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。     

高压共轨柴油机各缸不均匀性在线修正及其失火诊断

针对高压共轨柴油机运行时各缸间存在的差异,提出了一种基于每个工作循环瞬时角加速度的在线修正的方法.在一个循环中,计算出各缸工作后的瞬时角加速度的平均值,按各缸瞬时角加速度与平均值的差异的大小对喷油量进行修正,若修正油量超过了设定的阈值则进入失火诊断程序,并进行统计.在设定的循环次数中,超过阈值的概率大于一定值时,确认发生了失火,根据诊断电路,确定导致失火的原因.试验结果表明,在线修正后,发动机运行更加平稳柔和,并能快速准确地诊断出人为设定的失火故障.     

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.     

轻型车用柴油机起动怠速过渡过程瞬态喷油量控制

提出了一种基于目标转矩的起动过程瞬态喷油量控制方法,并在2.8T型高压共轨直喷柴油机上与恒定油量控制方法以及油量MAP式控制方法进行了对比试验。结果表明:基于MAP式控制方法在起动过程中虽然NO_x排放少,但燃烧效率也低,HC和CO排放较高;恒定油量控制方法在起动过程中能保持较高的燃烧效率,HC和CO排放较低,但NO排放多,而且起动过渡到怠速时转速波动较大;本文控制策略可根据起动过程中转速的变化精确控制瞬态喷油量,因此起动过程中燃油消耗量最少、燃烧效率高、CO_2排放最低,在HC和CO以及NO_x排放水平较低的前提下,可以实现起动过程平稳地过渡到怠速状态。     

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.     

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．     

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.     

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。     

电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析

电控单体泵循环喷油量的波动直接影响其匹配船用发动机的工作稳定性和一致性.为研究系统各关键特性参数对循环喷油量波动的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了低压供油压力、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、控制阀杆升程、衔铁残余气隙、控制阀杆配合间隙、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数等关键参数对循环喷油量的影响规律.通过量化分析,得出各特性参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标,在全工况平面内,低压供油压力为0～20.2%,凸轮型线速率为20.6%～42.0%,控制阀杆升程为4.0%～16.5%,喷油器开启压力为3.7%～49.8%,喷油器针阀升程为0～16.5%,喷油器流量系数为2.6%～40.5%;同时,揭示了全工况平面内负荷特性和速度特性下各特性参数对应的循环喷油量波动的百分比量化指标规律.对影响循环喷油量稳定性的关键特性参数进行量化分析,可为实现电控单体泵燃油喷射系统全工况平面循环喷油量的稳定性设计、提高电控单体泵和船用柴油机性能的一致性提供理论指导.     

车用柴油机在不同增压系统下的燃烧过程

在较宽的转速范围内测录了增压柴油机的高压示功图 ,喷油系统的泵端压力、嘴端压力、针阀升程 ;利用内燃机燃烧过程的分析诊断软件计算了燃烧放热规律和喷油规律 ;应用柴油机燃烧及喷油过程特征参数的分析方法 ,对 3种不同增压系统下柴油机的燃烧过程进行了分析。     

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

基于Simulink的电控柴油机起动工况策略

根据发动机的起动特点,设计了基于Simulink的电控柴油机起动工况控制策略,其起动过程主要包括两个阶段:拖转不喷油阶段和拖转喷油阶段.结合发动机的实际运行情况进行了模拟仿真与试验测试.试验表明:在起动条件良好的情况下,加入拖转不喷油阶段的控制可以提高起动速度,减小冒烟限制;在起动条件恶劣的情况下,拖转不喷油控制和斜坡补偿油量反馈控制协调作用,明显提高了起动效率.     

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．     

柴油机电控燃油喷射技术与我国加快发展柴油轿车的思考

介绍现代柴油机电控燃油喷射技术发展历程,阐述柴油机高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成、工作原理、特点及未来方向,分析柴油机动力的优势与世界轿车柴油化趋势,重点从节能和环保角度浅谈我国加快发展柴油轿车的战略意义、紧迫性、措施及对策。     

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。     

内燃机标定功率和燃油消耗率的测定及其修正

针对内燃机标定功率和燃油消耗率受环境状况影响的情况,结合相关标准,研究了等油量法与可调油量法在柴油机、汽油机功率和燃油消耗率测试中进行环境修正的具体方法及注意事项,并给出了修正的原则及实际修正案例.     

喷油器特性参数对YC4F50柴油机排放特性的影响

通过对玉柴YC4F50自然吸气式柴油机的8工况(EPA)排放特性的试验研究,分析喷油器的孔数、孔径、伞状喷雾锥角以及油线落点高度对排放特性的影响。实验表明:在喷射压力不变的条件下,伞状喷雾锥角为155°时的落点标准方差较150°的小,油线沿燃烧室周向等弧长均匀分布程度较好,8工况排放特性好;适当增大喷油器的孔径可提高油气混合均匀程度,提高燃烧效率,降低PM、HC、CO排放值;6孔喷嘴较之5孔喷嘴有着较低的PM、HC、CO排放,NO_x有所上升,比油耗基本不变。通过试验最终确定采用6×0.17-155°的喷嘴匹配YC4F50柴油机,获得了良好的排放与经济性能。