柴油机电控高压共轨增压式喷油器的设计与仿真研究

摘要

电控高压共轨燃油喷射系统融合了机械、液压、电子控制技术、新材料、先进的设计理念与加工工艺,具有喷油压力高、计量精确、控制灵活等优点,极大地降低了柴油机污染物排放并改善了燃油消耗。为了满足未来更加严格的排放法规、降低燃油消耗,必须进一步改善现代柴油机的燃烧过程,这对柴油机燃油喷射系统提出了更高的要求。增压式高压共轨燃油喷射系统由于具有更好的电控灵活性和压力-时间调节特性的能力,将来有可能成为电控高压共轨燃油喷射系统今后发展的一大趋势。
　　本文作者提出了一款基于增压原理的新型增压式共轨燃油喷射系统,并创新性地设计了该系统核心部件——新型增压式喷油器。该新型增压式喷油器内置由各自电磁阀独立控制的增压模块和喷油模块,因此液力放大过程和燃油喷射过程相互独立,可以实现“轨压模式”和“液力放大模式”两种工作模式。既可以提供更高的燃油喷射压力,又具有更好的电控灵活性和压力-时间调节特性的能力。不仅仅具有传统高压共轨燃油喷射系统所具有的可调环节,如轨压调节、多次喷射等,而且还能实现两种喷射压力的转换和更加柔性可调的喷油率。
　　本文围绕新型增压式喷油器的设计,详细阐述了其设计过程、结构组成、工作原理和工作过程,并针对增压模块进行了实验和仿真两方面的研究。
　　为验证设计思想的可行性,针对新型增压式喷油器的增压模块,设计并搭建了实验系统,该系统包括压力发生系统、控制系统和数据采集系统。通过实验验证了液力换向阀的和液力放大部分的工作能力。仿真方面,根据新型增压式喷油器的结构和工作原理,在合理假设的前提下,利用一维流体仿真软件FLOWMASTER针对新型增压式喷油器建立仿真模型。在所搭建的实验台架上进行了相关实验,验证了所搭建模型的正确性,并利用模型仿真分析了无量纲参数A、1 A、共轨压力2 P、换向阀泄漏系数?诸多设计参数对增压式喷油器核心部r件——滑阀式液力换向阀的响应的影响。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 电控柴油机燃油喷射技术的发展

1.3 电控高压共轨燃油喷射系统

1.4 国内外增压式共轨燃油喷射系统及增压式喷油器研究

1.5 高压喷射和柔性喷油规律的意义

1.6 电控增压式喷油器的设计与仿真分析

1.7 本文主要内容

第二章 增压式喷油器设计

2.1 增压式共轨燃油喷射系统与增压式喷油器

2.2 增压式喷油器设计要求

2.3 增压式喷油器方案设计

2.4 增压式喷油器结构设计、工作过程和特点

2.5 本章小结

第三章 实验平台的设计和搭建

3.1 压力发生系统

3.2 控制系统

3.3 数据采集系统

3.4 本章小结

第四章 增压式喷油器工作过程仿真和试验研究

4.1 增压式喷油器FLOWMASTER仿真模型的建立

4.2 增压式喷油器FLOWMASTER仿真模型的验证

4.3 换向阀动态特性影响分析

4.4 喷油器设计参数对换向阀响应的影响

4.5 液力活塞设计参数的影响

4.6 本章小结

第五章 全文总结及工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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