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。     

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。     

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。     

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.     

柴油机喷油器积碳特征参数检测计算方法

针对难以定量确定柴油机喷油器积碳特征参数问题,提出了通过试验检测喷油压力和喷油规律来计算喷油器积碳特征参数的检测计算方法。使用GT-SUITE软件建立了燃料供给系统模型;提取了表征喷孔积碳的特征参数;仿真分析了喷油器积碳特征参数对不同转速下喷油规律和喷池压力的影响,提出了喷油器积碳特征参数检测计算方法;通过燃料供给系统台架试验数据,验证了燃料供给系统模型和喷油器积碳特征参数检测计算方法的准确性,在喷油泵转速n=500 r/min时,积碳喷油器喷油速率和喷油压力的误差均小于3%。     

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.     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

程控滤波器制作与探讨

系统以FPGA器件和微处理器为核心构成,由程控放大器、参数可调滤波器、简易幅频特性测试仪和控制显示单元四部分组成。其中程控放大器增益为(0~60)dB,10 dB步进;在单片FPGA器件中集成了低通、高通和椭圆三种数字滤波器;滤波器截止频率和放大器放大倍数可通过4×4键盘设置并在液晶上显示;幅频特性测试仪可绘出所测系统的幅频特性曲线。整个系统设计方案先进,精度高,各项指标均满足设计要求。     

考虑轨道周期性不平顺的磁浮列车悬浮控制系统设计

以八达岭旅游线用中低速磁浮列车为研究对象,在建立悬浮控制系统模型的基础上,通过分析磁浮列车悬浮控制系统与轨道的相互作用规律,探讨了轨道周期性不平顺条件下悬浮控制系统的设计问题,比较了相对位移(间隙)、绝对速度和绝对加速度反馈与相对位移(间隙)、相对速度和相对加速度反馈两种控制方案的特点,给出了不同车速不同梁跨条件下的悬浮间隙变化的仿真结果,为今后的悬浮控制系统设计、线路设计和施工提供参考。     

基于Hankel范数近似的磁悬浮控制系统模型降阶

对于磁悬浮系统而言,忽略轨道的弹性进行控制算法设计,是一种常见的方法。但是,当轨道的刚度较小时,这种方法的控制性能较差。考虑轨道弹性所设计的控制算法,理论上能确保系统的良好性能但是会使得系统复杂度增加。本文采用Hankel范数近似法对基于弹性轨道的模型进行降阶。针对刚性轨道系统模型和降阶模型设计控制算法,利用仿真结果验证降阶模型的可行性。     

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.