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。     

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。     

高压共轨系统综合测试平台设计及试验研究

基于NI公司软硬件产品开发了一整套高压共轨测试平台,并运用其完成对自主研发的高压共轨系统的高速电磁阀响应特性、电控喷油器液力响应及喷油规律可控性、高压共轨喷射系统雾化特性、共轨腔压力波动率控制、共轨高压泵密封性及泵油能力、电磁阀喷油器喷油特性及ECU性能等测试与信号处理分析.试验结果表明,测试平台系统设计合理,可以方便地通过图形化LabVIEW软件编程,实现不同的测试方案,提高测试质量和测试效率,适用于不同类型的共轨系统测试.     

基于PSPICE喷油器电磁阀双电源双边驱动电路的设计与优化研究

为了提高喷油器电磁阀的高速驱动性能,建立了精确的电控柴油机电磁阀驱动模块的PSPICE模型,据此仿真分析了驱动方式和续流方式、驱动电压及续流回馈电压对电磁阀开启、关闭响应性影响规律。设计了电磁阀双电源双边驱动钳压续流电路,进行了工作过程的数学分析和参数优化。试验结果表明:该驱动电路提高了各个通道的喷油一致性,小油量(0.5ms喷油脉宽)时各驱动通道的最大偏差率为2.21%,相对标准差为1.41%,同时五次喷油下缸压峰值波动率为0.57%,该驱动电路满足高效清洁燃烧系统对喷油器驱动控制精度和各缸喷油规律一致性的要求。     

高压共轨系统雾化特性的试验研究

建立了柴油机高压共轨喷射系统的喷油雾化规律摄影平台，利用高速电子闪光数字摄影技术和高压容器，拍摄了喷雾的图像，并研究高压共轨喷射系统的喷油雾化规律，以及共轨压力与电磁阀喷油器动态响应性能对雾化特性的影响。     

柴油机喷油的轨压降规律及一致性方法

高压共轨喷油器喷嘴流通能力会因积碳或者磨损发生改变,导致喷油流量变化,破坏了柴油机多缸喷油量一致性,影响发动机性能;分析了高压共轨燃油系统喷油器喷油引起的轨压变动过程,在油泵试验台上,采用10 kHz频率采集轨压,并用小波变换处理方法获得轨压特征;理论分析了喷油流量与轨压变动特征的关系,试验发现：喷油器喷油会引起轨压下降,轨压下降速率和喷油流量呈单调正相关,喷油引起的轨压下降总量与喷油量总量也呈正相关,且与多次喷射无关;提出了以保证轨压降相同为目标,通过修正喷油脉宽,实现多缸喷油量一致的控制方法,并对控制方法进行试验验证．     

基于HYDSIM的高压共轨系统参数优化设计

使用AVL HYDSIM燃油喷射系统仿真平台对高压共轨燃油系统进行参数优化设计,主要针对进油阀升程和进回油量孔直径进行了优化,同时对额定工况下高压油泵和喷油器性能进行分析。重点研究了出油阀出油量以及喷油器喷油一致性。通过分析仿真结果得出:升程与孔径优化后提升了高压共轨燃油系统的一致性,满足设计需求。     

高压共轴喷油器设计参数对性能影响的研究

对一种新型高压共轨式柴油机电控喷油器的结构参数对喷油器响应特性、喷油规律的影响进行了试验研究,设计了一种新型的液力平衡式电磁阀并对其结构参数进行了参数优化研究。给出了控制室结构参数对喷油器液力响应特性和喷油规律形状剪裁的研究结果,实现了喷油规律形状的灵活控制,因此称该喷油器为灵活控制喃油规律的共轨喷油器,简称FIRCRI。     

高压共轨系统水击压力波动现象试验

柴油机高压共轨喷油系统中的水击压力波动对多次喷射的精确控制至关重要.使用电磁式共轨多次喷射装置,进行了水击压力波传播现象的试验研究.得出了单次、多次喷射条件下,喷射过程中及喷射结束后共轨和喷油器入口的压力时间曲线和喷油率曲线.研究了共轨系统水击现象产生的机理;解释了系统控制参数,亦即压力和喷油脉宽与水击压力波动的频率和振幅的关系;总结了水击压力波动对同一喷油器多次喷射和喷油器之间的顺序喷射的影响.     

柴油机共轨系统ECU的设计及喷油特性研究

电控共轨系统的共轨压力和喷油量能够进行独立控制，因此它表现出传统燃油喷射系统所无法比拟的优势。采用高性能的32位MC68332型单片机开发了电控单元，实测了基于HEUI（Hydraulic Electronic Unit Injector）增压式喷油器的喷油规律，以研究影响共轨系统喷油规律的因素。结果表明，喷油器的机械结构在一定程度上决定了喷油特性，而一个强有力的驱动电路有助于提高喷油器的响应速度。随着共轨压力的升高，喷油速率提高；喷油控制脉宽的增大延长了阀门打开时间，使喷油持续期延长。通过调节共轨压力和控制脉宽可获得灵活的喷油规律。