基于典型工况的高压共轨喷油系统标定

为满足高压共轨系统配机要求,进行了高压共轨喷油系统标定研究.针对柴油机典型工况的喷油参数要求,分析了高压泵流量范围要求,给出了供油量和控制脉宽的关系;进行共轨压力与控制频率、控制脉宽的标定,确定了不同转速下共轨压力的控制脉宽范围;简要分析电控喷油器的均匀性影响因素,提出了压力波动量控制的办法和喷油脉宽修正的办法满足小喷油量均匀性要求.并进行了高压共轨系统装机初步试验,试验结果表明高压共轨喷油系统在试验台架上标定的合理性.     

高压共轨燃油喷射系统的喷油器测试装置研究

搭建了高压共轨喷油器测试装置,采用比例、积分和微分(Proportional Integral Deriva-tive,PID)算法控制喷油脉宽、喷油压力和喷油流量,并进行了测试研究.测试结果验证了高压共轨喷油系统喷油器测试装置的可靠性.     

高压共轨柴油机喷油系统硬件在环仿真研究

本文以索菲姆8140.43S型高压共轨柴油机为研究对象,针对喷油系统进行硬件在环仿真研究。通过建立相关模型,完成了LabVIEW环境下编写模拟量的采集程序,实验台测试过程中喷油信号的采集程序,模型调用程序等,同时还完善了信号的处理和存储模块的编制。通过试验,对高压共轨喷油进行仿真分析,结果表明开发的测试系统在控制脉宽方面能够满足实时性和控制精度的要求。     

高压共轨柴油机喷油量修正及匹配

研究高压共轨柴油机喷油量的修正和油量匹配策略,分析喷油器加工精度差异、驱动电路差异和压力波动等对喷油量一致性的影响;采用脉宽补偿和驱动电路反馈的方法进行喷油量修正;根据不同工况,设计了共轨柴油机油量匹配策略;采用变步长分配标定节点,提高了匹配效率;在发动机台架上进行油量修正效果测试和发动机油量MAP匹配．试验结果表明：油量MAP满足发动机的运行需求,修正策略有效地改善了喷油的一致性。     

喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响研究

超高压共轨系统能够通过控制喷油与增压时序之间的关系,实现可调喷油速率喷射,进而影响柴油机喷油特性。为探明喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响规律和成因机理,在介绍系统数学模型的基础上,建立了超高压共轨系统的仿真模型,并利用性能试验验证了模型的准确性,分析了在不同共轨压力下,喷油与增压脉宽对超高压共轨系统喷油特性的影响。结果表明：(1)随喷油脉宽的增加,喷油速率曲线形态均近似于靴形,且大喷油速率范围占整个喷油过程的比例逐渐增大,同时,喷油开启延迟保持不变,喷油关闭延迟在喷油脉宽较小时(0.6～1 ms),增加幅度明显,而在喷油脉宽较大时(1～1.4 ms),基本保持不变。(2)随着增压脉宽增加,在小喷油脉宽条件下,喷油速率曲线形态近似于靴形,且保持不变;但在大喷油脉宽条件下,喷油速率可能会出现类似于“倒靴形”的曲线形态,这是由于在喷油还未结束时,增压装置电磁阀控制信号的关闭造成增压压力迅速下降。     

高压共轨柴油机喷油量修正及匹配

研究高压共轨柴油机喷油量的修正和油量匹配策略,分析喷油器加工精度差异、驱动电路差异和压力波动等对喷油量一致性的影响;采用脉宽补偿和驱动电路反馈的方法进行喷油量修正;根据不同工况,设计了共轨柴油机油量匹配策略;采用变步长分配标定节点,提高了匹配效率;在发动机台架上进行油量修正效果测试和发动机油量MAP匹配.试验结果表明:油量MAP满足发动机的运行需求,修正策略有效地改善了喷油的一致性.     

共轨柴油机电控系统若干关键技术

为了使柴油机排放能够满足国III及以上法规要求,采用电控高压共轨燃油喷射系统来精确控制喷油压力和喷油时刻,实现燃油多次喷射.研究发现,电磁干扰、喷油器老化、喷油器机械加工精度等原因会导致共轨燃油系统喷油误差,尤其是小油量喷射时的误差.通过分析共轨燃油喷射系统控制器的硬件电路和软件算法,分析喷油器的喷油延时特性.提出控制器驱动电路控制逻辑、地线抗电磁干扰方法和小油量喷油一致性自学习算法.结果表明,应用这些方法设计的控制单元能够改善喷油器抗老化性能,弥补机械加工精度对小油量喷射的影响,改善发动机排放性能.     

柴油机电控蓄压式喷油系统共轨燃油压力的控制研究

为了对柴油机电控蓄压式喷油系统的共轨燃油压力进行准确、实时的控制,满足喷油量和喷油压力柔性控制的需要,采用电液比例溢流阀作为共轨燃油压力调节器,从而实现对共轨燃油压力电子控制;基于MC68HC11系列单片机,设计并应用了共轨燃油压力模糊PID控制器,从而实现对共轨燃油压力的闭环控制. 试验结果表明:采用电液比例溢流阀和模糊PID控制器后,可使共轨燃油压力的实际值更接近于理想值,并且减小了共轨燃油压力的波动量.     

低速高压共轨柴油机喷油规律计算

针对大型低速高压共轨柴油机的燃油喷射压力高、油量大,目前没有仪器可直接测量其喷油规律等问题,提出了通过试验测量喷油压力、气缸压力以及建立喷油器模型计算喷油规律的方法.使用AMESim计算软件建立柴油机多孔喷油器模型;在RT-Flex60C型柴油机高压共轨系统硬件在环(HIL)仿真试验台上,测量不同工况下高压油管出口压力...     

高压共轨喷油系统循环喷油量波动研究

针对系统参数对高压共轨喷油系统循环喷油量稳定性的影响机理及变化规律,在AMESim仿真平台上建立了高压共轨喷油系统的数值仿真模型,通过仿真分析研究了回油压力、电磁阀复位力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程、针阀预紧力和喷油器流量系数在全工况平面内所引起的循环喷油量波动变化规律,得出系统参数对循环喷油量波动的影响在小喷油脉宽下更为明显.结果表明,回油压力、控制阀杆升程、出油孔直径、进油孔直径、针阀升程和喷油器流量系数为影响循环喷油量波动的关键系统参数.该研究可为优化高压共轨喷油系统参数、提高系统工作一致性和稳定性提供理论借鉴.     

柴油机电控喷射的发展

主要讲述了柴油机电控喷射的新技术．重点讨论了共轨式电控柴油高压喷射系统的新发展．经研究表明：共轨式电控柴油喷射系统在提高喷射压力、改善喷油速率、精确控制喷油正时、精确控制喷油量、降低燃料消耗、降低有害排放、降低噪声以及降低柴油机制造成本方面,与其它形式的电控柴油喷射系统相比较有明显的优势．     

船用柴油机高压共轨系统多构型喷油一致性研究

为了研究船用高速柴油机高压共轨系统喷油一致性和压力波动稳定性,本文设计了单轨、双轨串联、双轨并联和无轨4种系统结构。基于AMEsim平台构建了共轨系统整机数值仿真模型,并进行了试验验证。同时开展了不同构型下系统喷油一致性以及压力波动特性变化趋势及影响机理研究。结果表明:系统稳定性受供油量和喷油量间匹配度的影响。4种构型中,单轨系统和双轨并联系统多缸循环喷油量一致性较好,波动过程有明显周期性变化趋势,两侧系统对称性较高;双轨串联系统存在液力延迟现象,无轨系统减小了总高压容积,导致多缸喷射间的影响程度加强。在单缸多循环喷油过程中,间隔周期与轨压波动周期呈倍数关系,使循环过程中喷射压力水平一致,单缸一致性程度较高。4种系统轨压波动的主波动频率区间都在86 Hz附近,受当前转速下的供油频率影响。频域分析发现喷油一致性与系统有效蓄压能力有关,影响了系统稳定性能。     

基于自动代码生成的共轨压力控制策略

为了缩短共轨压力控制算法的开发周期及降低开发成本,通过Matlab/Simulink及RTW Embedded Coder工具箱完成前馈控制加比例积分微分（PID）反馈控制的高压共轨压力控制策略的建模及自动代码生成.针对共轨压力在发动机一个工作循环内的波动规律,共轨压力控制系统定相位采样共轨压力传感器,提高共轨压力控制的稳定性.试验结果表明,稳态时共轨压力波动幅度小于1.5 MPa,阶跃响应时共轨压力超调量在2 MPa以内,稳定时间小于0.5 s,在不同燃油喷射量下,轨压波动总能稳定在±1.5 MPa以内.该控制策略易于实现,并兼顾控制精度及响应速度,完全满足高压共轨压力控制要求.     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响。结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加。     

基于GT-SUITE的二甲醚共轨柴油机性能研究

基于GT建立了柴油机共轨系统和柴油机模型,在标定转速下,研究了喷油提前角、共轨压力对二甲醚柴油机性能的影响.结果表明,加大喷油提前角和增加共轨压力,均可以改善二甲醚柴油机的经济性和提高其动力输出,但会造成NOx排放的增加.     

共轨式高压油泵凸轮型线对柱塞腔油压的影响

采用高次多项式函数设计的高速凸轮虽能满足共轨式电控高压油泵对高压的要求,然而在满足高压的同时,为兼顾到高压对柱塞腔及共轨腔产生的冲击,研究在分析高次多项式单作用设计的凸轮对柱塞腔油压和供油量影响的基础上,通过采用高次多项式三作用设计的方式改进凸轮,以降低柱塞腔中压力波动和增加供油量,从而满足共轨系统的要求.     

面向用户的重型自卸车节油研究

从用户使用的角度分析了重型自卸车典型使用工况,并结合大量用户试验数据,利用MATLAB软件采用区间统计法找到了柴油机的常用工作区域。对重型自卸车用柴油机的典型工况点,采用AVL公司开发的CAMEO优化标定软件在线自动优化标定了CA6DL1-32高压共轨柴油机,在满足欧Ⅲ排放的前提下使燃油经济性最低,控制参数选择轨压和喷油正时,重点优化了柴油机中低转速、中低负荷的工作区。标定结果满足欧Ⅲ排放要求,发动机的中低转速、中低负荷区的燃油经济性得到了优化。     

汽油机电控系统稳态工况匹配标定研究

建立了LJ276M汽油机电控系统标定用试验台架,论述了汽油机电控系统稳态工况参数标定的步骤.汽油机电控系统的控制参数喷油脉宽和点火提前角是影响发动机性能的关键,通过对LJ276M汽油机稳态工况电控参数精细寻优标定,获得了相应的喷油脉宽MAP图和点火提前角MAP图,通过加装精细标定的电控系统发动机与原化油器式发动机的台架对比试验,验证了其功率及转矩平均提高5%,燃油消耗率降低4%.     

喷油参数对车用发动机油气混合及燃烧的影响

在一台高压共轨CA6DL2-35E3重型柴油机欧3喷油MAP基础上借助INCA标定工具进行为优化喷油参数的单因素调整试验,并利用STAR-CD软件获取的微观场变化综合分析喷油参数对油气混合及燃烧的影响规律。结果表明:提高喷油压力(单段喷射)可提高缸内油气混合速率,除NOx排放外,燃油经济性及碳烟排放均有改善。引入后喷后(三段喷射),在喷油方向上保证氧气充足的前提下尽可能减小主后喷间隔的同时,选取适量后喷油量强化喷油末期油气扰动可实现对燃烧全过程的油气混合控制,并综合实现对发动机性能的优化。     

基于AMESim的柴油机高压共轨系统高压油泵的建模仿真分析

对当前高压共轨系统使用较广泛的径向柱塞式高压油泵的结构及工作原理进行研究,通过LMS公司的AMESim软件对高压油泵液力、机械、关键部件(电磁计量阀)分别进行模块化分析,建立带有电磁计量阀的高压共轨系统高压油泵模型,并进行仿真分析。通过改变高压油泵的结构参数,得出高压油泵进、回油孔直径对燃油输出油压、流量的影响,为整个高压共轨系统及共轨管和喷油机的优化设计提供参考。