船用大功率柴油机共轨管设计仿真与试验研究

现代柴油机高压共轨系统中共轨内压力的动态波动会直接影响燃油喷射系统的喷油规律,而共轨管是压力波动的重要因素。运用AVL公司的HYDSIM软件建立了高压共轨喷射系统模型,以稳定共轨管内的压力和满足系统启动为出发点,进行了共轨管的匹配设计,分析和计算了高压共轨管的容积、共轨管长度和内径,以及根据系统需求,对共轨管的外径进行了计算。     

高压共轨系统水击压力波动干涉型Q管滤波器

柴油机高压共轨系统多次喷射中,喷油器工作引起的水击压力波动直接影响到多次喷射理想喷油规律的实现。为降低高压共轨系统水击压力波动的不良影响,利用流体传输管道动力学的基本理论和方法,依据高压共轨系统结构特点,设计了结构简单且容积小的干涉型Q管滤波器。实验结果表明:干涉型Q管滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率高达11.6,最大油量波动率降低27%。     

共轨燃油喷射系统高压容积的仿真优化

高压容积的大小是影响共轨压力波动以及系统压力建立过程的重要因素。应用HYDSIM软件建立了某型高压共轨系统模型,研究了高压容积对系统压力波动以及系统压力建立过程的影响,并提出共轨系统高压容积的优化设计原则。     

高压共轨系统水击压力波动T型谐振型滤波器

针对柴油机高压共轨系统水击压力波动影响多次喷射喷油量的精确控制,设计了适用于高压共轨系统的T型谐振型滤波器。台架试验结果表明:T型谐振型滤波器对共轨系统水击压力波动和油量波动有明显的消振和滤波作用。水击压力波动最大衰减率达17,最大油量波动率降低19%。同时,T型谐振型滤波器具有结构简单、容积小、效率高的特点。     

共轨管出油孔对高压共轨系统压力波动影响的研究

基于某直列四缸发动机高压共轨系统,应用AMESim软件对其进行了仿真计算,通过改变共轨管出油口的尺寸,分析了共轨管的出油孔对高压共轨系统内压力波动的影响及其对各缸喷油器喷油一致性的影响。     

柴油机高压共轨燃油喷射系统共轨压力控制技术研究

介绍了一种新型的柴油机高压共轨系统及其共轨压力调节原理,制定高压共轨系统共轨压力控制策略,编写共轨压力闭环控制程序并开展共轨系统平台试验,验证了共轨压力闭环控制算法。     

高压共轨燃油系统轨压控制策略研究

建立了高压共轨燃油系统的物理模型,理论分析得出高压共轨燃油系统内轨压的主要影响因素是发动机转速、喷油量及当前油轨压力。以这3个因素为自变要素,采用查表的方法建立了前馈控制逻辑;以泵油量作为PID反馈修正自变量,改进了PID反馈控制,形成柴油机高压共轨轨压控制的策略,并进行了试验验证。研究结果表明:采用改进的闭环控制方法,降低了稳态轨压的波动,在油泵转速950 r/min,最大循环喷油量230 mg的工况下,目标轨压为160 MPa时,轨压波动由±3 MPa左右减小到±0.3 MPa左右;动态控制时超调量减小了约5 MPa,稳定时间也缩短约0.05 s。     

共轨系统燃油压力及物性参数测试研究

通过试验研究高压油管和喷射参数对共轨系统燃油压力波动的影响规律;基于压力波传播特征,探索共轨高压下燃油物性参数测试的可行性。测试结果表明:高压油管越长,燃油压力波动峰值持续时间越长;高压油管直径增大,压力波动减小;压力波动随轨压的增大而增大,随喷油脉宽的增大而增大并逐渐趋于稳定。为降低压力损失,应在满足使用要求的前提下,选择直径较大且较短的高压油管。该试验测试方法可实现高压共轨条件下的燃油音速、密度和弹性模量等物性参数的测量,且密度和弹性模量随轨压的增大而增大。     

高压共轨燃油系统喷油诱导的压力波特征试验研究

在油泵试验台架上开展喷油为主动量诱导的高压压力波动特征的试验研究,分析靠近嘴端的高压油管内以及高压油轨的轨压传感器处压力波动规律。研究表明:柴油机高压共轨燃油喷射系统中,喷油引起的压力波不受油泵引起的压力波影响;喷油引起的嘴端压力波动比轨端要显著;嘴端压力波呈现明显的波动衰减,其压力波的频率与燃油属性有关,波动的最大振幅主要与喷射压力、喷孔大小有关;高压油轨处的压力波动特征不明显,单次喷油引起的轨压下降总量不仅与喷射压力、喷孔大小有关,还与喷射脉宽有关。     

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.     

基于模型的船用柴油机双泵协同共轨压力控制方法研究

为降低具备双高压油泵的船用柴油机的共轨压力波动水平,提出了一种基于模型的双泵协同共轨压力控制方法.针对高压共轨系统的结构特点,建立了喷油量、供油量与共轨压力变化的简化模型;设计了以最小压力偏差为目标的双泵协同策略,确定工作油泵数量;设计了基于模型的主动抗扰控制算法,采用基于模型的前馈控制,反映燃油系统部件状态,采用主动...     

高压共轨系统限压阀试验研究

在电控高压共轨系统研究的基础上,对共轨管部件限压阀进行了试验研究,并对试验结果进行了分析,最后对自主开发的限压阀特性进行试验,并提出压力控制故障模式下的程序运行流程,从而为共轨系统故障诊断奠定了基础。     

柴油机共轨系统中多分支共轨的三维模拟计算分析

利用 PISO算法对多分支共轨管道的非稳态流动进行了三维模拟计算 ,并对共轨喷射系统进行了测试 ,数值模拟计算结果和实测结果基本吻合 ,计算结果反映了共轨内压力场的基本情况。计算分析了共轨容积和结构尺寸对共轨内压力波动及喷油的影响。     

高压共轨喷油器蓄压腔进油通道设计

为了满足大功率柴油机的需求,进一步控制系统内的压力波动,减小共轨喷油器内压力波动对系统轨道压力的影响,对一种高压共轨喷油器蓄压腔进油通道进行了优化设计.利用三维流体分析软件FLUENT对喷油器蓄压腔进油通道进行了仿真分析,通过对不同凸边长度的进油通道及不同节流孔的进油通道流场计算,发现蓄压腔进油通道加凸边的设计结构,当凸边结构小于3mm时,可以实现不影响喷油量的同时,降低共轨系统内的压力波动.     

柴油机高压共轨系统仿真研究

建立了高压共轨燃油系统工作过程的数值仿真模型,仿真结果与试验数据吻合较好。利用该模型研究了喷油器不同喷孔直径和喷孔数的组合对喷油速率的影响。研究结果表明,运用软件仿真技术对高压共轨燃油系统进行仿真计算和优化设计是一种有效方法。     

轨压对高压共轨发动机性能影响的仿真与试验

以某4102柴油机为样机,采用试验与模拟相结合方式研究了不同轨压对高压共轨发动机性能影响。研究表明,增大轨压,会使得放热速率的峰值增加,燃烧持续期缩短,缸内平均燃烧压力和平均燃烧温度增加,有利于改善燃油经济性,但会造成工作粗暴、振动和噪声加大、NOx排放增加,且NOx的生成受燃烧前期的影响较大,碳烟排放降低。