4190柴油机电控燃油喷射系统匹配与标定优化研究

摘要

为了适应愈来愈严格的排放法规和燃油经济性要求，柴油机燃油喷射系统电控化是现代柴油机发展的必然趋势。针对我国油泵生产厂商和国内的燃油品质现状，电控组合泵喷油系统以其对原机改动小、适应性强、可靠性好、性能稳定等特点成为大功率柴油机电控化改造的理想选择。燃油喷射系统的匹配与电控参数标定是柴油机电控化改造的重要内容。本文以4190柴油机为电控化改造对象，通过燃油系统喷射特性试验和柴油机台架试验，开展了电控组合泵燃油喷射系统的匹配与标定优化研究。
　　首先，利用EFS油泵试验台测量数据，通过结构参数对燃油喷射系统喷射特性的影响分析，预选出适合柴油机匹配的喷射系统；进而分析了运行参数对喷射特性的影响，分析结果表明：喷油压力建立在凸轮等速段时，系统电液延迟随转速升高关闭延迟减小、开启延迟增大；在大部分转速下油量呈线性化，喷油规律形状接近理想的矩形，符合先缓后急、断油迅速的喷油要求；供油提前角对循环喷油量、电液延迟基本没有影响。在凸轮非等速段时，循环喷油量、关闭延迟会受供油提前角的影响；在高转速小油量下，各缸供油一致性较差。
　　其次，试验分析了电控组合泵系统不同凸轮作用段及喷油器不同孔径对柴油机性能影响。分析结果表明，合理选择凸轮作用段，可改善柴油机性能；随喷油器孔径增大，喷油压力下降，高负荷时下降明显；在中高负荷时，0.30mm相比0.26mm和0.28mm孔径喷油器，柴油机油耗率低，NOx浓度排放和比排放高；而在中低负荷工况，采用0.26mm小孔径喷油器，柴油机油耗率低，NOx浓度排放和比排放高；整体来看，采用0.30mm孔径喷油器，柴油机具有较好的经济性和排放性，但还需进一步提高喷射压力，并进行燃烧室及进排气系统的匹配优化。
　　最后，在柴油机电控化改装完成后，进行了喷油定时MAP和PID油量控制MAP的标定。试验结果表明：采用均匀试验设计优选测试工况点，保证标定质量的同时，可提高标定效率；全局优化和局部优化相结合的方法，能够兼顾柴油机经济性和排放性要求；柴油机经过电控参数标定优化，降低排放的同时，使得经济性区域扩大。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 柴油机电控系统的发展

1.3 电控柴油机标定技术及其研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 电控组合泵系统喷射特性试验分析

2.1 燃油喷射系统组成及喷射特性试验装置

2.2 结构参数对喷射特性的影响

2.3 运行参数对喷射特性的影响

2.4 小结

第3章 燃油喷射系统匹配试验分析

3.1 试验装置及匹配试验方案

3.2 燃油喷射系统的主要影响因素

3.3 凸轮作用段的选择及试验分析

3.4 不同孔径喷油器性能分析

3.5 经济性能及排放性能分析

3.6 小结

第4章 燃油喷射系统电控参数标定优化

4.1 标定系统简介

4.2 标定试验设计

4.3 标定优化模型建立

4.4 模型优化方法的选择

4.5 油量控制MAP的标定

4.6 发动机标定优化结果

4.7 小结

第5章 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的学术论文