柴油机采用轻量针阀喷油器的节油研究

研究了柴油机喷油器采用轻量针阀后，由于针阀质量减轻，提高了针阀的开启速度和落座速度，减小了喷油持续角，而且燃油喷注的油滴平均直径减小，燃烧改善，从而获得明显的节油效果。     

夹持式喷油压力传感器电压波研究

介绍一种检测燃油喷射系统的夹持式压力传感器和其测量装置，并且用该测试系统在喷油泵试验台和发动机台架上做了调整喷油器开启压力的试验，测得了各喷油器开启压力的电压波、计算其特征值。最后，在分析上述测量结果的基础上，建立了一种判别喷油开启压力大小的方法。     

柴油机喷油器针阀落座过程的冲击应力分析

采用显示动力学算法对柴油机喷油器针阀落座时的冲击过程进行动态仿真计算,得到针阀落座过程中的应力分布以及冲击力和能量变化关系;分析落座速度对冲击应力的影响。与公式计算法的结果对比表明:该方法具有更高的精度,可用于指导喷油器的改进设计。     

共轨系统电磁喷油器盛油槽压力测量与分析

喷油器盛油槽的压力非常重要,设计的测量系统能够准确地测量盛油槽压力,测得的结果客观地反映了盛油槽的压力变化趋势,为燃油在油嘴内的流动分析和喷雾特性计算提供边界条件.在不喷射的稳态情况下盛油槽与共轨管内压力相同,但在针阀打开后的喷油过程中,盛油槽压力是波动的,降低或升高的最大幅值与轨压有关,但最大幅度基本相同,为轨压的20%.喷油结束后,盛油槽内仍存在巨大的压力波动,该波动将影响多次喷射中后喷射的控制.盛油槽压力曲线在喷油过程中存在有规律的波动,根据该压力变动过程可以分析出电磁铁的响应时间、针阀的开启和关闭延迟,并计算出实际的喷油持续期.压力曲线还可以从侧面反映针阀运动情况,盛油槽压力与控制腔的压力和针阀升程联合测量,将为喷油器设计和喷雾计算提供更为系统的边界条件,但鉴于其难度,需要逐步实现.     

机械喷油器压力曲线特征分析

柴油机机械喷油器盛油槽压力曲线的特征明显,具有常规嘴端压力测试观测不到的针阀关闭时刻特征,可以判断出喷油器的启闭时刻、启闭压力以及喷油持续期。针阀开启压力和关闭压力基本不随转速的变化而变化,压力突降对应的压力接近喷油器的静态开启压力。由于节流作用,盛油槽的峰值压力要高于常规嘴端峰值压力,在高转速下,压差约为10%。与嘴端压力和针阀升程联合测量的结果表明,盛油槽压力曲线与喷油器工作特征吻合,在没有针阀升程传感器的情况下,可以用盛油槽压力曲线判断针阀启闭过程和喷油的持续期。     

增压式电控喷油器仿真分析

基于AMEsim软件建立了增压式电控喷油器仿真模型,在对模型进行试验验证的基础上,仿真分析了喷油器的关键参数,如控制腔容积、进出油孔孔径和针阀弹簧预紧力对喷油速率和针阀升程的影响规律。结果表明:当控制腔容积较小时,针阀落座快,但轨压波动大,喷射压力不稳定,当控制腔容积较大时,针阀反应速度下降,导致落座延后;进出油孔孔径主要影响喷油起始和结束阶段的喷油率和针阀升程;在保证针阀正时开启和足够喷油量的情况下,针阀弹簧预紧力应取较大值。     

基于Hydsim的高压共轨电控喷油系统喷油特性仿真分析

为了深入研究柴油机喷油系统关键结构对喷油特性的影响,运用Hydsim软件建立系统仿真模型,通过改变进出油节流孔和控制活塞的结构参数,分析其对喷油特性的影响。仿真结果表明:随着进油节流孔面积增大,针阀开启速度变慢,落座速度加快;随着出油节流孔面积增大,针阀开启速度加快,落座速度影响不大,在满足喷油要求的前提下出油节流孔面积应取较小值;随着控制活塞直径增大,针阀开启速度变慢,落座速度变快。可以依据针阀升程和喷油率的仿真曲线,选择适当范围的结构参数。     

基于动量控制的GDI喷油器针阀防反跳结构分析

过大的针阀落座反跳会导致汽油缸内直喷(GDI)喷油器头部燃油泄漏或二次喷射,因而必须对其反跳幅度进行控制。本文分析了GDI喷油器针阀的运动规律及落座反跳的影响因素,在此基础上提出了2个降低反跳的新结构。采用AMESim软件建立了计算模型,对2个新结构方案进行计算分析。结果表明,新的结构方案可有效抑制运动件的落座反跳;通过动量控制的方法,降低运动件质量可显著减小反跳幅度。     

发动机台架实验中喷油器针阀升程的调节方法及应用

针阀升程是柴油机燃油系统的重要参数。通常，针阀升程是用位移传感器和显示器进行测量和显示，并同时测定泵端和嘴端压力等参数，计算其喷油规律，从而综合分析针阀升程对柴油机性能的影响。由于上述测试一般不在台架试验中进行，因而测试结果是间接的。本文提出一种在柴油机台架试验中直接调节针阀升程的方法，从而确定某种机型合适的针阀升程参数。此方法在某厂175型单缸柴油机与喷油器匹配的实验中得以应用，在用台架试验确定喷油器设计参数方面进行了探索。     

GDI喷油器高速电磁阀动态响应监测方法的研究

以缸内直喷汽油机高速电磁阀喷油器为研究对象,利用高速显微摄像判定喷油器喷雾开始和结束延迟,同时利用数据采集装置DAQ同步采集喷油器脉宽信号、线圈中的电流和喷油器入口压力变化。试验发现:喷油器高速电磁阀的开启、关闭延迟和喷油器线圈电流有很好的对应关系,当喷油器开始喷油时,线圈电流变化率达到最大值;喷油器喷油结束时,线圈电流曲线对应出现电流凸起。在无需对喷油器进行任何改造的基础上,提出了一种实时检测电磁阀动态响应时间的方法,并进一步研究了电磁阀开启高电压、喷油压力对电磁阀响应延迟的影响。研究结果表明:开启高电压对电磁阀响应时间影响较大,最大差值为0.16ms,喷油压力变化影响很小,仅为0.025ms。     

阻尼参数对喷油器多次喷射影响的试验研究

控制阀作为共轨喷油器的零件一直占据重要地位,控制阀的开启、关闭特性影响着喷油器的性能,而控制阀的关闭特性对喷油器的稳定性及多次喷射产生较大影响.引入阻尼参数作为新的研究量,利用试验的方法对某型号喷油器进行不同控制阀阻尼参数的试验研究.试验结果表明:当控制阀阻尼间隙在0.08 mm以内时,喷油器多次喷射稳定性更好;当阻尼...     

压电喷油器结构参数优化及性能试验研究

压电执行器由于其快速准确的动态响应特性,为喷油器精确的小油量、多次喷射能力提供了重要保障。针对研制的压电喷油器,基于压电喷油器一维电-机-液耦合仿真模型,进行了喷油器关键结构参数优化设计,并对研制出的喷油器性能进行测试,从油量特性、响应特性以及多次喷射过程的喷油规律等方面验证了喷油器的可靠性。结果表明:相比于初定方案,优化后喷油器响应特性有所改善,喷油量略微减少,针阀的开启延迟减少了0.04 ms,关闭延迟减少了0.05 ms,抬起时间缩短了0.29 ms,落座时间缩短了0.17 ms;试验表明该喷油器油量稳定性较好,最小预喷油量为4 mm3,能够实现小油量的预喷和波形稳定的多次喷射。     

电控喷油器的优化设计

根据电控喷油器各部件的结构特点、耦合关系及物理性质，建立了电控喷油器电磁阀驱动、电磁阀、液力、机械系统耦合的数学模型，完成了仿真计算并获得了各因素对电控喷油器性能影响的空间图谱；系统地研究了电控喷油器结构参数对喷油器动态响应的影响。以仿真结果为基础，以系统的响应和经济性为目标，建立了系统的多元回归方程。通过多目标规划，对系统的结构参数进行了优化。利用分析结果，设计了相应的零部件。在喷油器动态特性测试台架上，对经过优化设计的喷油器进行了动态响应特性等测试。测试结果与仿真结果有较好的一致性；喷油器针阀开启和关闭响应时间均叮达0．2ms，喷油规律波形与控制脉冲波形基本一致。     

船用低速柴油机电控喷油器的动态响应特性研究

基于AMESim液力仿真平台搭建了船用低速柴油机双阀电控喷油器的数值模型,循环喷油量的计算值与实测值的最大误差仅为3.38%,且喷油压力、增压活塞位移关键时序指标的试验数据与计算数据的最大相对误差不足1%,证明了该模型的准确性。为了分析喷油器的动态响应特性,定义了开启响应时间和关闭响应时间,探究了结构参数对喷油器响应特性的影响规律,并通过帕累托分析确定了各因素对喷油器响应特性的影响权重。结果表明:喷油器开启响应时间与增压活塞小头直径、针阀最大升程、针阀弹簧预紧力、控制腔直径呈正相关,与增压活塞大头直径呈负相关,各因素对喷油器开启响应时间的影响权重分别为8.59%、15.74%、4.97%、10.88%、9.48%。喷油器关闭响应时间与增压活塞大头直径、针阀最大升程呈正相关,其影响权重分别为7.86%、27.33%,与增压活塞小头直径、针阀弹簧预紧力、控制腔直径呈负相关,其影响权重分别为6.22%、7.29%、7.36%。对于喷油器开启响应时间,增压活塞小头直径与增压活塞大头直径、增压活塞大头直径与针阀最大升程、增压活塞小头直径与针阀最大升程、增压活塞大头直径与针阀弹簧预紧力及增压活塞小...     

用约束变尺度法优化电磁阀响应速度

为了提高某型高压泵电磁阀响应速度和控制精度,使开启持续期尽可能地接近实际控制脉宽,应用约束变尺度法,针对高压泵电磁阀的工作过程建立了数学模型,在给定约束条件的情况下,优化了系统参数,计算结果显示,电磁阀开启和关闭的最短时间为1.08 ms,响应性提高.     

增压式共轨喷射系统的模拟计算和试验分析

通过对原蓄压式共轨喷射系统基本原理的重大改进 ,新型增压式共轨喷油系统实现了真正意义上的压力和时间的独立控制。同时 ,利用 Hydsim软件模块化模拟计算技术 ,对该系统进行了较为全面的模拟分析。计算与试验结果表明 ,喷油器的结构参数对液力流动性能的影响很大。合理地匹配控制油道和喷孔面积、针阀升程和开启压力以及增压比等参数 ,可以进一步扩大系统的可控范围 ,为喷油性能的优化提供更好的前提条件     

无量纲参数和控制策略对多次喷射响应特性及喷油规律的影响

用MATLAB语言对FIRCRI电控高压共轨喷油器4次喷射过程进行了仿真,着重研究了无量纲参数A1i及控制信号脉宽及间隔的变化对其电磁响应、液力响应特性的影响.研究发现在A1i值为2.5时其液力开启、关闭时间均在0.25 ms左右,此时总喷油量和总回油量相当,为50 mm^3左右.此外,在A1i值为2.5基础上进一步研究了不同控制策略下喷油规律的柔性可调节性,并与喷油规律标定试验结果作了对比,发现通过调制控制信号喷油规律可以灵活柔性地调节.     

Experimental investigation and combustion analysis of a direct injection dual-fuel diesel–natural gas engine

A single-cylinder diesel engine has been converted into a dual-fuel engine to operate with natural gas together with a pilot injection of diesel fuel used to ignite the CNG–air charge. The CNG was injected into the intake manifold via a gas injector on purpose designed for this application. The main performance of the gas injector, such as flow coefficient, instantaneous mass flow rate, delay time between electrical signal and opening of the injector, have been characterized by testing the injector in a constant-volume optical vessel. The CNG jet structure has also been characterized by means of shadowgraphy technique.     

高压共轨喷射系统参数对柴油机性能影响的研究

针对高压共轨喷射系统在仿真软件中建立喷油器和发动机的耦合模型。在台架试验验证了模型可信性的前提下,对喷射系统进行变参数研究,并分析各个参数对喷油规律和发动机性能的影响。研究结果表明:液压控制容积的大小及控制容积进回油孔径的大小会影响喷油器开启和关闭过程中的喷油速率;电磁阀铁芯质量超过10g时针阀落座明显延后;弹簧预紧力由50N增加到100N时,喷油器的初期喷射速率降低了35%左右,喷射时刻也滞后约2～3°CA;磁场力由70N增加到130N时,初期放热速率增加2倍左右,喷射时刻也提前约2°CA;喷孔的孔数和孔径存在最佳匹配关系,匹配的效果直接影响到喷孔的流量系数,从而影响发动机的性能。