车用高压共轨柴油机冷起动性能研究

对匹配高压共轨燃油系统的柴油机,使用冷起动试验台架进行试验,研究其冷起动性能,主要是最低起动温度和起动时间,同时试验在冷起动情况下,主喷提前角对于冷起动性能的影响。试验证明,匹配高压共轨燃油系统的柴油机,可以有效的提高冷起动性能,同时得到了该款柴油机冷起动的最佳主喷提前角的标定数据量。     

装有压电执行器的柴油机预喷射系统的发展

为了改善柴油机的燃烧，开发了一种装有压电执行器的预喷射系统，它能使喷油泵高压腔内产生瞬时降压。本文首先讨论了执行器的特性和电子控制。然后描述了装有预喷系统的柴油机其ＮＯｘ排放和燃烧噪声的减少，以及冷起动性能的改进。     

CA4DF3R-13柴油机性能改进及优化

在CA4DF3R-13发动机上采用自主开发的高压共轨燃油喷射系统,保持发动机结构参数、进排气道参数、燃烧室参数不作变动,并在缸内压力不高于限值条件下,通过对增压系统、喷油嘴参数及喷射特性进行调整和优化,完成了柴油机工作区域内控制参数的标定。优化后该机型达到国Ⅲ排放指标要求,各点比油耗、烟度与匹配进口共轨系统的原机水平相当。     

高压共轨柴油机燃油状态系统的研究

通过对柴油机燃油状态系统的研究,并结合其对柴油机性能的影响进行系统地分析,确立了基于高压共轨柴油机燃油状态系统的控制策略,利用ASCET软件进行控制策略程序的编写和仿真,模拟结果表明,燃油状态系统可以满足柴油机的需求。     

自主共轨系统在CA4DC柴油机上的应用研究

对CA4DC柴油机的燃油系统进行了国产化研究：沿用原机的进气道和燃烧室方案,采用6×Φ0.14 mm喷油嘴方案,并匹配自主研发的高压共轨燃油喷射系统,通过对控制参数的详细标定,发动机外特性试验及负荷特性试验结果表明,匹配自主共轨系统的发动机完全满足国3排放标准。     

柴油机超多喷孔预混合燃烧研究（上）

针对批产的CA6DF柴油机,设计了一种具有低压缩比和较大口径的直口型燃烧室、具有高涡流比的进气道和能够实现高EGR率的冷EGR系统,还设计了具有上下2层喷孔的超多喷孔油嘴,这种喷油嘴的上下2束喷雾相互交叉在燃烧室空间形成干涉,并采用高压共轨喷油系统替代机械直列式喷油系统,以有利于实现一种新的低温预混合燃烧,从而达到同时大幅度降低NOx和碳烟排放的目的。综合分析大量试验结果表明,该柴油机在从怠速到标定转速各转速（1 430 r/min除外）所对应的外特性全负荷50%的负荷以下实现了较理想的低温预混合燃烧,NOx和碳烟排放下降幅度均在50%以上,很多工况降幅达80%-90%,且燃油消耗率（BSFC）保持基本不变。特别在低负荷工况,由于过量空气系数高,实现了较理想的稀薄均匀混合气的预混合燃烧,因此即使在非常高的EGR率下BSFC还是与原机相当、有的工况还有所下降。     

柴油机超多喷孔预混合燃烧研究（下）

针对批产的CA6DF柴油机,设计了一种具有低压缩比和较大口径的直口型燃烧室、具有高涡流比的进气道和能够实现高EGR率的冷EGR系统,还设计了具有上下2层喷孔的超多喷孔油嘴,这种喷油嘴的上下两束喷雾相互交叉在燃烧室空间形成干涉,并采用高压共轨喷油系统替代机械直列式喷油系统,以有利于实现一种新的低温预混合燃烧,从而达到同时大幅度降低NOx和碳烟排放的目的。综合分析大量试验结果表明,该柴油机在从怠速到标定转速各转速（1 430 r/min除外）所对应的外特性全负荷的50%负荷以下实现了较理想的低温预混合燃烧,NOx和碳烟排放下降幅度均在50%以上,很多工况降幅达80%～90%,且燃油消耗率（BSFC）保持基本不变。特别在低负荷工况,由于过量空气系数高,实现了较理想的稀薄均匀混合气的预混合燃烧,因此即使在非常高的EGR率下BSFC还是与原机相当、有的工况还有所下降。     

某共轨系统柴油机怠速抖动，功率不足的故障分析和排除

一辆试验车,装备某共轨柴油机,采用自主共轨燃油系统,运行一段时间后,发现发动机出现怠速抖动大,功率不足的故障。     

基于双核的柴油机高压共轨ECU的开发

针对柴油机高压共轨控制单元（ECU）采用单一内核微处理器作为核心器件存在的电控软件编写复杂,难以实现多路实时控制的问题,在双核微处理器S12XDP512硬件平台上开发了基于双核的控制软件,台架性能测试显示：该软件在保证柴油机高压共轨系统基本控制任务执行的情况下,改善了喷油、泵油、共轨压力控制等任务的实时性和准确性。     

电喷柴油机优化燃烧和排放的数值模拟

应用三维CFD模拟软件FIRE,对1台6106柴油机在不同预喷油量,主预喷定时和主预喷间隔的条件下的喷雾与燃烧过程进行了数值模拟。通过分析缸内压力和温度变化以及燃烧产物的质量分数,研究了预喷射参数对燃烧过程及NOx和碳烟的影响。结果表明：采用不同预喷射策略,可有效降低缸内燃烧压力,优化柴油机的排放。随着预喷油量的增加,NOx变化不大,烟度（Soot）逐渐增加;随着预喷定时的提前,Soot生成量变化不大,NOx排放逐渐增加。     

基于SCR技术路线的国Ⅳ柴油机开发’

在一台国Ⅲ电控重型柴油机上进行了基于自主电控共轨燃油系统、自主选择性催化还原（SCR）技术的国Ⅳ柴油机开发,系统研究了燃油系统、进排气系统、SCR系统等对柴油机性能和排放的影响,研究结果表明：通过优化增压系统参数,采用高轨压和小孔径喷嘴,在爆压限值条件下调整喷油定时,柴油机比油耗和烟度较原机大幅改善,SCR喷射系统在当量比接近1时,NO。转换效率达到80％以上。循环测试结果表明：通过对燃烧系统和喷油控制参数的综合优化,并采用自主SCR系统,柴油机气体排放（N0,,Hc和cO）和颗粒（PT）排放可以达到国IV排放标准要求,加权比油耗较原机大幅改善。     

优化喷油泵参数提高柴油机冷起动性能

为了解决4DX柴油机冷起动困难的问题,从喷油泵着手进行改进,对起动油量、供油提前角、柱塞参数、出油阀型式及怠速调速率对起动性能的影响规律进行了研究,并通过试验对这些参数进行优化匹配。结果表明：通过对喷油泵参数优化,提高了柴油机的冷起动性能,同时保证其他工况性能不受影响,满足了实际车用柴油机的使用要求。     

共轨喷油器电磁阀分析

针对共轨高速电磁阀,运用FLUX软件,模拟在特定电流下,电磁阀的响应特性,从静态分析中可以看出,模拟计算得到的电磁力与真实值偏差小,计算结果可靠,由瞬态分析可得到电磁阀的响应特性如下：衔铁的开启响应时间为0.18 ms,落座响应时间为0.29 ms。     

基于NI产品的电控单元硬件在环测试系统开发

利用SIT接口工具包,将基于SIMULINK平台自主开发的涡轮增压共轨柴油机仿真模型编译为DLL文件下载到NI-PX I8106实时平台,利用NI-PX I 7831R板卡的高速数据采集和发生功能,首先对控制单元输出的轨压控制信号、喷油脉冲信号进行实时采集处理获得仿真模型计算所需的输入变量,模型根据输入经实时运算得出发动机状态值,由板卡实现柴油机飞轮、凸轮、轨压、冷却水温、增压压力等信号的模拟输出。开发了基于PX I-8464的CAN通信程序,与ECU实时交互数据,计算模型的控制量输入可在板卡实际采集量和ECU计算量之间切换,方便了测试系统调试。利用SIT集成接口将以上3部分集成实现了软硬件的闭环联合仿真,并结合自主开发的共轨电控单元对系统进行了实际测试,效果良好。     

新型共轨压电喷油器驱动模块开发及应用

在自主研发的新型共轨压电式喷油器基础上,设计开发了驱动电路,对压电驱动的核心电路进行研究,最后进行相关喷油泵及发动机台架试验验证,结果表明该驱动模块在各种工况下驱动性能良好,从而为下一步压电式共轨系统应用奠定了基础。