电控单体泵供油参数测量研究

鉴于电控单体泵技术的广泛应用,设计了一种由EFS8246单次喷射仪、EFS8427驱动器、NI PCI 6221数据采集卡等构成的电控单体泵供油参数测量系统,实现了泵端压力、喷油速率、喷油量和驱动电流的联合测量和数据记录,分析了电磁阀开启延时和关闭延时、喷油正时延时以及泵端峰值压力等参数,为电控单体泵喷射系统喷油正时和喷油量精确控制研究提供了测量手段。     

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。     

电控单体泵式(EUP)柴油机喷油系统的研究

电控单体泵喷油系统是一种能够自由灵活调整喷油量和喷油正时、具有高喷射压力的新型燃油喷射系统。本文系统地分析了电控单体泵柴油喷射系统的结构和原理，研究了电磁阀以及电控单元的设计，试验结果提供了电控单体泵的供油特性及控制特点。     

高压共轨、单体泵和泵喷嘴燃油喷射系统分析

现代柴油机对燃油喷射系统的要求主要是要有高的喷射压力并全工况范围内可调、喷油定时灵活可调、高精度的油量控制包括预喷和后喷、以及喷油率在全工况范围内实时灵活可调。为满足上述对燃油喷射系统的要求,通常采用的主要技术措施包括:电控高压共轨技术、电控泵喷嘴技术、电控单体泵技术等。以上3种技术中,电控高压共轨技术已经基本成为国内应用开发的主流。     

船用机械燃油系统升级为电控系统的喷射特性及可行性研究

针对旧机改造的潜在市场应用需求,开展船用机械单体泵燃油系统电控化升级的可行性研究。在已标定的机械式燃油系统仿真模型基础上,搭建电控单体泵系统仿真模型并确定电磁阀结构参数,分析电控单体泵系统的喷射稳定性、喷油持续期、喷油率等喷射性能参数及工作范围。分析表明:在满足燃油系统配机需求的情况下,升级后的电控单体泵系统供油正时可覆盖原机械单体泵系统的供油正时;在运行区域内的23个工况点中,电控单体泵系统在15个工况点中的循环油量比原机械系统更稳定。在测试的12个电磁阀中筛选出8套电磁阀,测试得到:其各工况点的控制脉宽最大差异在3 000μs内,均在ECU控制参数修正范围内。表明:该方法具有将原机机械式燃油系统升级为电控燃油系统的可行性。     

柴油机电控单体泵燃油系统的稳定性研究

利用AMESim软件建立电控单体泵系统仿真模型,与试验数据对比证实仿真模型能够准确预测系统各工况的喷射特性参数。选取典型工况下的不同时刻点对系统进行线性化处理,得出电控单体泵单缸高压喷射系统和多缸高低压耦合系统的特征值分布规律。结果表明:不同工况下同一系统矩阵特征值的分布具有相似的规律,只是随着时间的推移,系统矩阵发生很大的变化。在整个燃油喷射系统的工作过程中,单缸高压喷射系统是一个在喷油过程中处于准稳定状态、其他过程非稳定的系统;而多缸高低压耦合系统则是一个时变、不稳定的高度复杂系统。     

电控单体泵电液延迟特性标定

在EFS油泵试验台上,结合电磁阀供油脉冲、泵端压力和喷油速率信号,研究了不同工况下电控单体泵燃油喷射系统的电液延迟特性。试验结果表明:电力延迟时间在任何工况下基本为常量;喷油及停喷液力延迟时间受供油量的影响较小,而与转速及供油提前角有较大的相关性。电液延迟特性的标定为单体泵喷射过程的精确控制提供了依据。     

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。     

不同启喷压力下柴油机喷油特性预测研究

建立了柴油机可控启喷压力喷油器燃油喷射系统液力模型,并进行仿真计算;利用CB-466燃烧分析仪测试该燃油喷射系统的喷油器针阀升程和喷油器端高压油管燃油压力,与仿真计算结果对比,验证了仿真模型和计算方法的可信性;在此基础下就不同启喷压力下柴油机喷油特性进行了预测研究。结果表明:启喷压力增大使得喷油延迟,喷油压力增大,燃油的喷雾质量改善。     

电控组合泵柴油机喷油系统的性能研究

电控组合泵是集机械、液力和电磁于一体的产品,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。通过对其系统进行数值模拟和试验研究的对比,得出建立的AMESim仿真模型能够准确预测系统各工况的喷射特性参数。对不同工况泵端压力、嘴端压力和喷油量的试验数据对比分析得出电控组合泵喷油系统的性能机理:包括喷油定时特性MAP、喷油量特性MAP、喷射压力特性MAP。并且在玉柴4110车用柴油发动机上匹配欧Ⅲ十三点工况排放结果:NOx为4.74 g/(kW.h),PM为0.085 g/(kW.h),使之通过欧Ⅲ排放法规。     

小型非道路柴油机低排放燃油喷射系统仿真与优化设计

利用HYDISM模拟软件建立了某小型非道路柴油机燃油系统的仿真计算模型,用实测高压油管压力验证了模型的精度,研究了喷油泵凸轮型线与柱塞直径、高压油管内径及喷油器类型与参数等几个重要因素对燃油系统液力过程性能影响,并确定燃油系统优化匹配改进方案。对比试验证明:优化方案提高了燃油系统燃油喷射压力,高压油管泵端压力增大了10.2MPa,嘴端压力增大了16.8MPa,分别提高了25.4%和33.6%,喷油速率提高了20%,喷油持续期缩短了22%,从而改善了燃油的雾化性能与燃烧过程,装机后排放性能得到了明显改善,排放指标满足非道路柴油机国Ⅱ排放限值要求,且具有较高裕度。     

共轨管压力波动对喷油率影响的仿真研究

利用仿真软件GT-Suit构建了高压共轨燃油喷射系统的仿真模型,分析了不同长径比下的共轨管内的压力波动规律、平均压力波动规律、喷油压力波动规律,进而分析了对喷油率的影响.通过仿真数据对比,在共轨管长为310 mm、长径比为16时,可使喷油系统的稳定性最优.     

基于MATLAB的柴油机喷油过程数值研究

本文根据泵-管-嘴式喷油系统的组成和各部件的特征,编写系统各部分的连续方程和运动方程,建立泵-管-嘴喷油系统的数学模型。喷油泵和喷油嘴端作为其相应的边界条件进行求解。运用数值计算软件MATLAB进行编程模拟计算,程序运行后得到不同负荷、不同转速下的燃油压力参数曲线,并对之进行了比较分析。     

二甲醚发动机燃油喷射过程的数值模拟及其试验研究

针对采用普通油泵—油管—油嘴燃油系统的二甲醚发动机,建立了燃油喷射过程的数学模型,通过对不同工况下燃用DME和柴油的燃油喷射过程的数值模拟与计算结果的试验验证,揭示了二甲醚发动机燃油喷射过程的物理本质及其特性参数的变化规律。研究表明,由于DME具有较高的可压缩性,致使其泵端与嘴端压力上升及下降都较柴油缓慢,压力上升始点延迟,实际喷油始点滞后,嘴端油管压力峰值较低,高压油管中的残余压力较高,较易出现二次喷射现象。     

喷射系统液力过程的数值模拟与实验研究

通过任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法直接对N-S方程进行数值求解,采用CFD商用软件AN-SYS,对某385型柴油机喷油系统内流体流动的液力过程进行数值模拟仿真,较为准确地给出了喷油器内燃油的速度场分布,分析了高压油管的结构参数对速度场的影响。并结合排放特性实验,对泵-管-嘴喷油系统的结构参数进行优化。为柴油机燃油喷射系统的研究提供理论依据,缩短了产品的开发周期。     

天然气后喷对高压直喷天然气船机燃烧和排放的影响研究

对于高压直喷天然气发动机,尽管其碳烟排放低于传统柴油机,但由于引燃油和直喷天然气存在扩散燃烧过程,因此其碳烟排放较低压天然气更高,需要进一步降低碳烟排放以满足严格排放法规的要求。本文利用流体动力学软件Converge建立了高压直喷天然气船机的三维仿真模型,基于该模型研究了后喷策略对高压直喷天然气船机燃烧和排放的影响。结果表明：随着后喷比例增大,最高爆压略微升高,燃烧持续期增长;随着喷射间隔的增大,最高爆压不变,但后喷燃烧相位推迟,燃烧持续期增长。与无后喷算例相比,后喷比例增大到10%和20%时,碳烟排放分别降低了7.7-13.5%和1.5-11.5%,NOx排放分别升高了12-15%和5-7%,指示燃油消耗率分别增大了约0.1%和1%;而后喷比例为30%时,碳烟排放升高了2-8%,NOx排放降低了5-7.7%,指示燃油消耗率增大了约2.3%。研究为高压天然气喷射满足更加严格的排放法规提供理论基础。     

基于Simulink的柴油机喷油系统的仿真

根据泵-管-嘴喷油系统的工作原理和部件结构特点,建立数学模型,并应用Mat-lab/Simulink进行仿真。在模拟计算中,考虑了高压油管中声速和密度的变化对系统中燃油压力的影响,特别是对高压油管中燃油压力传递的影响。该模型可得到各喷油参数图形,与实际测量结果的对比分析表明,该计算结果与实测结果符合较好,且模型易于扩充。     

高压共轨电控柴油机稳态油压模拟计算及分析

为了满足未来排放的要求和改善发动机的性能，高压共轨燃油喷射可望成为发动机电控发展的一个新方向。本文尝试根据共轨燃油喷射系统的结构御，建立了数学模型。利用仿真分析了各参数对共轨管内燃油压力的影响。柴油机试验强架测试结果验证了仿真计算是合理有效的。