ME主机燃油喷油系统仿真研究

摘要

随着日益严格的强制性排放控制法规和能源危机，对柴油机性能提出了更高的要求，而燃油喷油系统是柴油机动力来源，对柴油机的可靠性、动力性、排放性以及经济性等各项性能都有相当重要的影响，是研究改善柴油机性能发展无法绕开的问题。
　　本文以ME型柴油机的燃油喷油系统为研究对象，将其与MC型柴油机总体结构设计进行对比分析，阐述ME型柴油机的结构设计在性能上的优越性。通过深入分析该系统结构组成和工作原理，包括燃油增压泵、FIVA阀、喷油器，蓄能器。对整个喷油系统做出适当的假设和简化，结合流体力学控制方程组、系统部件的运动方程和状态方程，基于一维非定常可压缩流体理论对各组成部分工作过程建立了数学模型，通过查阅资料确立合理参数，采用Simulink仿真工具进行建模，包括液压泵模型、共轨管模型、蓄能器模型、燃油泵模型、先导针阀与主针阀模型，结合实际情况将各个模型联立在额定工况下进行模拟仿真并得出仿真结果，包括液压动力系统、燃油增压泵、先导针阀、主针阀的仿真曲线。结果表明曲线所示性能指标符合柴油机实际运行工况，验证了模型的准确性与参数选取的合理性。
　　针对ME型柴油机的燃油喷油系统的特点，本文选取了对燃油喷射性能影响较大的关键参数，包括柱塞增压面积比、柱塞腔容积、先导针阀预紧力、主针阀预紧力、喷孔直径、喷嘴流量系数与喷孔数目进行模拟仿真并对结果进行对比分析得出:ME型柴油机的燃油喷油系统结构参数需在一定范围内选取，太大或太小都会对燃油喷油特性产生不同程度的影响。通过对燃油喷油系统的仿真建模分析，可以总结出一些改善燃油喷油性能的方法，对燃油喷油系统的部件选型与参数优化都有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 本课题研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 仿真技术在共轨燃油喷油系统中的应用

1．3 本文的研究工作

第2章 ME型柴油机燃油喷油系统的组成和工作原理

2．1 ME型柴油机概述

2．2 ME型柴油机中压共轨系统的结构与工作原理

2．2．1 液压动力单元

2．2．2 液压气缸单元

2．2．3 电子控制系统

2．3 ME型柴油机燃油喷油系统的组成与原理

2．3．1 燃油增压泵

2．3．2 FIVA阀

2．3．3 喷油器

2．3．4 蓄能器

2．4 本章小结

第3章 ME型柴油机燃油喷油系统数学模型

3．1 燃油系统的基本方程

3．1．1 容积类控制基本方程

3．1．2 压力驱动阀类方程

3．2 燃油喷油系统的数学模型

3．2．1 轴向柱塞泵单个柱塞位移方程

3．2．2 轴向柱塞泵单个柱塞腔连续性方程

3．2．3 共轨管容积的数学方程

3．2．4 蓄能器连续性方程

3．2．5 高压燃油泵柱塞下腔连续性方程

3．2．6 高压燃油泵柱塞组上腔的连续性方程

3．2．7 高压燃油泵柱寨组运动方程

3．2．8 先导针阀盛油腔连续性方程

3．2．9 先导针阀的运动方程

3．2．10 主针阀盛油腔的流量方程

3．2．11 主针阀阀座处的流量方程

3．2．12 主针阀压力室的流量方程

3．2．13 主针阀的运动方程

3．3 本章小节

第4章 ME型柴油机燃油喷油系统模型的Simulink仿真与验证

4．1 仿真工具介绍

4．2 仿真程序设计

4．3 仿真步骤

4．4 伺服油系统的仿真分析

4．4．1 液压油泵的仿真结果分析

4．4．2 伺服油共轨管的仿真分析

4．5 燃油系统的仿真分析

4．5．1 燃油增压泵的仿真分析

4．5．2 喷油器的仿真分析

4．6 本章小结

第5章 ME型柴油机燃油喷油系统的影响因素分析

5．1 高压油泵的参数影响

5．1．1 柱塞增压面积比的影响

5．1．2 柱塞燃油腔容积的影响

5．2 喷油器参数的影响

5．2．1 先导针阀弹簧预紧力的影响

5．2．2 主针阀弹簧预紧力的影响

5．2．3 喷孔直径的影响

5．2．4 喷嘴流量系数的影响

5．2．5 喷孔数目的影响

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介