直喷汽油机喷油器驱动模块的开发与优化

为了满足直喷汽油机高压喷油器电磁阀的响应特性,针对驱动电路时间响应快和控制精度高的要求,本文设计开发了包括升压电路和脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)调制驱动电路的喷油器高、低电压分时驱动模块。利用BOOST升压电路获得喷油器快速开启时的90V驱动电压,并基于Multisim仿真软件结合发动机运行工况对升压电路中各参数进行优化,提高其时间响应性;PWM调制驱动电路利用外围硬件电路实现高低电压之间的切换和驱动电流保持阶段的PWM控制。试验结果表明:升压电路可在20ms内使电压上升到90V,输出电压波动在10%以内,电压恢复时间为1.5ms;驱动电路能够实现PeakHold驱动电流波形,驱动电流可在200μs内从0A提升到峰值电流16A,满足直喷汽油机喷油器驱动模块的严格要求。     

喷油器的结构分析与改进

'喷油器的功用是将喷油泵送来的高压柴油变成雾状喷火气缸，使其与压缩空气均匀混合后燃烧．喷油器喷射质量和油泵供油质量直接影响着柴油机的动力性和经济性．由于在高温、高压、冲刷、腐蚀、高速运动等恶劣条件下工作，所以在实际使用时，一般喷油器每工作半年就得检查一次，喷油器外间刚等精密件每年（甚至更短）就得更换，下面就影叼喷油嘴使用寿命的喷油器结构进行分析，并提出改进措施．1喷油器整的安装位置众所周知，金属在高温条件下工作最易磨损．轴针式和孔式喷油器的喷油嘴伸进燃烧室，表面大部分位置直接与燃气接触，遭受高温高…     

直喷汽油机喷油器积碳的特征

采用电子显微镜、能谱分析仪研究了积碳分布区域、形貌特征和组成元素的基本特征;使用高速相机获得了喷孔出口区域燃油流动特性的图像,对影响积碳形成的湿壁现象和雾化特性进行了定性分析.结果表明:积碳在喷油器上可划分为7个分布区域,喷油器外表面的积碳程度较内表面严重,各喷孔堵塞不均匀;积碳有干燥粗糙、湿润光滑两种形貌特征;积碳固体颗粒中共检出5种非金属元素和9种金属元素,底座平面积碳的化学成分较丰富;喷油器壁面油膜和底座周围的高浓度混合气是不同区域积碳形成的主要物质来源.     

一种改进的直喷汽油机涡旋喷油器油束模型

根据燃油薄膜模型和表面波破碎理论，在KIVA3程序的基础上建立了适合于计算缸内直喷汽油机高压涡旋喷油器油束特性的模型。对原模型进行了改进和简化，并加入了初始喷雾的计算模块。采用该模型可以计算出油束特性的主要参数，包括主喷雾和初始喷雾的贯穿度、油束索特平均直径(SMD)等，并应用此模型计算了高压涡旋喷油器在两种不同工况下的油束外形结构和油束特性参数。模拟计算结果表明，经过改进的油束模型可以准确地计算出燃油薄膜参数(包括薄膜厚度和速度)；通过引入初始喷雾，使喷雾外形和索特平均直径的模拟计算结果与试验结果更加吻合。     

基于喷油器模型的2.0 T直喷汽油机喷油控制系统开发

以直喷发动机喷油器研究对象,分析了多域流量特性,根据其工作特性建立了喷油器模型,将不同的喷油过程分为弹道区、线性区和过渡区,用于计算喷油脉宽;依据现代软件开发流程结合Simulink平台建立了变结构控制算法并进行了封装测试;依据喷油器流量测试结果对控制模型进行了标定。结果表明：该控制策略实现了低流量区域和过渡区域的喷油偏差率保持在5%以内,高流量区域的喷油偏差率保持在3%以内。     

汽油发动机喷油器结构改进设计

为进一步提高电控喷油器的工作性能,尤其是电磁响应性能和喷射雾化性能,以阀芯动力学模型为基础,利用Star-CD流体动态模拟软件进行燃油动态模拟分析,对底座结构设计进行了改进,增加燃油在喷口前的横向流动趋势,容易产生流动涡旋,改善了燃油雾化性能。优化阀芯结构可以提高喷油器的电磁响应性能。改进前后喷油器的性能测试对比试验结果表明:改进后的喷油器电磁响应时间缩短了0.3 ms,燃油索特平均直径由95μm降至65μm,有利于排放性能的改善。以球阀结构代替针阀结构,激光焊接工艺代替精密磨削,不但提高了生产效率,还能降低制造成本。     

浅谈喷油器紧帽的结构改进

喷油器紧帽是将针阀偶件紧固在喷油体内的紧固件,它的结构形式和加工质量是影响喷油器质量和制造成本的主要因素之一。本文拟从针阀体的加工工艺和喷油器紧帽本身的加工工艺及存在的问题入手,谈一谈短型喷油器紧帽的结构及改进。 短型喷油器紧帽,以下简称喷油器紧帽一般结构如图1。与之配合的针阀体结构如     

电磁喷油器球阀流动分析

试验单独测得了与密封球阀相关的衔铁位移曲线和控制腔的压力曲线,并以此为动态边界条件进行了电磁喷油器球阀流动特性计算.结果显示,球阀处会发生穴蚀现象,穴蚀的产生与小球位移和控制腔压力变化情况有关,密封球的升程变化会造成节流位置的移动.发生穴蚀的区域具体体现在密封线上边缘区域和球座入口开始并延伸一段距离的锥面上,这与检测到的球阀座面遭到穴蚀破坏的位置吻合.球阀流动计算中,球阀底部一直存在压力较大的滞止区域,球阀孔口附近的气泡主要产生在升程相对较大的区域.     

电控汽油机喷油器流量特性的试验研究

喷油器是电控燃油喷射发动机的核心部件,其流量精度直接影响着发动机的动力性、燃油经济性以及排放等。本文利用自主开发的一套单片机控制喷油系统,对K157FMI改装电喷摩托车汽油机所匹配的电磁式喷油器进行了流量特性标定试验,并对喷油器的喷油量进行了电压修正。     

喷油器调压弹簧工艺改进及其压力降

为满足排放要求 ,柴油机喷射压力不断提高 ,因此喷油器的开启压力也越来越高。作为喷油器中重要零件的调压弹簧性能直接影响到喷油器工作的稳定性。而按原工艺生产的弹簧越来越难以满足如今新产品要求。威孚通过技术革新创出一条新工艺路线 ,提高了产品质量 ,公司同时由于弹簧质量的提高 ,使喷油器的压力降减少了 5 0 %。以下介绍工艺改进的具体措施及效果。1　原工艺及原产品的状况原工艺过程为 :绕制 (切断 )———淬火———回火———磨削———喷丸———回火———动压———清洗———包装。　·存在问题 :调压弹簧装入标准喷油器做…     

GDI喷油器电磁执行器D-FMEA分析

汽油直喷(GDI)喷油器电磁执行器是GDI燃油喷射系统中电子控制三大关键零部件之一,对发动机性能有很大影响.本文通过对电磁执行器总成及零部件各种潜在的失效模式及其失效后引起的后果分析,在设计中加以考虑,有效地提高了电磁执行器可靠性.     

汽油机直喷喷油器闪沸喷雾形态研究

利用定容喷雾特性试验研究平台,研究环境背压和燃油温度对闪沸喷雾二维及三维形态的影响,明确影响闪沸喷雾塌缩的关键因素。结果表明:环境背压及燃油温度是影响喷雾闪沸特性的关键因素,降低背压和提高油温可促进喷雾闪沸的发生;喷雾发生轻度闪沸后,整体形态不会发生明显塌缩,且贯穿距会略有缩短;当环境压力降低至40 kPa,燃油温度升高到65℃时,喷雾发生过度闪沸,整体形态严重塌缩,贯穿距会明显延长;喷雾过热状态下会在不同方向上发生闪沸塌缩,且单一油束之间的干涉作用是引起喷雾整体形态发生变化的关键因素;为避免过热闪沸喷雾的过度塌缩,在喷油器设计过程中需避免油束之间间隔过小。     

直喷汽油机多孔喷油器喷油过程的数值模拟

针对直喷汽油机多孔喷油器的喷油过程,基于通用计算流体力学三维数值模拟软件Star-CD,建立了一种燃油复合破碎模型.其中,一次雾化采用Huh-Gosman模型与KH模型竞争的方法进行模拟;分裂长度之后的二次破碎采用RT模型与一次雾化机理竞争的方法进行模拟.应用该模型,对定容弹内多孔喷油器在不同喷射压力和背压下的喷油过程进行了研究.结果表明,在喷油初期以及喷口附近,喷口内部产生的湍流对燃油雾化破碎起主导作用,此后喷口湍流的作用逐渐被气动力因素所取代.在喷射压力一定时,背压越大,以破碎液滴数计量的破碎强度越低,由气动力诱发的破碎出现越早、强度越高.在背压一定时,喷射压力越高,以破碎液滴数计量的破碎强度越高,强度的增加程度与喷油时的背压有关,由气动力诱发的破碎也随喷射压力的提高出现得更早、强度更高.     

直喷汽油机喷油器热负荷和积碳的试验

在一台缸内直喷汽油机上采用喷油器温度测试装置,进行了不同参数对喷油器温度影响的研究以及喷油器温度对积碳形成影响的研究.结果表明:随负荷增加,密封环上游和密封环处的温度明显降低;密封环下游温度先增大后略有下降;头部温度增加至132～147℃,但远小于汽油90％蒸馏温度(190℃).燃油对喷油器有极高的冷却作用;燃烧相位推...     

某船用低速机电控喷油器结构改进的研究

针对某船用低速机电控喷油器在配机过程中出现的缸温高和积碳问题,基于单次喷射仪和高速摄影试验进行原因分析,分解出喷油速率、喷嘴容积、针阀偶件滑动性三个改善目标,并做出FAST和非FAST结构两个方向的改进措施,试验结果表明,通过提升喷油速率、减小喷嘴容积和改善针阀偶件滑动性,喷油器的平均喷射速率和喷射流量得到提升,针阀关闭延迟缩短,避免了喷雾末期的雾化不良,可使燃烧更充分,有效解决缸温高和积碳问题。     

共轨喷油器电磁铁结构与加工工艺的改进

针对早期共轨喷油器总成跑合后性能变化的现象,阐述了引起这种变化现象的主要原因,并从电磁铁部件两大零件:限位芯和外圆镶圈着手,提出了从结构、材料及加工工艺等方面的改进方案。经冷拖及高温试验结果表明,该改进技术方案可行。     

直喷汽油机多孔喷油器喷雾闪急沸腾特性

利用高速成像方法及激光光学诊断技术系统研究了不同边界条件下多孔直喷喷油器喷雾闪急沸腾特性,分析了环境压力、燃油温度、燃料成分及油束靶点布置等对汽油闪急沸腾的影响程度及范围,进一步明晰了喷雾发生闪急沸腾后空间形态的演变规律.结果表明:降低环境压力和提高燃油温度可促进喷雾闪急沸腾的发生,对于试验用汽油燃料,环境压力每降低0.04 MPa与燃油温度升高10℃对喷雾的闪急沸腾影响效果相当.冷态射流喷雾与剧烈闪急沸腾喷雾在空间形态上存在显著差异,剧烈闪急沸腾喷雾在初始阶段时油束便出现整体塌缩,空间形态由空心锥状逐渐演变为实心锥状结构.少量乙醇组分的掺入对冷态射流模式喷雾形态的影响不大,但在过热条件下会使混合燃料喷雾的整体形态向闪急沸腾程度更大的方向发展.通过提高喷油压力,可降低喷雾闪急沸腾贯穿距离对燃油温度的敏感度.