电控双阀喷油系统多次喷射中的喷油量特性

电控双阀喷油系统多次喷射过程中预喷控制参数直接影响系统在主喷射过程中的喷油量特性.为研究全工况范围内预喷控制参数对主喷油量的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了电控双阀喷油系统在不同控制模式下,预喷控制参数对主喷油量的影响规律.结果得出在SCV控制模式下,随着预主喷间隔的增加,主喷油量先减小后逐渐趋于稳定.而在NCV控制模式下,随着预主喷间隔的增加,主喷油量逐渐增大,主喷油量在高转速、大主喷脉宽时变化显著.2种模式下预喷脉宽对主喷油量的影响都不明显,随预喷脉宽的变化主喷油量变化范围为1 mm3.     

高速电磁阀动态响应的多目标优化

为提高柴油机高速电磁阀的动态响应速度,采用数值模拟与试验相结合的方法,建立了电磁阀的数值仿真模型,通过与试验数据相对比,其吸合响应时间误差为1%,释放响应时间误差为3%,验证了仿真模型的准确性。然后选取了影响电磁阀动态响应特性的5个关键因素,结合最优拉丁方试验设计,建立了其与吸合响应时间、释放响应时间及电磁力之间的Kriging近似模型;同时基于建立的Kriging近似模型构建了电磁阀动态响应多目标优化数学模型,通过NSGA-Ⅱ遗传算法求解得到了Pareto解集,并确定了最终解。结果表明:优化后电磁阀的吸合时间减小了10.1%,释放时间减小了10.4%,其动态响应特性得到了提高,为高速电磁阀的优化设计提供了理论指导。     

高速电磁阀动态响应特性响应面预测模型的研究

为了更有效地进行高速电磁阀参数的设计及匹配,经常采用数值模拟方法和结合实验设计的响应面方法。在Ansoft Maxwell电磁仿真环境中建立了柴油机电控单体泵高速电磁阀的有限元模型,通过与试验数据对比,得出电磁阀关闭响应时间最大误差为2%,开启响应时间最大误差为8.7%,验证了该仿真模型的准确性。通过中心复合设计实验设计方法,制定了高速电磁阀动态响应特性实验研究方案。应用最小二乘法进行回归分析,分别得出了高速电磁阀关闭响应时间、开启响应时间的多元二次响应面预测模型。两模型的R2值、Q2值分别为0.986、0.867和0.999、0.981,且通过仿真实验验证,关闭响应时间、开启响应时间最大误差分别为5.1%、1.6%,说明了该模型能够准确预测高速电磁阀的动态响应特性,为高速电磁阀参数的设计及匹配提供了一种有效工具。     

船舶单轴并联式气电混合动力系统节能评价

为了提高船舶动力系统能效,同时弥补天然气发动机作为船舶主机时动态特性差、低负荷性能差等问题,本文提出了船舶单轴并联式气电混合动力系统方案。采用模块化建模的方法建立系统的Simulink仿真模型,以周期性作业船舶运行循环为例计算蓄电池储能效率,而后研究系统在E3循环、不同混合度下的单位时间系统能耗以及节能率变化规律,得出节能率脉谱图,并对系统的实际节能率进行加权评价。结果表明:系统在不同混合度、不同负荷下的节能率都为正值,在混合度为0. 3～0. 5、负荷小于40%时,平均节能率大于15%。本文的研究结果可为船舶单轴并联式气电混合动力系统的设计选型、匹配优化以及能量管理策略设计等提供理论依据。     

电控单体泵高速电磁阀电磁力关键影响因素

电控单体泵高速电磁阀电磁力决定了电磁阀的快速响应.利用Ansoft软件建立了高速电磁阀数值仿真模型,通过与试验数据对比得出电磁力最大偏差为9%,验证了仿真模型的准确性.应用仿真模型研究了铁芯、励磁线圈、衔铁、工作气隙和驱动电流等参数的变化对电磁力的影响,得出了励磁线圈匝数、工作气隙、驱动电流和衔铁厚度是电磁力的主要影响因素.应用试验设计的方法,进行了相关性分析,得出各种因素和电磁力之间的相关系数.结果表明,不但参数的单因素和电磁力有相关性,参数交互作用因素和电磁力也有相关性.     

高压共轨系统高压油泵供油特性影响因素分析

在AMESim仿真环境下完成了高压油泵溢流阀、VCV阀、进油阀、出油阀及供油柱塞等组件模型的建立,通过与高压油泵试验台上的试验数据对比,验证了仿真模型的准确性。利用仿真模型研究了全工况平面内溢流阀、VCV阀、进油阀、出油阀和阻尼孔等部件参数对高压油泵供油特性的影响规律。研究结果表明:在零负荷下,循环供油量随凸轮轴转速的升高而减小,此时进油阀预紧力与节流孔直径对循环供油量影响明显;在部分负荷下,循环供油量随凸轮轴转速的升高而减小,此时溢流阀弹簧刚度、VCV阀弹簧刚度和预紧力、进油阀弹簧预紧力和阻尼孔直径对循环供油量影响明显;在全负荷工况下,循环供油量在低转速时随凸轮轴转速的升高而升高,在高转速时随凸轮轴转速的升高无明显变化。     

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.     

柴油机电控双阀燃油喷射系统喷油量影响因素研究

在AMESim环境下建立了双阀系统的仿真模型,与试验数据对比证明仿真模型能够准确预测双阀系统的喷油特性。利用仿真模型分析了全工况平面内不同控制模式下柱塞直径、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、溢流阀(spill valve.SV)升程、针阀控制阀(needle controlvalve,NCV)升程、针阀升程、喷孔直径和预主喷间隔变化对主喷油量的影响,揭示各特性参数变化所引起的主喷油量波动随转速及主喷脉宽的变化规律。并通过量化分析得到影响主喷油量波动的4个关键特性参数及其对主喷油量波动影响的百分比量化指标。在全工况平面内,SV控制模式下柱塞直径影响所占百分比为25.83%～43.32%,凸轮型线速率为7.21%～21.66%,喷孔直径为15.08%～28.68%,预主喷间隔为8.71%～42.28%;NCV控制模式下柱塞直径影响所占百分比为22.03%～32.11%,凸轮型线速率为6.99%～13.55%,喷孔直径27.55%～37.30%,预主喷间隔为18.60%～28.34%。并且2种控制模式下影响主喷油量波动的各特性参数所占百分比随着转速及脉宽变化表现出复杂的变化规律。     

满足国六法规的汽油机颗粒捕集器故障诊断策略功能开发

基于压差—流量特性建立汽油机颗粒捕集器（gasoline particulate filter, GPF）压差模型,提出了以压差测量值—模型值为基础的GPF载体特征因子算法,该特征因子能够准确地表征测压管路连接状态与GPF载体状态;考虑到GPF本身的载体特点、压差传感器测量偏差及GPF出口弯管所带来的流阻,将GPF载体特征因子算法改进为压差梯度修正方式,并通过对全球轻型车测试循环（world-harmonized light-duty vehicle test cycle, WLTC）工况分析得到适宜条件下的诊断窗口。实车验证结果表明,WLTC工况下可以准确诊断GPF移除故障,车载诊断系统（on-board diagnostics system, OBD）GPF监控组在用实际监测频率（in-use performance ratio, IUPR）分子计数器成功增加,且对车辆道路试验结果进行的统计学分析表明诊断阈值的设置满足3σ标准,由此实现了诊断策略准确性与实时性兼顾的需求。     

柴油机电控组合泵高低压系统的解耦分析

在AMESim中建立了电控组合泵单缸及多缸系统计算模型,通过数值仿真和试验测试相结合的方法进行研究。研究表明,电控组合泵高低压系统的强耦合作用引起单缸、多缸循环喷油量波动及系统在配置长高压油管时的不正常喷射现象。针对此问题提出增加阻尼出油阀和改善低压供油压力的高低压系统解耦方法,并且利用AMESim计算确定了出油阀关键结构参数及全工况平面内的临界低压充分供油压力map图。对解耦方法的试验验证结果表明:带出油阀后,高压系统对低压系统的敏感性降低;系统在配置长高压油管时,随着喷油脉宽增加,喷射压力波形均无穴蚀现象产生。