基于HYDSIM的高压共轨喷油系统的仿真研究

摘要

由于高压共轨燃油喷射系统的喷油压力较高，燃油雾化良好，燃烧过程完善，且可以对喷油规律进行自由、灵活的控制，从而提高了柴油机的经济性、动力性，降低了有害物排放，更能满足日益严格的“节能减排”要求，所以其必然会成为燃油系统发展和应用的主流趋势。
　　本文首先利用MATLBA/SIMULINK软件建立了电磁阀仿真模型，运行得到了电磁阀的开启响应时间T1和关闭响应时间T2，作为后面喷油系统HYDSIM模型的电磁阀输入参数。
　　结合TBD620单缸机试验台架，用AVL-BOOST软件搭建了缸内燃烧过程的仿真模型，结合柴油机的推进特性和负荷特性，仿真运行得到了柴油机在不同负荷下的循环喷油量，并利用MATLAB软件绘制了循环喷油量的MAP图，为进行不同工况下柴油机喷油特性的分析打下了基础。
　　用AVL-HYDSIM软件建立了单缸机高压共轨燃油喷射系统的仿真模型，分析研究了系统几个重要参数对轨压波动的影响规律并得出如下结论：在保证喷油系统正常工作的前提下，高压油泵柱塞直径越大、柱塞腔容积越小、高压油泵供油能力越强，共轨管容积越大，则轨压波动越小。
　　同时在单个喷油器 HYDSIM模型基础上，分析研究了喷油器几个主要结构参数对系统喷油特性的影响并得出如下结论：在确保喷油器能够正常工作和针阀运行稳定的情况下，控制腔容积越小、进油孔面积越大、泄油孔面积越小、控制活塞直径越大、针阀质量和控制活塞质量越小、弹簧预紧力越大，则系统喷油特性越好。
　　最后结合上面两部分的分析，对个别参数进行了修正，对整个共轨系统进行了优化设计，得到了更为理想的轨压波动曲线和喷油特性曲线。在优化后，整个轨压波动有较大的改善，喷油时的压力降幅减小了约6MPa，优化后轨压平均值升高了0.8MPa；针阀的响应特性更好，启闭更加灵敏，燃油雾化质量更好。

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第1章 绪论

1.1课题背景

1.2电控喷油系统的发展历程

1.3国内外共轨系统的技术现状

1.4课题的意义

1.5本论文的研究工作

第2章 共轨系统物理及数学模型

2.1共轨喷油系统的组成和工作原理

2.2共轨系统各部件数学模型

2.3喷雾特性数学模型

2.4电磁阀的仿真计算

2.5小结

第3章 全工况下的循环喷油量的确定

3.1循环喷油量的控制

3.2柴油机的推进特性和负荷特性

3.3单缸机工作过程BOOST模型

3.4柴油机的循环喷油量

3.5小结

第4章 共轨系统仿真模型

4.1共轨系统仿真模型的建立及简化

4.2高压共轨喷油系统仿真模型的描述

4.3模型参数设置

4.4最佳喷油正时的确定

4.5仿真计算结果

4.6小结

第5章 共轨系统的仿真研究和优化分析

5.1共轨管压力波动影响因素分析

5.2电控喷油器结构参数对喷油特性的影响

5.3共轨系统优化设计

5.4小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢