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。     

无静态泄漏电控喷油器压力特性交互作用相关性分析

为揭示无静态泄漏电控喷油器压力波动特性,本文借助AMESim仿真平台,搭建了电控喷油器的数值模型,通过试验数据对比,验证了模型的准确性。定义喷油压力波动与喷油压力降作为压力特性的衡量指标,结合实验设计与相关性分析方法,探究了压力特性与影响参数间交互作用的相关性。结果表明:对于喷油压力波动,进油孔孔径、回油孔孔径、喷孔直径三者间的交互作用具有显著影响,且其相关性受轨压工况的影响显著,在低轨压时,进油孔直径与喷孔直径的交互作用与其成正相关,回油孔孔径与进油孔孔径、喷孔直径的交互作用与其成负相关,在高轨压时各项的相关性相反;对于喷油压力降,在全工况平面内,影响因素的交互作用对其影响微弱,其交互作用可以忽略;影响因素的交互作用对压力特性的影响对轨压工况的变化敏感,与控制脉宽的变化无关。     

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。     

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。     

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。     

电控组合泵低压系统压力动态特性研究

电控组合泵是集机械、液力和电磁于一体的系统,是一种满足柴油机排放和经济性的新型电控单体泵喷油系统。其低压系统压力动态特性影响了高压系统各缸循环喷射特性的一致性。试验研究表明,在工作时低压系统燃油压力一直处于脉动的循环波动,压力波动范围从最小接近表压0MPa到最大2MPa,波动效应幅值随着喷油脉宽的增加而增大,并且不同测试位置压力波动特性存在微小的不同,压力波形时域曲线与喷油缸数有一一对应关系。对其进行傅里叶变换得出随着工作缸数增加,高压系统对低压系统的影响主要表现在基准频率的倍频部分;对其小波变换得出随着喷油缸数增加,低压压力信号同时向小波变换信号低频和高频方向移动。为了分析低压压力波动对高压喷射特性的影响,采用AMESim软件建立数值模型,计算结果表明各缸低压系统燃油压力和高压系统喷射压力处于循环波动状态,并且各缸存在差别,导致各缸循环喷油量存在微小差别,在1.5mm3内波动,均方差在0.5mm3范围内。     

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.     

接触热阻的方法在活塞组耦合模型有限元分析中的应用

在有限元分析中,与单件模型相比,耦合模型的分析结果更加精确。本文建立了活塞、活塞环、活塞销、缸套的耦合模型,采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。通过计算结果与测量值的对比,表明耦合模型的瞬态分析通过设定接触热阻的方法能够精确地反映活塞组的热负荷分布情况。     

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。