高频电磁阀喷油器能量释放与回收原理

喷油器能量释放与回收电路直接影响柴油机的工作状态,对整个喷油系统具有重要意义.在工程应用中发现喷油器驱动电路发热量较大,且在喷油器关断时电流下降速率较慢.经研究,原因在于续流结构存在缺陷.首先,对现有能量释放电路的优缺点和可靠性进行了分析.然后针对续流电路存在的问题,提出了一种基于金属-氧化物半导体场效应管的续流电路和控制方法,并在此基础上设计出了喷油驱动电路,新型电路能明显提高整个电路的安全性和可靠性.相同实验条件下,通过将该电路与传统续流电路进行对比实验,测量了喷油器在喷油时的电流下降速率、系统能耗和PCB板温度,以及驱动电源压降.实验结果表明:与双二极管续流相比,新型续流电路在采用48 V和24 V双电源驱动时,平均功率降低到0.2 W,能耗降低33.4%,电流下降时间减少23μs;同时PCB板温下降4℃,MOS管续流电路电源电压仅被拉低3 V.     

曲轴不同平衡率对曲轴强度与振动特性的影响

曲轴不同平衡方案不仅直接影响整机振动与噪声,还影响曲轴的轻量化设计。研究不同平衡率方案曲轴对发动机振动与曲轴强度的影响,优化设计曲轴,对降低整机振动与提高可靠性具有重要意义。以非道路高压共轨四缸柴油机为研究对象,系统分析了不同平衡率与不同平衡块结构的4个曲轴方案的平衡性;通过曲轴模态试验与机体模态仿真,验证了曲轴和机体有限元模型的准确性;基于柔性多体动力学理论,建立了整机多体动力学仿真模型,研究了曲轴不同平衡率对额定转速工况下曲轴强度与振动特性的影响。研究结果表明:随着平衡率增加,曲轴各圆角处最大应力值增大,曲轴圆角疲劳安全系数降低;最大应力值为284.1 MPa,最小安全系数为1.7,均出现在四平衡块100%平衡率曲柄销圆角处。随着平衡率增加,油底壳关注点的不同谐次下振动加速度峰值减小,机体上各关注点的振动速度级降低,汽缸盖罩在低频段下振动速度级降低。随着平衡率增加,各倍频程下机体振动速度级降低,倍频程中心频率为500 Hz,汽缸盖罩和油底壳振动速度级增大。     

生物柴油-乙醇-柴油混合燃料的燃烧过程模拟与分析

为了研究生物柴油-乙醇-柴油混合燃料的燃烧特性,使用AVL-FIRE软件对纯柴油和B30E10(含30%体积分数的生物柴油,10%体积分数的乙醇和60%体积分数柴油的生物柴油-乙醇-柴油混合燃料)的缸内燃烧和喷雾过程进行模拟分析,将燃烧室进行切片,比较了两种燃料的速度场、压力场和温度场变化及变化规律。研究结果表明:在燃烧初期,B30E10燃烧比柴油慢,随着燃烧的进行,当燃油堆积于燃烧室凹槽后,B30E10在缸内的燃烧速度、压力和缸内温度均比柴油低。     

行驶工况下汽车油门信号安全协调策略研究

针对汽车行驶过程中油门因机械卡滞,传感器电信号短路、断路导致的油门开度信号故障问题,设计了油门信号安全协调策略,采用TruckSim建立整车动力学模型,并把基于MATLAB/Simulink搭建的油门信号安全协调策略输出的油门开 度信号作为整车动力学模型的输入,联合仿真验证结果表明:油门信号安全协调策略有效保证了油门踏板机械故障时合理协调油门开度信号,油门传感器单路电信号故障时车辆正常行驶,两路传感器电信号故障时车辆能够实现定车速跛行回家控制,在变道路工况下车速波动为4.6%,制动器状态切换时车速平稳跟随。     

基于FPGA的高压共轨柴油机判缸与喷油HIL系统研究

根据发动机判缸所需的曲轴、凸轮轴信号特性,采用LabVIEW图形化系统设计方法,构建了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)技术的用于高压共轨柴油机判缸与喷油研究的硬件在环系统。针对一款自主开发的高压共轨柴油机电子控制单元(ECU)和英飞凌TC1728单片机,分别加载使用ASCET开发的底层判缸控制策略和使用C语言开发的底层判缸驱动程序,进行了硬件在环试验。针对一款自主开发的高压共轨柴油机喷油硬件驱动板,通过参数化控制PWM进行了喷油器硬件在环试验。试验结果表明:基于FPGA的硬件在环系统,只需提供基本配置参数即可产生通用的曲轴、凸轮轴传感器同步信号,满足发动机瞬态运行特性的判缸与喷油研究需要。根据喷油器的响应,可得到PWM喷油器控制信号的最优参数,满足国Ⅳ及以上排放法规限值发动机电控开发需要。     

甲醇替代率对柴油/甲醇反应活性控制压燃发动机性能的影响

对某4缸高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了柴油/甲醇双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了甲醇替代率对发动机经济性和污染物排放的影响规律.结果表明:最大转矩转速1600 r/min下,负荷率25％～50...     

高海拔下预喷策略对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性的影响

通过搭建甲醇/柴油双燃料发动机专用试验台架，对某4缸高压共轨柴油机进气歧管改造加装喷醇器，系统地研究了2 000 m海拔70%负荷下M0、M10、M15、M20甲醇替代率的预喷策略对双燃料发动机燃烧与排放特性的影响.结果表明：大气压力减小会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力下降，甲醇替代率增加会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力增大.采用预喷策略结合甲醇喷射，可以提高燃烧压力，降低常规与非常规排放.在最大转矩转速(1 800 r/min)中高负荷(70%,321.3 N·m)下，相比纯柴油模式，20%甲醇替代率滞燃期延长44.76%,NO_x排放降低16.64%,CO和HC排放增加，并出现了甲醇和甲醛非常规排放.滞燃期与预喷正时呈非线性关系，过早或过晚预喷都会使滞燃期延长.各替代率下NO_x排放分别增加了4.77%、4.56%、6.89%、7.05%.增大预喷油量到4 mg,各替代率下滞燃期缩短了55.84%、43.46%、35.58%、23.21%,缸内燃烧压力明显增加，NO_x排放增加了4.76%、5.11%、6.74%、12.51%...     

过量空气系数对甲醇/柴油反应活性控制压燃发动机性能的影响

对某高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了甲醇/柴油二元燃料反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition,RCCI）发动机专用试验台架,系统地研究了最大转矩转速（1 600 r/min）、不同负荷下甲醇替代率和过量空气系数对发动机经济性与排放性能的影响规律。结果表明：中、低负荷下,随着甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率先降低后略微升高,有效热效率先增加后略微降低,排气温度降低;中高、高负荷时,随甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率和排气温度降低,有效热效率升高;负荷率75%下,甲醇替代率为30%时,有效当量燃油消耗率较纯柴油模式平均降低3.8%,有效热效率则平均升高6.7%。不同负荷工况下,随甲醇替代率增大,NO_x排放和烟度大幅降低,CO₂排放量减少,CO、甲醇和甲醛排放量增加。中、低负荷下,烯烃排放量随甲醇替代率升高而增加,中高、高负荷下则随替代率升高而降低。不同负荷、不同甲醇替代率下,随着过量空气系数减小,CO₂排放量和烟度增加,NO_x和C...     

柴油机ECU硬件在环灰盒测试用例开发研究

在柴油机电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)开发过程中,为更好地利用硬件在环(Hard-ware-in-the-Loop,HIL)测试对ECU进行全面深入测试,快速准确地跟踪控制模块的故障,分析了柴油机ECU HIL灰盒测试原理,提出了一种基于灰盒测试原理的柴油机ECU HIL测试用例开发方法.以柴油机ECU控制模块中起动喷油量计算模块为对象进行了方法运用,在实例开发过程中对各开发步骤进行了详细说明与例证,并对开发的灰盒测试用例进行了实验验证.结果 表明,灰盒测试用例能对该模块内关键功能点、参数及外部关键输入输出信号进行测试,实现对该模块的HIL测试.此例验证了基于灰盒测试原理的柴油机ECU HIL用例开发方法的适用性,为V开发模式中保证柴油机ECU质量提供了新的思路与方法.