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。     

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.     

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.     

电控高压共轨柴油机匹配的研究

在一台多缸柴油机上进行电控共轨系统的匹配,希望能满足欧Ⅲ的排放法规和低油耗的要求.通过试验,研究分析进气涡流强度、喷油嘴结构尺寸等参数对柴油机性能和排放的影响.试验结果表明,高压喷射时,随喷孔数增加,喷孔直径减少,颗粒排放显著下降,油耗降低,但NOx的排放增加.在匹配时对于喷嘴和涡流强度的选择都存在NOx和颗粒(PM)的权衡.     

柴油机高压共轨式燃油喷射系统的仿真研究

为了能在无实验条件下方便地研究高压共轨燃油喷射系统的工作规律,借鉴了电控共轨燃油系统的结构和原理.在建立了共轨系统整体物理模型的基础上,利用计算机软件HYDSIM对某型实验台架上的高压共轨燃油系统进行了仿真,将利用仿真模型计算出来的喷油量MAP图、轨压波动等数据与实测的数据进行了对比.验证数据点的误差和曲线整体走向来判定仿真所得MAP图的准确度.将起喷阶段3个轨压设定下的轨压波动曲线图进行对比分析,考察其波动幅度及相位的变化,分析了误差产生原因.验证发现,仿真模型准确可靠,可用于共轨系统的模拟研究.     

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。     

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。     

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。     

高压共轨喷射柴油机采用燃料主喷和后喷的燃烧模拟

为了解后喷对柴油机燃烧、排放的作用,利用商用计算软件STAR-CD对高压共轨柴油机进行了改变后喷量和主后喷间隔的燃烧模拟。结果表明,后喷对NOx影响不大,碳烟显著降低。随着后喷量逐渐增大,碳烟曲线由单峰演变为双峰,且峰值明显降低,这是后喷燃油恰处于氧气较浓的区域着火燃烧,产生碳烟相对较少的结果。后喷扰动使得燃油和碳烟与氧气的混合加强,燃烧强化,高温区增大,后期碳烟氧化速率明显增大。主后喷间隔4°CA时25%后喷量的作用最明显,碳烟最终生成量减少37.6%。综合考虑热效率,认为后喷量取20%左右为宜。主后喷间隔过大时,碳烟有增加的趋势。     

柴油机高压喷油过程的模拟计算

提出了一种考虑变音速,变密度的柴油机高压喷油过程的模拟计算方法,所得结果与传统计算方法相比,更符合实测值。     

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。     

高速直喷式柴油机低速不稳定喷射的研究

对小型高速直喷式柴油机低速不稳定喷射的机理进行了分析。通过改变喷油系统结构参数的一系列试验，探索了低速不稳定喷射的规律和区域分布情况，并提出了解决问题的措施。     

高压喷射的高速直喷柴油机混合气形成及燃烧过程

为了有效组织燃烧室内气流特性,改进了车用缩口直喷高速柴油机燃烧室结构,并在此基础上基于CFD商用软件FIRE对匹配不同轨压的喷雾特性时燃烧室内气液混合流的速度场、浓度场和温度场的动态分布特性进行了仿真计算分析。研究了高速直喷柴油机的混合气形成规律,并通过试验研究了这种混合气形成特性对燃烧过程及排放特性的影响。结果表明:通过对缩口直喷燃烧室内气流特性和轨压的优化匹配,可以有效地控制燃烧过程的滞燃期、预混合燃烧比例和扩散燃烧过程,从而控制高温燃烧持续期,在保证经济性的前提下,可以有效地降低NOx和烟度排放。     

双燃料直喷式柴油机燃烧模型及性能预测

本文探索了一种适合于甲烷柴油双燃料直喷式柴油机的燃烧模型,用含有14种化学成份的32个化学反应方程来模拟稀薄和接近理想甲烷氧气混合比时的燃烧过程。计算和实测结果表明,此模型能较满意地预示双燃料柴油机的性能,又为设计和研制新型双燃料柴油机提供有价值的信息。     

喷油参数对电控柴油机性能影响的仿真研究

利用发动机仿真软件,对1台电控共轨式柴油机的燃烧过程进行数值仿真,研究了喷油压力、喷油提前角等喷油参数对燃烧生成的NOx(氮氧化物)和碳烟的影响.结果表明:喷油压力和喷油提前角影响燃油的雾化质量和油气混合质量,进而影响燃烧过程和排放物的生成.该仿真计算对优化柴油机喷油参数、改善燃烧过程和降低排放具有指导意义.     

应用电控共轨喷油系统,降低柴油机有害物排放

燃油喷射系统对柴油机有害物的排放有着重要的影响.针对传统燃油喷射系统有害物排放污染环境的问题,分析了有害物生成的原因.根据现代柴油机对燃油喷射系统的要求,结合实例介绍和分析了电控共轨喷油系统的工作原理和工作过程,指出了其优点.在此基础上,提出了应用电控共轨喷油系统是降低柴油机有害物排放的有效措施.     

二甲醚发动机低压共轨燃料喷射系统的设计及试验

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,设计了一种可控预混合燃烧的二甲醚发动机低压共轨电控燃油喷射系统.在此基础上,以柴油代替二甲醚进行试验,分析了在喷射持续期,共轨压力、针阀升程和转速对燃油喷射过程的影响,得出了低压共轨燃料系统的燃料喷射特性,对二甲醚低压共轨系统的实用化起到了促进作用.