调整参数对喷射系统压力波特征参数的影响

用新研制的卡持式传感器及其测试系统,在高压油泵试验台上做了调整喷射系统喷油器循环喷油量、喷油开启压力和高压油泵转速的试验,测得了各种试验条件下的压力波、计算了压力波的特征值.在此基础上,研究了各调整参数对测量的电压波形及其特征参数的影响程度和规律;证明了外卡式传感器测量的电压波能真实地反映高压油管内的压力波动,可用于喷射系统各角度的动态测量.     

柴油机喷油器积碳对燃烧影响的研究

针对喷油器积碳影响喷油及燃烧的问题,采用试验与仿真相结合的方法研究了喷油器积碳对喷油速率、喷雾特性和燃烧特性的影响。基于喷油泵试验台架,对干净、积碳喷油器分别开展了喷油和喷雾试验,得到了燃烧仿真模型的边界条件。通过converge软件建立三维燃烧模型,仿真分析了不同喷油器的燃烧特性。结果表明:在1 400、2 000 r/min时,与干净喷油器相比,积碳喷油器的喷油速率峰值点提前0. 08 ms,喷雾贯穿角在初期较大,稳定后较小,喷油速率峰值分别减小了11. 8、12. 1 mg/ms,喷雾贯穿距分别增大了22. 4、13. 75 mm;积碳喷油器的缸压峰值分别减小了0. 3、0. 2 MPa,燃烧放热率峰值分别减小了40. 7、10. 2 J/℃A,燃烧放热率峰值相位分别提前0. 1℃A,累积燃烧放热率达到50%时的相位值分别延迟0. 5、0. 1℃A;积碳喷油器的着火始点迟,缸内高温体积小,在1 400 r/min时,气缸底部燃油先燃烧,在2 000 r/min时,气缸底部燃油后燃烧;当曲轴转角-6℃A时,积碳喷油器的缸内燃空当量比小。     

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。     

超高压共轨系统燃油喷射控制

为实现超高压燃油喷射,设计了采用两位三通电磁阀控制的燃油增压器,并分析了其工作原理;利用AMESim建立了燃油增压器的仿真模型,分析了燃油增压器的动态特性以及关键参数对其性能的影响;建立了超高压共轨系统的仿真模型,研究了超高压喷射条件下的喷油特性以及喷油规律控制。研究结果表明:超高压共轨系统通过控制燃油增压器可获得超高压燃油,通过控制燃油增压器电磁阀和喷油器电磁阀的工作时序,可灵活改变喷油率形状,获得更加灵活的喷油规律。     

不同条件下电控喷油器燃油温度变化及影响

为说明电控喷油器(Electronic Controller Injector,ECI)燃油温度对喷油量的影响,简要分析了电控喷油器内燃油热交换形式,建立了燃油的摩擦生热模型、强迫对流换热模型和节流温度模型,运用液压流体仿真软件AMESim构建电控喷油器燃油热仿真模型,验证了电控喷油器燃油热模型的有效性,进而分析了不同初始温度下电控喷油器的燃油温度变化情况。结果表明:当入口燃油温度为40、60℃时,与喷射压力为90 MPa时相比,喷射压力为140 MPa时对应的针阀腔和控制室的燃油最高温度和稳定温度变化较大;同一喷油压力下,喷油脉宽1. 0、1. 5 ms时针阀腔的燃油温度变化不大,而初始燃油温度高低对控制室燃油温度影响非常显著;以喷孔出口燃油温度计算循环喷油量,其计算值与实测值的误差较小。     

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...     

可调喷油规律下喷油提前角对柴油机性能的影响

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标定,进而利用模型分析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NO_x排放量和碳烟排放量则分别呈现增加和减小的趋势。     

电控喷油器针阀升程自动测试

为了满足电控喷油器喷油特性测试要求,研究设计了电控喷油器针阀升程的自动测量装置.在简要说明了电控喷油器的结构和工作原理的基础上,提出了基于激光传感器的针阀升程非接触式测量方法,构建了喷油器针阀升程测试系统,研究了测试系统的测量机理并完成了硬件和软件的设计.在高压共轨喷油试验台进行了测试试验,结果表明:该方法能较好地满足电控喷油器针阀升程测试要求.     

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。     

发动机缸内压缩压力非接触式检测方法研究

发动机汽缸压缩压力是检测发动机机密封性的重要参数.发动机密封性降低,会造成发动机经济性、动力性下降及废气排放指标恶化,因此对各缸压缩压力的检测具有重要意义.现提出一种利用曲轴瞬时转速,进行不解体检测坦克发动机汽缸压缩压力的方法.通过实车测量获得缸压及转速的特征参数,利用灰色理论模型的方法建立了发动机转速脉动与汽缸压缩压力的数学关系.试验结果表明,利用这种方法进行缸内压缩压力测量是可行的.     

油管油压信号的载荷识别

在高速柴油发动机喷油系统性能检测中,一般以燃油压力信号作为喷油系统性能检测参量。通过对油压波形进行分析来判断喷油系统的工作状况,阐述了采用载荷识别技术识别油压信号的频谱特性,进而得到其时域波形的理论与方法,并在模拟试验中获得了识别结果。     

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。     

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。     

基于压力波对喷油规律的计算方法研究

介绍了基于外卡式压力传感器测量的柴油机高压油管压力波,计算喷油规律和循环喷油量的方法,并在12150L柴油机喷油泵实验台上进行了验证.该方法对于实现喷油规律和喷油量的不解体测量,具有理论指导意义.     

基于瞬时转速多特征融合的内燃机各缸工作状态识别

为分析内燃机瞬时转速波动过程与各缸工作相位的对应关系,进而识别各缸工作状态,提出了基于硬件计数原理的内燃机瞬时转速精确测试方法,在某自行火炮发动机上测取了发动机正常工作、燃烧不良和失火工况下的瞬时转速信号。对信号进行频谱分析,并利用分频带滤波方法分离出电调信号和各缸做功冲击信号,进而提出5个特征参数并计算各特征参数的相对偏差和偏差极性,最后根据不同特征参数的相对偏差幅值和偏差极性分布规律判别各缸工作状态并定位状态异常缸。     

柴油机电控喷油系统试验通用装置设计

为了满足电控柴油机教学实验的需要,设计了电控喷油系统实验通用装置。简述了2种电控喷油系统结构、功能和特点,提出了实验装置的总体方案,详述了高压共轨和单体泵组件选择、电控系统以及凸轮转速和相位信号的硬件设计,给出了控制软件和监控软件设计流程,结合调试实验说明了电控喷油系统试验通用装置的可行性。     

柴油机燃油供给系统故障模糊诊断研究

通过分析柴油机燃油供给系统的故障表现形式及高压油管的油压波形特征 ,研究了柴油机燃油供给系统的故障诊断策略。首先 ,利用转速波动的扭矩谐波比诊断燃油供给系统是否有故障 ,再利用最大加速因子进一步确定故障源 ,最后 ,从高压油管的油压波形中提取诊断特征参数 ,用多参数模糊诊断的方法来诊断燃油供给系统的常见故障 ,并将此方法应用于柴油机故障诊断专家系统中 ,取得了满意的效果     

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.     

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。     

基于模型的高压共轨喷油器驱动控制研究

为快速、可靠地驱动控制高压共轨喷油器,针对喷油器电磁阀提出了一种新的驱动控制方法;建立了电磁阀的数学模型,并分析了线圈励磁电压对电磁阀驱动响应的影响;在常规高低电压分时驱动电磁阀的基础上,采用电流反馈思路,利用有限状态机实现工具stateflow建立了电磁阀驱动模型,并依此模型设计了电磁阀新型驱动电路,该电路通过比较单片机提供的参考电压与驱动电流的采样电压,可产生"峰值-高维持-低维持"三段式驱动电流,同时还可对电磁阀进行故障检测;针对电磁阀和某型喷油器分别进行了驱动实验,结果表明:基于模型研究喷油器的驱动方法可行,且采用电流反馈控制的高低电压分时驱动电路性能优良。