基于喷雾动量的喷油器各孔喷射特性试验研究

基于喷雾动量搭建了喷油器各孔有效流通截面积与喷油规律测试系统,在验证其准确性的基础上,研究了各孔有效流通截面积、喷油规律与喷射均匀性随着油泵转速、循环油量的变化。研究结果表明:在同一工况下,有效流通截面积、喷油规律各孔变化趋势一致,循环喷油量分布不均匀,第五孔明显小于其他四孔,最大差异达到24%;随着油泵转速的升高,有效流通截面积波动趋于平稳,循环喷油量及喷油持续期均增大,单位凸轮转角喷油速率降低,各孔喷油量不均匀度变小;随着循环喷油量的增加,喷油速率及持续期均变大,各孔喷油量不均匀度变小。     

柴油机无压力室喷油器各孔喷射特性差异测量分析

在油泵试验台上用数据采集系统测量分析油泵-油管-油嘴燃油供给系统相同型号4个无压力室喷油器各孔喷射特性。研究结果表明:各喷油器及同一喷油器各孔的喷油喷射特性均存在差异;动态流量系数在喷油过程中随时间(凸轮转角)而变化;同一喷油器针阀全开时各孔流量系数差异与各孔循环喷油量差异变化趋势相同,随转速及循环喷油量的增加各孔循环喷油量及流量系数不均匀度均降低;但各孔流量系数不均匀度比各孔循环喷油量不均匀度要小,说明仅用各孔流量系数差异不能完全反映出各孔喷射特性差异。     

高压共轨喷油器各孔喷油均匀性的测试与分析

设计高压共轨喷油器的测量装置,测量喷油嘴各个喷孔的喷油量,分析各喷孔喷油量的均匀性,通过测试2只高压共轨喷油器喷油嘴的各孔喷油量,对测量装置进行考核和验证;计算和分析高压共轨喷油器喷油嘴各孔喷油量均匀性对碳烟(soot)排放、指示功等的影响。结果表明:测量装置的喷油总量和重复性均满足试验要求,2只喷油器喷油嘴下排喷孔的喷油量均大于上排喷孔,转速、喷射压力以及喷射脉宽对喷油嘴各孔喷油质量均匀性均有一定影响;喷油嘴各孔喷油量不均匀会导致发动机soot排放恶化,增加局部soot浓度。     

柴油机喷油过程循环变动的测量分析

本文建立了一个测量多循环喷油过程连续变化情况的测试系统,在喷油泵试验台上测量分析了油泵齿杆位置固定、转速不变及转速突然变化时油管压力及喷油规律的连续变化情况。研究结果表明,在油泵齿杆位置固定、转速不变时,油管压力峰值大小与循环喷油量的大小并无一定的对应关系,喷油过程有二次喷射时,循环喷油量的波动并不是很大。在油泵齿条拉杆位置固定、转速突然增加时,喷油过程存在所谓超调现象。     

电控单体泵燃油系统低速供油特性试验研究

在电控单体泵试验台上进行了低速供油特性试验研究,分析了不同喷油持续期、凸轮轴转速条件下的喷油压力和针阀升程变化情况,并研究了低速时电控单体泵的喷油量循环变化规律。试验结果表明:电控单体泵低速工况时,电控单体泵喷油压力与针阀升程曲线存在明显波动,并随凸轮转速增加,波动变化减弱;在不同喷油持续期内,大持续期喷油压力与针阀升程曲线波动规律与小喷油持续期一致;低转速下小喷油持续期喷油量循环波动小于大持续期工况,且随凸轮转速增加,喷油量循环波动降低。     

喷油泵试验台自动量油系统的研究

为解决喷油泵试验台量油系统测量误差较大以及自动化程度低的问题,本研究通过采集喷油器针阀升程、喷油压力、转速等信号实时动态测得精确喷油量。     

电磁阀控制单柱塞直列分配式喷油泵的设计与应用

为了改善电控单体泵存在的各缸喷油量不一致的问题,设计开发了电磁阀控制单柱塞直列分配式喷油泵,通过电磁阀油量控制结构,实现喷油量和喷油正时角度自由调整;通过油量分配机构,实现了单柱塞向柴油机各缸喷射燃油的功能,解决了因为多个电磁阀、柱塞偶件及油量控制阀造成的每个缸喷油量不一致的问题。通过试验分析了阀杆行程、低压油腔的压力、转速、供油速率、电流及燃油温度对喷油泵喷油特性的影响,并通过某非道路498柴油机进行了排放测试,结果表明可满足国Ⅲ排放法规的要求。     

喷油泵试验台自动量油系统的研究

为解决喷油泵试验台量油系统测量误差较大以及自动化程度低的问题,本研究通过采集喷油器针阀升程、喷油压力、转速等信号实时动态测得精确喷油量.     

喷油泵各缸喷油量不均匀度对发动机燃烧及排放的影响

采取一种新的控制小齿条位置时各缸循环喷油量不均匀度的喷油泵标定方法,得到了标定点、怠速点和小齿条位置的各缸喷油量不均匀度大幅度改善的喷油泵,并研究了该喷油泵对发动机燃烧及排放的影响．研究结果表明,喷油泵的各缸喷油量不均匀度改善后,发动机缸内最大压力和最大压力升高率明显降低,发动机的NOx排放显著降低,PM排放略微提高．适当提前发动机喷油提前角,发动机的排放可以达到欧Ⅱ水平．     

不同海拔条件下喷油参数对柴油机性能的影响

通过内燃机高原环境模拟试验台,研究了不同海拔条件下高压共轨柴油机在最大转矩转速点(1500 r/min)全负荷(2300 N·m)和部分负荷(500 N·m)工况下喷油提前角、共轨压力及循环喷油量(全负荷)对柴油机燃烧特性与性能的影响规律.结果表明:全负荷工况下,随着喷油提前角增加,柴油机滞燃期增加,最高燃烧压力和最大压力升高率增大,增大趋势随海拔增加而降低,柴油机转矩在0 km和3 km海拔先增加后减小,在5 km海拔时逐步增加.随着共轨压力增加,柴油机燃烧相位提前,最高燃烧压力、最大压力升高率和转矩均增加,排温降低;部分负荷工况下,有效燃油消耗率随共轨压力增加而降低.随循环喷油量增加,转矩、排温和缸内压力均逐渐增大,最大压力升高率在3 km海拔范围内逐渐增加、在5 km海拔时逐渐减小.海拔每升高1 km,柴油机在全负荷工况下,最佳循环喷油量平均降低5.81%,最佳喷油提前角和共轨压力在全负荷和部分负荷工况下平均分别增加了1.2°,CA、0.8°,CA和4 MPa、3 MPa.     

液压自由活塞柴油机喷油特性研究

针对液压自由活塞柴油机的特点提出了共轨液压式柴油喷油系统,即利用液压自由活塞柴油机的高压油路替代供油系统的高压油泵。通过对共轨液压式喷油系统的原理分析,利用活塞式供油规律测试仪对其喷油规律展开离线研究,研究了不同驱动压力、不同喷射频率条件下的循环喷油量、喷油延迟时间的变化规律。为进一步研究发动机实际运行过程中气门控制油路等对喷油过程产生的影响,在线对循环喷油量进行了测量。结果表明:由于喷油器驱动油路和气门驱动油路连接在一起,气门驱动供油造成了喷油器驱动油路的压力波动,从而使得循环喷油量变动范围变大(-6.9%9.5%),最终影响发动机稳定运行。对发动机气门及喷油驱动油路改进后进行连续运行试验,试验研究结果表明:循环喷油量的波动及实际喷油位置的变化都会影响液压自由活塞发动机连续稳定运行,要实现液压自由活塞发动机连续可靠稳定运行,必须减小循环喷油量波动和喷油延迟时间。     

基于键合图高压共轨喷油波动影响的显著性

基于键合图理论建立了电控喷油器数值模型,推导得到了其状态方程,循环喷油量计算值与测量结果最大相对误差为5.05%,喷油率计算值与试验测量结果吻合度较好,表明所建立的数值模型具有较高的精度.对循环喷油量波动响应面模型进行评价表明,其可以在设计空间内合理预测系统循环喷油量波动.响应面模型的显著性分析表明,针阀通道节流孔直径、喷孔直径、针阀升程、针阀弹簧预紧力的独立作用以及进油节流孔直径与出油节流孔直径、针阀通道节流孔直径、针阀升程、针阀通道节流孔直径与出油节流孔直径、喷孔直径、控制阀升程、控制阀弹簧预紧力、针阀升程、针阀弹簧预紧力、喷孔直径与针阀升程、针阀弹簧预紧力、控制阀升程与控制阀弹簧预紧力间的交互作用在95%置信水平下对系统循环喷油量波动影响显著.     

应用蒙特卡洛方法对共轨喷油器进行敏感性分析

本文在AMESim软件中建立了共轨喷油器计算模型,应用蒙特卡洛方法分析了共轨喷油器重要参数对于喷油器性能(如喷油量)影响的敏感性,研究了不同工况下衔铁升程、进油量孔流量、出油量孔流量、针阀与针阀座面角度差、油嘴喷孔流量、弹簧预紧力、弹簧刚度等参数对于喷油量的影响,得到了各个工况下喷油量的波动范围及不同共轨喷油器参数对于喷油量影响的线性回归系数。     

喷油器喷孔结构对循环喷油量一致性的影响

针对柴油机高压共轨喷油器不同的喷孔结构参数,开展了喷油流量的一致性仿真和试验,分析了不同轨压情况下喷孔锥度(k系数)、入口圆角半径对喷油器循环喷油量的影响以及不同轨压、脉宽情况下喷孔结构对循环喷油量一致性的影响.结果表明:增大喷孔k系数和入口圆角半径可以有效抑制孔内空化现象,增大喷孔流量系数,从而增大喷油器循环喷油量;在喷孔结构相同时,增大轨压或喷油脉宽可以减小喷孔内压力波动对循环喷油量一致性的影响;增大k系数和入口圆角半径可以减小因空化现象造成的压力波动,使喷孔内部燃油压力分布更均匀,提升循环喷油量一致性.     

喷油泵顶隙式柱塞偶件性能试验研究

对喷油泵顶隙式柱塞偶件、非顶隙式柱塞偶件以及等压出油阀、阻尼阀做交叉试验,通过喷油泵泵端压力、嘴端压 力、喷油速率、喷油始点、单喷射油量的检测分析,研究当前直列高喷射压力条件下,顶隙式柱塞偶件的喷油提前特性及 其对喷油泵综合性能的影响。研究结果表明,在喷油泵工作转速与循环油量范围内,顶隙式柱塞偶件较普通型柱塞偶件 而言,有1．8°的喷油提前功能,泵端压力、嘴端压力、喷油速率性能基本一致。除此以外,顶隙式柱塞偶件还可以降低喷 油泵中、低速油量,从而可以调整供油速度特性。     

基于MC和RSM的共轨喷油器一致性的参敏分析

采用一维数值计算结合试验设计、Monte Carlo、响应面模型等方法,分析了影响电控高压共轨喷油器的喷油一致性参数的敏感性。针对某型试验喷油器,根据多参数抽样计算,得到怠速工况的循环喷油量方差为5.11mm3,标定工况的为3.45mm3,即由理论计算剖析了前者的一致性劣于后者的试验现象。且由分析可知电磁阀衔铁最大升程、进油节流孔直径等参数对循环喷油量以及喷油启、闭延迟等性能指标的影响,其中电磁阀衔铁最大升程对标定和怠速工况的循环喷油量一致性的影响权重分别为33.7%和52.5%。     

高压共轨喷油器磨损试验研究

喷油器是内燃机燃油系统的重要组成部分,喷油器的磨损直接影响发动机的性能。本文对磨损喷油器的喷油量、喷油一致性、喷油持续时间及延迟等性能在EFS试验台检测,通过与新喷油器相应特性的对比分析,得出磨损喷油器的喷油性能变化规律,提出可通过油量修正来延长喷油器使用寿命的方法。     

基于废气中氧体积分数修正喷油量的试验研究

为提高喷油控制的精确性,研究基于废气中氧体积分数修正喷油量的方法,根据废气中氧体积分数、过量空气系数、进气量计算实际喷油量以及设定喷油量和实际喷油量的偏差,并进行喷油量修正和油量闭环控制;在发动机台架上进行喷油量偏差试验,分析喷油器偏差试验结果。结果表明：喷油器正常时的喷油量相对偏差为-2.90%～1.00%,模拟喷油器磨损时的喷油量相对偏差为-3.42%～0.83%,偏差较小,基于废气中氧体积分数修正喷油量的方法可行、精确。     

喷嘴结构对电控喷油器喷油规律影响的试验研究

在喷油泵综合实验台上采用先进的EFS瞬时喷油量测量仪,对8套不同结构参数的共轨喷油器喷嘴进行了喷油规律的测试,研究了喷孔数、喷孔直径、喷孔长度以及喷孔夹角等参数对喷油规律的影响。     

双弹簧喷油器与CA6110柴油机的匹配研究

通过对双弹簧喷油器及单弹簧喷油器在喷油泵试验台上进行有关喷射特性、喷油量分散度及喷油规律等试验研究，揭示双弹簧喷油器改善柴油机低速稳定性、NOx排放、噪声等性能的内在机理，并通过在CA6110柴油机的实际试验进行验证。