa;延迟时间降低20.4%,达到39.4μs。     

压电喷油器结构参数优化及性能试验研究

压电执行器由于其快速准确的动态响应特性,为喷油器精确的小油量、多次喷射能力提供了重要保障。针对研制的压电喷油器,基于压电喷油器一维电-机-液耦合仿真模型,进行了喷油器关键结构参数优化设计,并对研制出的喷油器性能进行测试,从油量特性、响应特性以及多次喷射过程的喷油规律等方面验证了喷油器的可靠性。结果表明:相比于初定方案,优化后喷油器响应特性有所改善,喷油量略微减少,针阀的开启延迟减少了0.04 ms,关闭延迟减少了0.05 ms,抬起时间缩短了0.29 ms,落座时间缩短了0.17 ms;试验表明该喷油器油量稳定性较好,最小预喷油量为4 mm3,能够实现小油量的预喷和波形稳定的多次喷射。     

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.