二甲醚发动机燃料喷射系统研究现状及发展

介绍了近几年国内外在二甲醚(DME)柴油机代用燃料方面的研究进程,并重点介绍了现阶段一种较适合DME燃料的低压共轨喷射系统。     

二甲醚发动机低压共轨系统喷油器的仿真研究

低压共轨燃油喷射系统能实现二甲醚发动机的可控预混合燃烧,从而有效地提高二甲醚发动机整体性能和降低排放。本文基于发动机低压模拟系统控制机理,以实现可控预混合燃烧为目标,对该系统的核心部件—电控喷油器,建立共轨喷油器的数学模型,进行仿真研究,为今后的设计开发提供了必要的理论依据。     

二甲醚燃料喷射过程的试验研究

系统研究了二甲醚 (DME)燃料的喷射过程 ,测试了不同工况下的油管泵端压力及嘴端压力、喷油器针阀升程和油管中燃料的音速。试验结果表明 :在供油提前角、转速和负荷相同的情况下 ,燃用二甲醚时油管泵端和嘴端压力的上升和下降速度、压力峰值都比燃用柴油时低 ;油管中 DME的音速远低于柴油 ;随着负荷的下降 ,DME的音速下降 ,且下降的速率远比柴油的大。与柴油相比 ,二甲醚的喷射延迟期和喷射持续期长 ,喷射始点的循环变动较大。     

气穴现象对DME（二甲醚）喷油特性影响的仿真研究

以一个实际的高压共轨喷油器为原型,采用数值仿真软件对其进行了分析与建模,并且利用该模型对DME的燃料喷射特性进行了仿真计算,重点分析研究了气穴现象对DME喷射特性的影响,同时提出了通过改进该共轨喷油器的结构参数,包括减小进油节流孔直径、增大出流节流孔直径以及降低针阀弹簧预紧力等来减小气穴对DME喷射特性的影响,为DME共轨喷油器的改进提供了参考依据。     

多缸二甲醚发动机电控单元软件的研究

介绍了一种适合二甲醚DME代用燃料的电控PRVI（泵-轨-阀-嘴）喷射系统,并根据二甲醚的性质特点研究开发了系统电控单元的管理模块、控制模块和计算机监控系统。通过在油泵试验台上的燃油喷射试验,验证了控制软件的实时性和精确性。     

国外柴油机燃用二甲醚(DME)喷射系统的最新发展

二甲醚（DME）是一种理想的柴油机代用燃料，但幅地其特殊的物理、化学性质，使它在柴油机上应用存在不少问题，其中关键是供油系统的设计。本文介绍了近几年国外在这方面的研究进展及最新研究成果，并重点介绍了一种新的适合DME喷射的电控共轨式喷射系统。     

柴油机燃用二甲醚排放特性的研究

利用定容燃烧室和共轨式燃料喷射系统，对二甲醚(DME)燃料喷雾特性进行了试验研究．在单缸柴油机上，采用不同的喷孔直径、孔数、喷射率及涡流比时，对DME发动机排放性能进行了对比试验．结果表明，较少的喷孔数和较大的喷孔直径可以提高燃料喷雾的贯穿距离，抑制燃料的早期蒸发，有利于减少大负荷工况下CO、THC和NOx排放。     

新型二甲醚用双液体热力泵的研究

在分析二甲醚(DME)物化特性的基础上,提出了燃用DME对供油系的特殊要求。详细介绍了既能保持DME处于液态,又能将DME泵送到高压喷油泵中的新型二甲醚钢瓶-热力泵。阐述了该热力泵的设计要求及试验研究的方法。     

基于DOE的新型电控喷油器结构参数优化研究

根据船用共轨柴油机喷油系统工作特点及技术发展趋势,本文采用了一种新型喷油器.利用HYDSIM软件对采用这种新型喷油器的共轨系统建立了仿真模型,以共轨管内的压力波动和喷油器内压力损失为评价指标,采用正交试验设计方法对喷油器进行了仿真优化.结论表明:新型喷油器结构参数的合理选取可以有效减少系统喷油器内的相互干扰和压力损失.     

新型二甲醚共轨式电控喷油器的仿真与试验研究

开发了一种新型工作原理的二甲醚(DME)共轨式电控喷油器,具有无柱塞偶件、无回油口、24V驱动、能实现预喷射的优点.建立了相应的电磁和液力动态仿真模型.通过仿真计算,研究了自由升程、有效升程及共轨压力对喷油器喷油规律和响应特性的影响,获得确定这些参数的原则.样机试验与仿真结果的对比表明:实际喷油器的开启响应时间为0.7ms,比仿真结果略长,实际关闭响应时间为0.7ms,与仿真结果十分接近;仿真模型可以很好地预测油量特性的变化趋势,在大油量时仿真喷油量与实际喷油量差别较小.     

二甲醚发动机电控低压燃料喷射系统的设计

针对二甲醚燃料低粘性、高蒸汽压以及容易与空气形成混合气的特性，开发了电控低压燃油喷射系统，进行了系统的总体设计、电子控制单元(ECU)的软硬件开发和在油泵台架上的试验。电控系统软件采用实时模块化编程，具有编程灵活，移植性和扩展性好的特点。试验结果表明，在新开发系统的驱动下，喷油器启合及时，喷射有力，雾化效果好；所开发的软件能实现信号采集、发动机各丁况控制，满足了发动机正常运行、反馈控制及信号采集的实时性要求。     

液压自由活塞柴油机喷油特性研究

针对液压自由活塞柴油机的特点提出了共轨液压式柴油喷油系统,即利用液压自由活塞柴油机的高压油路替代供油系统的高压油泵。通过对共轨液压式喷油系统的原理分析,利用活塞式供油规律测试仪对其喷油规律展开离线研究,研究了不同驱动压力、不同喷射频率条件下的循环喷油量、喷油延迟时间的变化规律。为进一步研究发动机实际运行过程中气门控制油路等对喷油过程产生的影响,在线对循环喷油量进行了测量。结果表明:由于喷油器驱动油路和气门驱动油路连接在一起,气门驱动供油造成了喷油器驱动油路的压力波动,从而使得循环喷油量变动范围变大(-6.9%9.5%),最终影响发动机稳定运行。对发动机气门及喷油驱动油路改进后进行连续运行试验,试验研究结果表明:循环喷油量的波动及实际喷油位置的变化都会影响液压自由活塞发动机连续稳定运行,要实现液压自由活塞发动机连续可靠稳定运行,必须减小循环喷油量波动和喷油延迟时间。     

电控喷油器参数对二甲醚共轨柴油机性能的影响研究

利用GT-FUEL、GT-POWER建立了电控喷油器模型和柴油机模型并进行了耦合。在标定转速和32MPa的轨压条件下,进行了喷油器变参数对柴油机燃用二甲醚性能的影响研究。结果表明,综合考虑柴油机性能,所用电控喷油器应适当减小喷孔直径和增加孔数、减小控制室容积、增大回油节流孔径和进油节流孔径。     

磨料射流技术去内孔毛刺的应用研究

精密零件内孔的去毛刺、抛光问题是劳动力最为集中而又最难控制的部分,也是精密零件生产全自动化中难以克服的障碍。通过磨料射流技术在喷油嘴喷孔和喷油器体高压油道的加工实践,历时两年,研制成功了一种基于电磁阀控制加压与供料及双料罐循环使用的磨料浆体射流多工位加工机床,可广泛应用于内燃机曲轴冷却油道、工程机械液压回路、柴油机燃油喷射系统中油泵壳体的高低压油路、喷油器体的高压油道、喷油嘴的喷孔、共轨系统中共轨管高压腔及接头回路、单体电体泵头高压油腔、电磁阀油孔的光整加工,开创了磨料射流技术去内孔毛刺的新方法。     

磨料射流技术去内孔毛刺的应用研究

精密零件内孔的去毛刺、抛光问题是劳动力最为集中而又最难控制的部分,也是精密零件生产全自动化中难以克服的障碍。通过磨料射流技术在喷油嘴喷孔和喷油器体高压油道的加工实践,历时两年,研制成功了一种基于电磁阀控制加压与供料及双料罐循环使用的磨料浆体射流多工位加工机床,可广泛应用于内燃机曲轴冷却油道、工程机械液压回路、柴油机燃油喷射系统中油泵壳体的高低压油路、喷油器体的高压油道、喷油嘴的喷孔、共轨系统中共轨管高压腔及接头回路、单体电体泵头高压油腔、电磁阀油孔的光整加工,开创了磨料射流技术去内孔毛刺的新方法。     

基于AMESim的高压共轨喷油器的建模及分析

通过AMESim软件建模,对高压共轨喷油器进行模块化分析和仿真研究。将模拟结果与实测结果进行对比,两者变化趋势比较吻合,从而验证了模型的准确性。然后通过改变关键结构参数,探讨了该喷油器主要结构参数对喷射过程的影响,确定了保证系统稳定性的结构参数的选取原则,对高压共轨电控喷油器的设计具有一定的参考价值。     

共轨燃油系统高压油泵泄漏与密封的研究

对于共轨燃油喷射系统高压油泵而言,密封性能的好坏是影响其工作性能的关键。对高压油泵设计当中的泄漏问题进行计算分析,并对相关的密封性措施进行初步的探讨,以达到减小燃油泄漏量,大幅度提高燃油喷射压力的目的。为研制符合我国国情,并享有自主知识产权的柴油机高压共轨燃油系统提供理论依据和相关的应用技术。     

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。     

基于泵控制阀的轨压控制仿真研究

为研究柴油机高压共轨燃油喷射系统共轨压力(轨压)波动,在系统的物理和数学模型的基础上,讨论并制定了吸油行程控制方式以及模糊-PID控制策略,设计了适应于吸油行程控制方式的泵控制阀结构;采用面向对象的可视化仿真软件,从物理模型出发建立了高压共轨燃油喷射系统仿真模型;并根据控制方式,用Matlab/Simulink软件建立起相应的模糊-PID控制模块;最后运用燃油系统仿真软件与Matlab/Simulink的接口,建立6缸柴油机轨压实时控制系统.输入仿真参数、运行模型,模拟了共轨管内的燃油压力.结果表明:所制定的吸油行程控制方式以及模糊-PID 控制策略能使轨压在各种转速及设定压力下稳定在设定值3%的范围之内.