GD-1柴油机多次喷射协调控制策略研究

基于GD-1高压共轨燃油喷射系统,首先通过试验和理论研究了多次喷射中各部分喷油对柴油机性能和排放的影响,然后就预喷使能、后喷使能和总控制字等几方面对多次喷射控制策略进行了详细的分析和设计,并编写了优先级限制器等关键部件的控制算法。最后在此基础上利用Matlab／Simulink软件平台对控制策略进行了仿真,成功的实现了所设计的GD-1柴油机多次喷射的控制策略。     

燃油喷射对柴油机低负荷点排气温度的影响

为有效提升柴油机排气温度满足后处理装置的要求,试验研究燃油喷射对排气温度、燃油消耗率、NO_x和HC排放的影响,提出折算油耗率的概念。结果表明:多次燃油喷射可以使排气温度大幅提升,同时降低NO_x和HC排放;折算油耗率结果显示,多次喷射可使更多的燃油能量进入到排气中,有利于提升排气温度。     

阻尼参数对喷油器多次喷射影响的试验研究

控制阀作为共轨喷油器的零件一直占据重要地位,控制阀的开启、关闭特性影响着喷油器的性能,而控制阀的关闭特性对喷油器的稳定性及多次喷射产生较大影响.引入阻尼参数作为新的研究量,利用试验的方法对某型号喷油器进行不同控制阀阻尼参数的试验研究.试验结果表明:当控制阀阻尼间隙在0.08 mm以内时,喷油器多次喷射稳定性更好;当阻尼...     

基于DOE试验设计方法的某六缸柴油机国Ⅴ性能开发

本文以某六缸柴油机性能开发为例,介绍了该发动机在选型及最终的性能标定中应用DOE试验设计方法完成该机型的开发。在选型过程中,应用先进的DOE理论,通过利用最少的试验资源确定满足目标要求的最终方案,再应用自动标定软件,采用软件自带的试验设计程序、建模算法及优化程序等进行数据分析及建模优化计算,获得满足排放目标前提下的最佳经济性。结果表明,应用DOE理论,能够运用较少的试验次数确定最佳的组合方案。利用商业的自动标定软件Cameo设计全局工况的DOE点,建立整个发动机的全局的模型,完成该发动机的性能标定。与常规的选型及性能标定对比,高效准确,节省大量的试验资源,获得更好的效果。     

多次喷射控制策略对发动机性能排放影响的试验研究

为了研究多次喷射对发动机性能排放的影响,在一台电控高压共轨柴油机上布置了测试系统,详细研究了喷射策略对发动机性能排放的影响,并深入研究了预喷、后喷对发动机燃烧过程的影响。通过对喷射控制策略进行优化,进一步降低了发动机排放。     

预喷射对柴油机NOx排放生成的影响

主要描述了柴油机多次喷射过程中NOx的生成机理,阐述了柴油机多次喷射的雾化过程及其滞燃期模型.通过在产品柴油机上采用预喷射,分析了预喷射量、预喷射与主喷射间隔以及主喷射定时等因素在实际标定过程中降低NOx的原因。     

多次喷射柴油机实时预测模型参数映射关系辨识

基于经验公式(EF)的参数间映射关系,笔者采用相同的数据和自变量集建立了基于人工神经网络(ANN)的参数间映射关系．分别搭建了EF和基于ANN的柴油机实时物理模型(EF模型和ANN模型),在稳态和瞬态测试循环(WHTC)瞬态工况对比了两种模型的预测性能,结果表明：相比EF模型,ANN模型在稳态工况下对MFB 50、最高燃烧压力(PFP)和平均有效压力(BMEP)的预测精度更好;但是在瞬态工况下,ANN模型预测精度出现明显恶化,低于EF模型．主要原因是模型中参数存在校准误差和不确定性,ANN模型相比EF模型具有更强的非线性拟合能力,但是对参数误差更加敏感．在快速原型设备上测试了两种模型的计算耗时,两种模型计算耗时相当,均约为350μs,满足燃烧过程实时控制的要求．     

基于DOE试验设计方法的某六缸柴油机国V性能开发

本文以某六缸柴油机性能开发为例,介绍了该发动机在选型及最终的性能标定中应用DOE试验设计方法完成该机型的开发.在选型过程中,应用先进的DOE理论,通过利用最少的试验资源确定满足目标要求的最终方案,再应用自动标定软件,采用软件自带的试验设计程序、建模算法及优化程序等进行数据分析及建模优化计算,获得满足排放目标前提下的最佳经济性.结果表明,应用DOE理论,能够运用较少的试验次数确定最佳的组合方案.利用商业的自动标定软件Cameo设计全局工况的DOE点,建立整个发动机的全局的模型,完成该发动机的性能标定.与常规的选型及性能标定对比,高效准确,节省大量的试验资源,获得更好的效果.     

重型直喷式柴油机多次喷射燃烧过程研究

对重型直喷式柴油机典型多次喷射方案进行了燃烧过程计算,通过与试验结果对比,对计算过程参数进行了修正.计算结果有效反映了不同喷油速率形状、喷射脉冲的油量分配比例和喷射脉冲间隔角对燃烧放热率的影响规律.对多种计算结果进行对比分析,以提高柴油机的平均有效压力和降低压力升高率为目标,总结出多次喷射模式下的喷油规律优化方案.     

多次喷射参数对直喷式柴油机排放性能影响研究

多次喷射中两个重要参数喷油提前角和喷油脉冲间隔角的变化对燃烧过程会产生重要影响.通过对多种喷射方案的数值计算结果分析了不同喷射参数对于同时降低颗粒和氮氧化物排放的影响.结果表明:多次喷射模式在控制燃烧放热速率方面比单次喷射模式具有更大的灵活性,合理的参数选取可使颗粒、氮氧化物排放和平均有效压力之间获得良好的折衷.最后数值计算结果通过与试验结果对比得到验证.     

新颖的菲亚特1.3 L四气门共轨多次喷射柴油机

菲亚特公司新开发成功的Fiat-1.3 Multijet 16V共轨柴油机是目前市场上最小的四缸共轨轿车柴油机,在现有的800cm3 ～ 1 500cm3排量范围内的柴油机中,该机的比功率(41 kW/L)和比扭矩(144N·m/L)颇为突出.由于采用了诸如四气门、增压中冷、冷却EGR以及与发动机运转工况匹配的喷射次数可变的高压(140MPa)多次喷射(1 ～ 3次)等一系列机内净化措施,在不装用微粒捕集器的情况下已达到欧洲2005年将实施的欧Ⅳ排放法规.同时,该机还具有较高的可靠性和较长的使用寿命,在25万km行驶里程内无需更换任何零件,包括象齿形皮带那样的易损件.该机首先装用于菲亚特的Punto紧凑型轿车上.     

面向控制的多次喷射柴油机仿真模型建模方法

基于累积燃油质量方法的燃烧模型,建立了多次喷射柴油机零维预测燃烧模型,考虑了燃油蒸发吸热、缸壁传热、化学能释放、泵功损失和摩擦损失,为满足实时性要求,对显式放热率和缸压进行了简化重构.将柴油机运行参数和一些衍生参数作为模型中各个因变量的候选自变量集,以幂函数为基础函数采用敏感度分析筛选出各个因变量对应的自变量集,并通过分析提出了一些改善措施,最终确定各个因变量和对应自变量集之间的映射关系.在稳态工况和重型车辆发动机瞬态测试循环(WHTC)测试了该模型的预测性能,并在ETASES910型快速原型设备上测试了该模型的计算耗时,结果表明:在稳态工况,对燃烧中心(MFB 50)、最高燃烧压力和平均有效压力的预测精度均方根误差(RMSE)分别为0.631°CA、0.182 MPa和0.015 3 MPa;在瞬态工况,其预测精度RMSE分别为1.2°CA、1.05 MPa和0.07 MPa;该模型计算耗时约为350μs,满足燃烧过程实时控制的要求.     

多次喷射与EGR耦合控制对柴油机性能和排放影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了多次喷射和EGR的耦合控制对柴油机的燃烧和排放特性影响的试验研究。在试验工况下(1849r/min、600N.m),通过调节EGR率将NOx控制在2.0g/(kW.h),研究不同喷射策略和EGR对性能和排放的影响。研究结果表明,单次喷射不同主喷定时下将NOx控制在2.0g/(kW.h)所需要的EGR率随主喷定时的推迟而降低,碳烟先下降后上升。在试验工况下预喷射改善排放的效果不明显,优化的后喷参数可以显著降低碳烟排放。与单次喷射相比,多次喷射耦合EGR控制可以显著地降低碳烟排放,油耗率变差,HC和CO有所上升。因此,喷油控制策略的选择取决于后处理器对原始排放值的要求。     

高压共轨电控柴油机燃油预喷射控制研究

根据柴油机燃油预喷射的作用机理,研究了高压共轨柴油机实现燃油预喷射的控制策略,并对整机性能进行了试验研究。结果表明,燃油预喷射有效降低了柴油机的NOx排放、噪声、冷态白烟排放,并改善了柴油机冷起动性能。     

柴油机电控燃油喷射设计及试验研究

系统描述了位置式电控燃油分配泵电控单元的硬软件设计,发动机工作数据（ Ｍ Ａ Ｐ）的建立和优化,以及该电控泵与江西五十铃４ Ｊ Ｂ１ 发动机的配试过程。初步试验结果表明,该电控分配泵能全面连续地管理和控制发动机的各个工况运行,在多方面具有明显优势,体现了电控的优越性,达到了预期设计目标。     

多次喷射改善柴油机噪声及污染物排放的试验研究

为研究多次喷射对柴油机噪声及排放特性的影响,针对一台电控共轨重型柴油机建立了试验测控系统,确定了噪声影响的评价指标.在不同的预喷射和后喷射条件下对燃烧噪声及NOx和PM排放的影响进行了试验.试验结果表明:对于标定点和B50点,预喷射的引入都改善了柴油机燃烧噪声;对于B50点,存在一个最佳预喷射方案,可以在改善NOx排放水平的同时不恶化PM排放;同样,存在一个最佳后喷射方案,在对NOx排放影响较小的同时极大地改善了PM的排放,但是燃油消耗率、排温稍有升高.     

超高增压柴油机燃油预喷射装置的分析研究

PA6BTC 280柴油机采用燃油预喷射装置解决超高增压柴油机的燃烧粗暴问题。本文以该发动机为实例,通过模拟电算,对所采用的燃油预喷射装置的有关结构参数对喷油特性的影响进行了定量分析,并在此基础上给出了该燃油喷射系统的设计。     

关于柴油机高压共轨电控燃油喷射开发系统的设计

为了满足日益苛刻的排放法规,不断提高柴油机的经济性、动力性和舒适性,高压共轨电控燃油喷射系统是最佳选择。作者分析了电控燃油喷射系统的技术特点,着重介绍了柴油机高压共轨电控燃油喷射开发系统的设计。     

柴油机电控组合泵燃油喷射系统开发

该项目是汽车、工程机械和船舶等动力机械满足排放法规并提高性能水平的核心技术——柴油机电控高压燃油喷射系统的自主开发。成飞集团威特电喷公司在没有引进任何国外技术和资本的条件下,完全依靠自身力量及清华大学汽车系和玉柴机器集团的协助,成功地开发了一种适应中国市场特点的柴油机电控燃油喷射技术——电控组合泵系统,获得12项发明和实用新型专利,并完成了产业化的全过程．实现了良好的社会和经济效益。     

-43℃下多次喷射对柴油机冷起动特性的影响

为了改善极寒条件下柴油机的起动性能和怠速稳定性,基于起动/发电一体式电机拖动柴油机进行-43℃下的冷起动试验,研究了单次、两次（预喷1+主喷）和三次喷射（预喷2+预喷1+主喷）3种喷射方式对柴油机冷起动过程及燃烧特性的影响,分析了不同喷射组合对极寒条件下柴油机冷起动过程的影响规律。研究表明：在-43℃环境温度下,柴油机采用三次喷射时,冷起动性能明显优于单次和两次喷射。随着喷射次数的增加,起动燃烧首循环的缸内压力峰值升高,峰值相位提前,压力升高率和瞬时放热率峰值显著降低,滞燃期缩短;在冷起动过程中,相比单次喷射,两次和三次喷射时倒拖阶段和升速阶段所需时间分别减少9个循环和22个循环,最高燃烧压力升高,循环变动率分别降低37.7%和46.8%,使得起动时间分别缩短0.88 s和2.58 s,起动累积油量分别减少511 mg和1 290 mg;在起动后的怠速过程,怠速转速波动率分别降低54.2%和82.2%,随着喷射次数的增加,怠速稳定性显著提高。研究结果可为柴油机极寒条件下冷起动过程的控制和参数标定提供理论依据。