面向可调喷油速率的超高压共轨系统建模及仿真分析

针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,提出并设计了立足国内加工能力和技术工艺的面向可调喷油速率的超高压共轨系统.在介绍其工作原理的基础上,基于AMEsim软件建立了系统的仿真模型,并利用试验验证了模型的准确性;通过模型研究了系统的压力特性和喷油控制特性,同时分析了电控增压器的关键...     

靴形喷油速率耦合预喷射对超高压共轨柴油机性能的影响

在介绍超高压共轨系统工作原理的基础上,基于GT-Power软件建立单缸超高压共轨柴油机的仿真模型,并利用试验验证模型的准确性,而后通过模型分析不同喷油速率、靴形喷油速率耦合不同预喷油量和靴形喷油速率耦合不同预喷提前角对超高压共轨柴油机动力性、经济性以及燃烧排放特性的影响。结果表明:通过调整超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,能够实现喷油速率的柔性可调。随着喷油速率从矩形变化到靴形,柴油机缸内压力、温度以及NO_x排放量均逐渐降低,而soot排放量逐渐升高,且靴形喷油速率可使柴油机获得最大的功率(扭矩)和最低的油耗率。靴形喷油速率耦合较小的预喷油量可以使柴油机获得更好的动力性、经济性和燃烧特性,但同时也会导致NO_x排放量的升高。靴形喷油速率耦合较大的预喷提前角有助于改善柴油机排放特性,但受到预喷油量的限制,效果并不明显。     

超高压共轨系统特性及其压力波动消除研究

为实现更加理想的喷油规律,改善柴油机在各种运转工况下的经济性和排放性,提出了超高压共轨系统的概念。在阐明系统的结构组成和工作原理的基础上,建立了系统仿真模型,并利用模型验证了超高压共轨系统增压能力以及灵活喷油率的实现效果,仿真结果表明:系统电控增压器的增压室内存在明显的压力波动现象。为避免压力波动对喷油器的工作稳定性产生影响,就如何消除压力波动进行了研究,研究结果表明:采用在电控增压器与喷油器间加装小轨腔的方法对压力波动有明显的削弱作用,可以使压力波动提前10ms结束。     

基于ISIGHT和AMESim的燃油增压器优化设计

为了提高增压压力峰值而又抑制增压器的燃油泄漏率,对影响超高压共轨系统燃油增压器性能的控制室进油孔直径和增压室容积等多个结构参数的灵敏度进行了优化.利用AMESim软件建立了超高压共轨系统仿真模型,并根据超高压共轨试验系统对仿真模型进行标定.利用ISIGHT软件的优化功能,选择了NSGA-Ⅱ、NCGA和AMGA等3种算法...     

重型车辆柴油机启动工况燃油喷射仿真研究

针对试验手段难以对机械泵燃油喷射规律进行研究的问题,选取某重型车辆柴油机机械喷油泵为研究对象,计入燃油喷射过程的泄漏,建立了其启动工况下的燃油喷射仿真模型。首先,采用蚁群算法对喷嘴平均流量系数进行了修正;然后,利用燃油喷射试验对燃油喷射仿真模型进行了验证;最后,分析了启动工况下的循环喷油量、循环泄漏量占比以及低转速喷油规律的变化情况。结果表明:随着平均转速的增大,喷嘴平均流量系数增大,喷油速率上升,喷油持续期增大,燃油泄漏量占比减小。     

采用分段喷油的柴油机数值计算与分析

基于三维工作过程模拟程序,建立某型坦克柴油机数值计算模型并进行模拟计算,通过比较模拟计算结果与试验测量数据对模型进行验证.对于该型柴油机模拟匹配压电共轨燃油喷射系统,采用由预喷-主喷-后喷组成的分段喷油.针对由原燃烧室和选用的缩口燃烧室结构以及不同的喷油定时的组成的三个匹配方案,进行了数值计算,并根据计算结果进行了分析比较.计算结果和分析表明采用分段喷油能显著提高该柴油机的功率和扭矩输出,降低燃油消耗率和碳烟以及未燃碳氢的排放,而选用缩口型燃烧室更有利于配合压电共轨系统的分段喷油.     

电控增压泵高速电磁阀电磁力预测模型构建

为科学预测超高压共轨系统电控增压泵高速电磁阀的电磁力性能,采用响应面法构建电磁力预测模型,实现其性能的高效预测与优化。建立电控增压泵高速电磁阀的三维有限元仿真模型,并通过试验进行了验证。基于试验设计思想,选取驱动电流、工作气隙、衔铁厚度、线圈匝数、主磁极半径、阻尼孔半径这些关键因素,通过响应面法制定了54组样本点的电磁力数值试验研究方案,构建电磁力预测模型,经过R检验,且仿真试验验证电磁力预测模型最大误差为1.3%,表明该模型能够准确预测电控增压泵高速电磁阀电磁力,为超高压共轨系统控制系统设计及优化提供理论依据。     

高压共轨燃油喷射系统结构参数影响的仿真研究

建立了高压共轨燃油喷射系统的模块化数学模型,进行了仿真分析,讨论了主要部件如高压油泵、高压油轨及喷油器的重要结构参数对系统特性的影响,确定了保证系统稳定性的结构参数选取原则.     

军用柴油机高压共轨系统共轨管设计与仿真

结合大功率柴油机配机要求,进行了高压共轨喷油系统共轨管结构设计研究。针对某型军用柴油机结构和共轨管结构特点,提出适合的柴油机高压共轨系统方案,确定了双轨结构型式的共轨管,计算了不同共轨管的结构参数。通过建立双共轨管的简化仿真模型,分析双轨结构不同参数的共轨管压力波动变化,提出了双共轨管参数方案,结果表明该方法能获得较合理的双共轨管参数。     

可调喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的影响

为获取可调喷油规律条件下,喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理。在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行了标定,进而利用模型分析了靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明：随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NOx排放量和碳烟排放量则分别呈现出增加和减小的趋势。