两次喷射下高压共轨系统压力波动对喷油特性的影响研究

摘要

高压共轨系统的目的在于给喷油器提供压力恒定的燃油。然而即使共轨管里的压力相对稳定，连接共轨管和喷油器的高压油管内的压力却仍存在着较大的波动。本文针对高压油管内的压力波动现象，研究了两次喷射条件下压力波动的产生及发展，以及它对于喷油特性的影响。
　　使用了压力波动模型分析系统内各参数对波动的影响。设计和搭建了高压共轨实验系统，其中只包括一个压电晶体喷油器。使用了喷油速率测量系统，研究压力波动与喷油特性（喷油量和喷油速率）之间的关系。搭建了光学测试系统，其中使用喷雾可视化系统研究压力波动对柴油喷雾形貌发展的影响，使用相位多普勒测速系（PDA）测量并分析喷雾的雾化特性，包括粒子的粒径及速度。
　　研究结果表明：压力波动模型中的一些参数会对压力波动的形貌产生影响；喷油时产生的压缩波和膨胀波导致了压力的上升和下降；当油管长度较短时，波动的频率变大；喷油间隔的变化会改变压力波动的相位和振幅，但不改变其频率；轨压的大小都只影响压力波动的振幅，而不影响压力波动的相位和频率；压力波动会对喷雾的形貌产生影响，表现为预喷射和主喷射的贯穿距的变化；预喷射后而主喷射开始前，各种喷油间隔下的压力波动曲线重叠在一起，成为曲线簇，随着主喷射的开始，该工况下的压力波动曲线从曲线簇中分离出来；主喷射阶段会受到预喷射引起的压力变化的补偿作用；喷射压力会对针阀升程造成影响，从而导致针阀的节流作用；压力波动会使主喷射的喷油量产生规律性的震荡，这是压力补偿作用和针阀节流作用共同作用的结果；针阀的节流作用会对喷雾的雾化特征产生影响，当喷射压力较高时，针阀节流作用明显，喷雾粒子速度减小，而粒径变大；喷射压力只给喷雾提供一个初速度，在喷雾离开喷孔后，喷雾的速度不再受喷射压力的影响，而主要受空气阻力的影响。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 高压共轨系统中的压力波动现象

1.3 压力波动现象及其影响研究

1.4 本课题的主要工作和意义

第二章 压力波动模型

2.1 高压共轨系统的组成

2.2 压力波动模型的建立

2.3 模型参数对压力波动的影响

2.4 本章小结

第三章 实验系统

3.1 高压共轨实验系统

3.2 光学测试系统

3.3 本章小结

第四章 压力波动特性的实验研究

4.1 实验工况

4.2 实验结果与分析

4.3 本章小结

第五章 压力波动对喷油特性的影响研究

5.1 实验工况

5.2 实验结果与分析

5.3 本章小结

第六章 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢