高压喷射及其对直喷式柴油机性能的影响

<正> 为了加快我国高压、高喷射率燃油系统的开发,本文就国外高压高喷射率燃油系统的研制和发展概况作综合性介绍。 1 高压、高喷射率对燃烧过程的影响 1.1高压高喷射率对燃油耗率和排放的影响严格的排放法规促使喷射压力较1982年的水平提高了5～10MPa(图1),目前喷油压力已超过90MPa。为了满足1991～1994年美国的排放要求,预计燃油系统的喷     

高压共轨燃油喷射系统喷油特性实验研究

针对高压共轨燃油喷射系统已广泛应用于柴油发动机而又被国外垄断的现状,在自主研发了高压共轨燃油喷射试验台的基础上开展了喷油特性实验,获取了共轨系统的基本喷油特性和共轨压力传感器的特性实验,分析得到了共轨压力、喷油脉宽与喷油量、回油量间的关系和共轨压力传感器输出特性,为自主开发高压共轨系统及其控制单元奠定了基础。     

共轨柴油机燃油喷射系统研究现状及展望

根据国内外共轨柴油机喷射系统的研究现状,论述了共轨燃油喷射系统能很好地满足高压喷射和对喷油定时和喷油速率的柔性控制,从而有效地降低柴油机排放和噪声,改善燃油经济性,提高动力性和可靠性的特点,最后分析了共轨燃油喷射系统的发展趋势。     

可变喷油速率的超高压共轨系统喷射控制研究

通过AMESim软件建立了喷油速率可调的超高压共轨系统仿真模型,分析了相同喷油量条件下喷油率的变化特点。采用GT-Power软件建立单缸柴油机模型,将不同喷油率导入柴油机的燃烧计算模型,研究了不同喷油率对柴油机缸内压力、缸内温度、放热率、NO_x排放、碳烟排放及输出转矩和油耗率的影响。仿真结果表明:靴形喷油速率匹配合适的喷油提前角可优化柴油机的综合性能。搭建了超高压共轨柴油机台架,开展了不同喷油速率的喷射控制试验,结果表明:与相同油量条件下的高压共轨喷射相比,柴油机实施变喷油速率超高压喷射可获得更优异的动力性和燃油经济性,动力输出提高了5%,燃油消耗量下降了6%,碳烟排放降低,但NO_x排放升高。     

GD-1高压共轨燃油喷射系统的应用研究

将GD-1高压共轨电控燃油喷射系统配备在YC6112ZLQ发动机上,通过一系列调整喷油参数的试验,探讨了喷油压力、喷油正时和预喷射对发动机性能和废气排放的影响规律.根据这些规律,对喷油参数在所有工况范围内进行匹配标定,并将标定后的共轨系统用于YC6112ZLQ柴油机.研究表明GD-1高压共轨电控燃油喷射系统在控制喷油参数方面有很大的灵活性,对降低废气排放和改善发动机的性能有很大潜力.     

直喷式柴油机高压喷射特性的研究

结合国产６１１０柴油机高压喷射技术的实用性开发，研究了供油系统中喷油泵，高压油管和喷油嘴对喷油压力的影响，并以激光纹影高速摄影和激光粒子尺寸分析仪，测量了喷油压力４０－１００ＭＰａ变化时的喷雾特性。结果表明：实现高压喷射的有效措施是采用多孔数，小孔径喷嘴，小孔径喷嘴在高喷射压力下，喷注的贯穿度和喷雾的破碎期减少，雾化改善。     

5000马力高速大功率柴油机燃油喷射系统

本文在介绍5000马力高速大功率柴油机燃油喷射系统喷油泵柱塞偶件、等压出油阀组件及驱动机构、调节机构、润滑方法和安装方式等与插入式、低惯性喷油器、针阀偶件等的主要特点的同时，着重阐述该燃油喷射系统匹配该高速大功率柴油机的性能试验和测试情况，并在获得的供油提前角、喷油提前角、高压油管峰值压力、燃烧始点、最高燃烧压力等具体数据和针阀升程、高压油管压力波、示功图等实测曲线的基础上，对其供油规律和喷油规律进行了初步分析，进而提出一些关于燃油喷射系统的供油特性、喷射特性和该机燃烧始点。燃烧持续时间和最大燃烧压力方面的粗浅看法．     

柴油机单弹簧和双弹簧喷油器燃油系统喷射特性的仿真研究

探讨了带双弹簧喷油器燃油系统的喷射特性.通过HYDSIM液力模拟计算,对带单弹簧和双弹簧两种喷油系统的喷油提前角、喷油持续时间、平均喷射压力和喷油速率等进行了对比分析.双弹簧喷油器能实现先缓后急的燃油喷射,获得⊿型的理想喷油规律.针对两个实际喷油系统中出现二次喷射,提出了消除二次喷射的改进方案.     

直喷式柴油机供油系统对高压喷射特性影响的研究

本介绍了直喷式柴油机泵－管－嘴供油系统及其主要参数对喷油压力及其供油特性的影响，试验在油泵试验台上进行，通过对两种油泵，多种油嘴和油管的不同匹配试验发现，实现高压喷射有效手段是在提高压油泵喷油压力的同时，还必须精心选用小孔径，多孔数喷嘴；喷油压力圣孔径变化最为敏感，高压喷射供油系统设计中，应注意防止２次喷射及穴蚀的产生。     

柴油机的未来燃油喷射装置：电控泵喷嘴

未来柴油机需要不断地提高喷射压力，因为提高喷射为是降低柴油机燃油率及排气污染、改善其性能的有效手段。电控泵喷嘴系统能够到很高的喷射压力，并能对喷油量、喷油定时进行精确控制，是柴油机燃油喷射装置发展的新趋势。本文介绍了电控泵喷嘴系统的最新发展及应用实例。     

一种研究柴油机喷油系统中汽泡的新方法

介绍了一种研究柴油机喷油系统中汽泡的新方法－频谱分析法，通过对柴油机喷油系统中存在的不同汽泡类型时其压力波谱率结构特性的分析，作发现汽泡与频谱结构存在内在的联系，通过这种汽泡与频谱结构的内在联系，即可判断柴油机喷油系统中是否有汽泡存在。     

影响Zeuch法喷油速率测量精度的关键因素研究

为提高汽油直喷喷油器喷油速率的测量精度,基于Zeuch法原理开发了喷油速率测量系统。研究发现容器测量腔内容器刚度和含气量都会对Zeuch喷油速率测量精度产生重要影响,同时通过试验与仿真计算对这两个关键因素进行定量的系统的研究。结果表明:低刚度容器在相同喷油条件下体积膨胀相对高刚度容器更大,由此测得的喷油速率曲线相对偏低,测量精度降低;当含气量较大时,腔内压力变化曲线中的压力增量呈线性减小,波动振幅增大,同时波动频率减小,这会导致喷油速率与实际值相比偏低且波动较大。基于研究结果,提出相关修正方法来提高喷油速率测量精度。经优化后的喷油速率测量系统的测量精度大大提高,具有较高的重复性。     

柴油机喷油系统中的空泡及其对发动机性能的影响

本文论述了柴油机喷油系统中出油阀紧帽腔、高压油管、油嘴盛油槽处空泡的测试及其产生与溃灭过程.供油系统中是否存在空泡,可从压力波尾部的振荡情况来判断.文中还阐明了空泡对发动机燃油消耗与不规则喷射影响的机理.     

Effects of plate vibration on the mixing and combustion of transverse hydrogen injection for scramjet

Transverse injection is an effective mixing enhancement technique for the combustor of scramjets. Vibration of the plate structure in combustor will easily be induced due to aerodynamic load and harsh aerothermodynamic load simultaneously. Effects of the plate vibration on the mixing and the combustion of the transverse hydrogen injection have been investigated numerically in this study. Finite rate chemistry model is used as combustion model. The supersonic jet experimental model of the Stanford University is modified slightly and used as the analysis model. Effects of the frequency and the amplitude of the plate vibration on combustion performance and flow field structure have been investigated in detail. The results show that the plate vibration increases the mixing efficiency, the combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. Besides, it can change the flame structure and the shock wave structure, as well as increase the shock wave intensity at downstream of the injection. The vibration frequency has relatively little effect on the combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. When the vibration frequency is large, it presents some high frequency pulsations for the total pressure loss coefficient. However, the vibration amplitude has large effect on combustion efficiency and the total pressure loss coefficient. When the vibration amplitude is small, the combustion efficiency presents regular periodic change with time. When the vibration amplitude is large, it diverges with time, and the flow tends to be unstable. The large vibration amplitude changes the stability of the original flow. Consequently, the combustion with large amplitude fluctuation can critically damage the combustion stability.     

直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声机理

通过测量瞬态工况与稳态工况燃烧噪声的各种影响参数,研究气体动力载荷及燃烧压力高频振荡对燃烧噪声的影响机理．瞬态工况的壁面温度、喷油压力、针阀升程最大值和针阀开启持续时间均高于同负荷、同转速的稳态工况,导致瞬态工况滞燃期、燃烧始点和喷油量与稳态工况相比产生差异,引起燃烧压力、庄力升高率及高频压力振荡频率和幅值发生变化．结果表明,瞬态工况与同负荷、同转速的稳态工况相比,着火延迟期缩短,但每循环喷油量增大,燃烧噪声增大．     

不同喷射时刻下缸内直喷天然气发动机的燃烧特性

开展了天然气高压缸内直喷发动机不同喷射时刻时的燃烧特性研究。研究结果表明：燃料喷射时刻对发动机性能及排放有较大影响,喷射太迟会导致天然气和空气混合时间短,混合效果差,燃烧持续期长,放热速率慢。喷射过早会导致充量系数下降,燃料容易进入燃烧室狭缝间隙处,造成较高的HC排放。对于给定转速,发动机存在一个最佳燃料喷射提前角,此时缸内最高压力值最大,最大压力升高率和最大放热率最大,放热速率快,燃烧过程等容度好,火焰发展期、快速燃烧期和燃烧持续期短,发动机热效率高,HC、CO排放也维持较低水平。     

增压式高压共轨系统用新型电控增压泵研究

针对增压式高压共轨系统中电控增压泵的性能进行了分析研究,设计了基于两位三通电磁阀的新型电控增压泵,并建立了系统仿真模型,开展了仿真研究。仿真结果表明:新型电控增压泵能使电控增压泵的增压室压力峰值提高15MPa,控制耗油量减小35.2%,能消除增压室压力的振荡现象,且新系统实现的可调喷油率更有利于满足柴油机全工况优化运行的需要。     

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。     

电控柴油喷射系统初期喷油速率控制方法的研究

在分析各类喷油速率控制方法的基础上提出了一种利用柱塞泄流与电磁阀控制相结合调节初期喷油速率的新方法,介绍了该方法的控制原理和结构特点,进行了喷油速率控制的匹配试验,研究了泄流槽尺寸、转速和喷油定时等对喷油速率特性的影响。研究结果表明,该方法在时间控制式电控柴油喷射系统中对初期喷油速率以及高速小油量的控制方面具有实际有效的作用。     

不同喷油压力对汽油压燃中高负荷性能试验研究

基于一台改装后的压缩比为17的压燃式单缸发动机,展开不同喷油压力对汽油压燃燃烧模式发动机燃烧特性、爆震特性、效率特性和排放特性的研究,结果表明随着喷油压力的增加,缸内混合气形成速度加快,混合气着火时刻提前,燃烧持续期缩短,热效率呈现出先增大后略微降低的趋势。喷油压力的增加使得发动机爆震趋势增强,为降低最大压力升高率和爆震强度,采用推迟喷油策略,但高喷油压力下缸内燃烧对喷油时刻变得敏感,易产生较大的平均指示压力循环波动或爆震,燃烧控制难度增加。对不同喷油压力下爆震循环的缸压信号进行分析得出喷油压力对爆震频率无明显影响。喷油压力升高会使得未燃碳氢和CO排放降低,但同时也会使得NO_x排放增加。