小缸径低速柴油机增压式电控喷油器喷射特性研究

摘要

随着IMO Tier3的实施，为了使船用柴油机满足排放法规，采用高压共轨技术改善其经济性和排放是其近年来的主要研究方向。增压式电控喷油器既拥有传统共轨系统喷油器喷油压力高，可实现多次喷射、循环喷油量控制精度高、控制灵活度高等优点，同时对共轨系统共轨管和输油泵的要求较低。因此，开展增压式电控喷油器的研究是共轨系统研究的前沿技术，具有重要的工程应用意义。
　　首先，开展增压式电控喷油器的概念设计，并根据概念图纸建立了 AMESim数值仿真模型。为了使得增压式电控喷油器动态响应满足需求并在其结构的基础上实现最优化，进行了针阀响应多目标优化。全工况下，分组件优化针阀开启的延迟时间改进程度大于2.064％，落座延迟时间改进程度大于10.892%；总体优化，针阀开启的延迟时间改进程度大于0.492%，落座延迟时间改进程度大于12.093%。分组件优化后增压活塞的响应延迟时间改进程度更显著，但是，总体优化后针阀的响应延迟改进程度更显著。
　　接下来，进行增压式电控喷油器循环喷油量的影响因素研究。通过研究结构参数间的耦合作用对循环喷油量的影响、小油量喷射特性分析和额定工况下三次喷射喷油间隔对循环喷油量波动特性的影响，得出了增压式电控喷油器结构参数间的耦合作用对循环喷油量的影响规律；发现了增压式电控喷油器循环喷油量随控制脉宽的变化趋势较复杂，且存在非线性现象；同时，得到了喷射间隔对喷油量的影响规律，发现了前次喷射对于后次喷射的影响主要是由前次喷射引起盛油槽内燃油压力波动引起的。
　　最后，针对多次喷射时增压式电控喷油器的动态响应特性，研究了典型工况下部分特性参数对增压活塞动态响应和针阀动态响应的影响。研究表明：增压活塞大、小端直径和柱塞腔前油管直径对增压活塞回位响应影响较明显；燃油控制电磁阀残余气隙、控制腔进油孔直径、控制腔泄油孔直径、盛油槽前油管直径、针阀最大升程和喷孔直径是影响针阀响应的重要参数。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 电控喷油器的发展现状

1.3 本课题的研究意义

1.4 本课题的主要工作

第2章 低速柴油机增压式电控喷油器仿真模型建立

2.1 增压式共轨系统的结构和工作原理

2.2 小缸径低速机增压式电控喷油器的设计

2.3 建立增压式电控喷油器仿真模型

2.4本章小结

第3章 增压式电控喷油器结构多目标优化

3.1 多目标优化的意义

3.2 优化方法和优化工况选取

3.3 增压式电控喷油器动态响应特性分组件多目标优化

3.4 增压式电控喷油器动态响应特性总体多目标优化

3.5 本章小结

第4章 增压式电控喷油器喷射特性研究

4.1 增压式电控喷油器循环喷油量影响因素研究

4.2 增压式电控喷油器多次喷射循环喷油量波动特性研究

4.3 增压式电控喷油器多次喷射动态响应特性研究

4.4 本章小结

第5章 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢