基于AMESim的喷油器工作过程模拟

为研究喷油器的喷油特性,使喷油器与发动机合理匹配,考察了某喷油器的工作过程.运用仿真手段在AMESim上建立了喷油器模型,并模拟了该喷油器的一次完整喷射过程,得到了喷油规律及针阀运动的相关信息.仿真结果表明,该喷油器喷油合理,无二次喷射出现.对该喷油器的改进设计及其与发动机的合理匹配,具有一定的指导意义     

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。     

压电喷油器小油量喷射特性研究

在Matlab/SIMULINK环境下,基于经典压电理论建立了压电晶体驱动器数学模型,在此基础上,耦合喷油器机械、液压部分,建立了压电喷油器完整的数学模型。通过试验验证了模型的准确性。利用仿真模型研究分析了压电喷油器小油量喷射特性,揭示了驱动电压、轨压、脉宽等参数对压电喷油器小油量喷射特性的影响规律。研究结果表明:通过控制驱动电压、脉宽和轨压可实现压电喷油器小油量精确喷射和多次喷射;在小油量喷射时,其最大喷油压力、喷油速率、喷油持续期随着驱动电压、脉宽、轨压的增大而增大,喷油延迟只随驱动电压增大而减小。     

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.     

电控喷油器喷射过程的计算模型

本通过对电控喷油器喷射过程的实验和理论研究，建立了一个电控喷油过程的非线性计算模型。计算的驱动电路特性、针阀升程特性和流量特性与实验值吻合较好，表明了该模型的合理性。     

高压共轨柴油机喷油控制的研究

高压共轨系统喷油控制包括喷油压力控制和喷油器电磁阀驱动控制2个方面。喷油压力控制的核心是轨压控制,控制效果和精度取决于控制算法,仿真和实际控制结果都表明PID模糊自适应控制算法控制效果较好。喷油正时和喷油量控制精度与喷油器电磁阀驱动电路的设计有关,设计的驱动模块采用高电压、大电流来对电磁阀的开启加以控制,随后采用低电压、小电流的PWM波维持导通,满足了高压共轨喷油器电磁阀驱动控制的要求。     

柴油机双弹簧喷油器喷油系统的模拟计算与分析

双弹簧喷油器由于能实现先缓后急的喷油速率,从而改善了柴油机的低速稳定性并降低了噪声。通过液力计算模型,对带双弹簧喷油器喷油系统的喷射特性进行了模拟计算。探讨了双弹簧喷油器主要结构参数对喷射特性的影响规律。结合HYDSIM液力模拟计算软件,总结介绍了带双弹簧喷油器喷油系统进行仿真计算的基本数学模型、假设扣求解方法。     

温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响

温度对柴油的物性参数影响很大,为了研究温度对高压共轨喷油器喷射性能的影响,建立了柴油物性参数随温度和压力的变化公式,并构建和简化了喷油器的数学模型。利用软件AMESim建立了喷油器模型,根据试验数据验证了模型的正确性。在不同温度下仿真计算了喷油特性,得到了不同温度下喷油器的喷油速率曲线和一次喷油量曲线。结果表明,温度对喷油器的喷油速率有一定的影响。对喷油器的设计改进提供了理论指导。     

脉冲式电动喷油器瞬时喷射特性研究

利用弥尔散射高速摄像法与Bosch长管法分别对脉冲式电动喷油器不同驱动电压与喷射背压下宏观喷雾特性、喷雾发展过程、瞬时喷油率特性进行试验研究,并通过Ansoft Maxwell电磁仿真软件与GT-SUITE液压模块的联合仿真对该型喷油器工作过程进行仿真研究。研究结果表明:提高喷油器驱动电压在一定程度上缩短喷油脉宽时仍可获得更高喷射速率,并能提高初期喷油速率上升速度,缩短喷射时间。通过弥尔散射高速摄像与长管法都可以观察到该型喷油器的"多次喷射"现象。仿真结果表明在柱塞压缩过程中,出油阀位移的多次增减是产生多次喷射的主要原因。     

高压共轨喷射系统喷油规律仿真分析

目前第二代高压共轨喷射系统普遍使用电磁阀控制液力驱动式电控喷油器,喷油器内的一些关键结构决定着液力过程的特性,进而影响喷油器的喷油规律。笔者在改进的普通喷油泵试验台上利用博世长管法测试了一高压共轨喷射系统的喷油规律,测试的数据验证了所建高压共轨电控喷油器模型的准确性,并进一步应用该模型分析了喷油器关键结构参数对喷油规律及喷射压力波动的影响。     

柴油机高压共轨电控系统喷油器电磁系统仿真研究

在对柴油机高压共轨系统喷油器电磁系统的工作过程与受力分析的基础上,采用电磁场仿真的方法建立了喷油器电磁系统的仿真模型与数值求解方法,进行了电磁阀动态响应的仿真分析,与实测结果进行了对比.结果表明,该模型与数值求解方法具有较高的计算精度,可用于喷油器电磁阀的结构优化与参数设计、以及喷油器驱动信号设计.     

高压共轨电控喷油器结构参数仿真分析

阐述了共轨喷油器的工作原理,根据喷油器各部分的液力特性,以DELPHI共轨电控喷油器为研究对象,以系统轨压在160 MPa下的喷油规律试验研究为基础,利用AVL_Hydsim软件建立了喷油器的仿真模型,为了验证模型的准确性,将仿真计算结果与试验结果进行比较,在此基础上分析了喷油器不同结构参数对喷油规律的影响,并以改善电控喷油器喷油规律为出发点,探讨了各关键结构参数的设计原则,通过分析计算,为电控喷油器结构参数的合理选择和设计提供理论依据。     

压电喷油器喷油规律影响因素的研究

基于压电陶瓷的逆压电效应,设计了一种直接作用常闭式压电喷油器结构,并建立了压电喷油器的数学模型,验证了模型的准确性.利用仿真模型分析了喷油器关键结构参数对针阀升程、喷油率等特性的影响.研究结果表明：进、出油孔孔径选择应合适,以便产生理想的先缓后急的喷油规律;控制腔容积应取较小值,以提高喷油器的响应速度;针阀弹簧预紧力的大小应和喷油器的响应时间相匹配.     

增压式电控喷油器仿真分析

基于AMEsim软件建立了增压式电控喷油器仿真模型,在对模型进行试验验证的基础上,仿真分析了喷油器的关键参数,如控制腔容积、进出油孔孔径和针阀弹簧预紧力对喷油速率和针阀升程的影响规律。结果表明:当控制腔容积较小时,针阀落座快,但轨压波动大,喷射压力不稳定,当控制腔容积较大时,针阀反应速度下降,导致落座延后;进出油孔孔径主要影响喷油起始和结束阶段的喷油率和针阀升程;在保证针阀正时开启和足够喷油量的情况下,针阀弹簧预紧力应取较大值。     

高压喷射控制单元台架试验研究

作为低速机高压共轨系统中的喷油关键控制件,喷射控制单元的性能决定各缸喷射量的均匀性与稳定性。在其性能测试过程中,存在三个电磁阀需要同时驱动以及大喷油量下轨压波动较大的问题。针对以上两个问题,本文进行了测试用控制系统设计,包括电磁阀驱动的硬件设计以及加入前馈控制的轨压闭环控制策略设计,并在台架试验装置上进行了控制系统验证和喷射控制单元的性能测试。试验结果表明,本文设计的控制系统可以达到驱动延时为40μs,解决了三个电磁阀的同时驱动问题,以及满足喷油瞬时压降小于10MPa和响应时间1.7s的轨压控制精度。整个试验台架结合控制系统能够满足喷油器的一致性检测和喷射控制单元的性能测试需要,验证了采用喷射控制单元和机械式喷油器高压共轨系统的可行性。     

缸内直喷汽油机高压旋流喷油器流动特性模拟研究

为了揭示直喷式汽油机高压旋流喷油器内燃油的流动特性及其影响因素,利用STAR-CD软件建立了压力旋流喷油器计算模型,并对喷油器内燃油的速度和压力变化历程以及旋流孔倾角和喷油压力对喷油器内流动特性的影响规律进行了研究.计算结果表明,在旋流喷油器内燃油的轴向速度不断增大,且在喷孔出口处达到最大值;而其切向速度则在喷孔入口处达到最大值,然后在喷孔内逐渐减小.随着旋流孔倾角的增大,燃油的喷射速度和湍动能减小,但初始涡流角增大.随着喷油压力的增大,燃油的喷射速度和湍动能均随之增大,而初始涡流角基本不变.     

共轨压电执行器驱动开发及试验分析

在压电执行器喷射系统研究的基础上,设计开发了基于压电执行器的驱动电路装置,并对喷油器性能及喷油规律进行了试验测量.试验结果表明:压电执行器与电磁阀执行器相比可更加精确地控制喷射,具有响应快、性能稳定等特点,具有满足更苛刻国家排放法规的潜力.     

高压共轨电控单元喷油一致性研究

自主开发的高压共轨电控单元在高压共轨燃油喷射试验台上测试发现,在相同的喷射条件下,各喷油器驱动通道驱动同一个喷油器的喷油量不一致,这是由于喷油器驱动电路在喷油过程中的响应特性不一致导致的。从喷油器驱动电路的响应特性出发,优化了驱动电路和电路中的电气参数,以提高通道间的喷油一致性。试验结果表明:优化后的驱动电路提高了各个通道的喷油一致性,小油量(10mg左右)时各驱动通道的相对标准偏差由优化前的6.6%降低到优化后的2.3%,同时减少了每个控制通道的循环变动。     

压电陶瓷温度效应对燃油喷射特性的影响仿真

基于Matlab/Simulink建立了压电执行器非线性数学模型来描述执行器的电-机转换过程,在试验的基础上对压电材料的压电常数和电容进行了温度修正,并耦合喷油器其他机-液部分,建立了完整的压电喷油器电-机-液模型,经试验验证,执行器数学模型误差为4.6%,喷油器模型误差为7.8%.分析了不同工作温度下压电喷油器喷射特性和各腔室压力波动特性,结果表明:工作温度的升高使得执行器输出位移增加了24.6%,球阀腔泄油后最低压力降低,各腔室压力建立过程后移,针阀升程增加,关闭时刻推迟;在喷油脉宽为0.1 ms时温度的影响更加明显,温度升高至150℃时,相比于30℃,油量偏差率最高至70%,喷油速率峰值增加了约24%,最高喷射压力提高了9 MPa,喷油持续期增加了0.06 ms;脉宽较大(ET=1.0 ms)时,开启阶段喷油速率、最高喷射压力和喷油速率峰值影响不大,但喷油关闭时刻推迟了0.11 ms左右.     

缸内直喷汽油机两阶段喷射喷油规律研究

基于定容积法搭建了均质混合气压燃（HCCI）燃烧模式下的缸内直喷汽油机（GDI）喷油器喷油规律测试台,在保证其测试精度的基础上,研究了GDI喷油器两阶段喷油的喷射压力、喷射背压、两次喷油间隔和体积分数对其喷油规律的影响．结果表明,喷油率随喷射压力增大呈增大趋势;喷射背压只对喷油中期的喷油率有影响且随着喷射背压的增大喷油率有所下降,但喷射背压对喷油总量影响不大．试验测得的喷射间隔小于设定值．另外,两次喷射间隔较小时出现两次喷油过程重叠,使其第2次喷油率高于喷射间隔较大时的第2次喷油率．单次喷油率和喷油持续时间随着喷射体积分数增大而增大．