电控燃油喷射系统循环供油准确性相关影响因素的研究

摘要

柴油机对燃油供给系统循环供油的数量与质量十分敏感，它直接影响柴油发动机的动力性、经济性和可靠性。柴油机混合气形成和燃烧过程的时间是非常短暂的，为了满足柴油机正常运转的需求，燃油喷射系统必须供给柴油机准确的油量。电控燃油喷射系统作为现代柴油机的核心部分，其精确的电控技术是实现循环供油准确性的前提。
　　本文首先从理论方面分析了循环供油准确性对柴油机燃烧性能的影响。通过对燃烧过程、燃油喷射特性等几个方面系统的分析，给出对电控燃油喷射系统的要求；分析电控燃油喷射系统代替传统喷油系统的具体方面及理论目标，从而分析油量传递过程影响循环供油准确性的相关因素。
　　本文自主开发了一套控制系统，搭建了电控燃油喷射系统试验平台。应用经典PID算法和增量式PID算法设计了控制系统，可以有效控制油温和共轨压力，且该系统用户可以在控制界面自主进行参数的设定（如驱动信号脉宽、频率等）。通过测试表明，共轨压力调节范围是0~150MPa，最大误差为±3Mpa；油泵转速可在0~3800rpm范围内设定，最大转速误差为±2rpm；喷油脉宽设定范围为0~20ms。
　　基于搭建的试验平台，本文开展了相关因素的试验研究。采用试验优化方法，研究了轨压、脉宽、转速、泵头压力、油管长度、喷孔数、油温和油管直径对喷油量和回油量的影响。通过方差分析得出，在99％置信度下，轨压、脉宽及轨压与脉宽的交互作用影响高度显著；在95%置信度下，喷油孔的影响显著；在90%置信度下，油管长度对喷油量有一定的影响；其余因素影响不大，且喷油脉宽对喷油量的显著性比轨压强。在99%置信度下，轨压、脉宽对回油量的影响高度显著；在90%置信度下，轨压和脉宽的交互作用对回油量影响显著；其余因素对回油量影响均不显著。
　　轨压、脉宽、油管长度、喷孔数是影响循环供油准确性的关键因素。利用二次通用旋转组合设计，建立了喷油量与轨压、脉宽、油管长度、喷孔数四个因素的数学模型。通过对模型的回归分析可知，在99%置信度下，回归方程显著。
　　本文的研究对于开发高压共轨式燃油喷射试验装置及柴油机与高压喷射系统匹配试验具有一定的参考价值，为改进完善试验台的设计，提高试验参数的准确性、稳定性提供重要的参考依据。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与技术路线

第二章 电控燃油喷射系统循环供油准确性的理论分析

2.1概述

2.2循环供油准确性对柴油机燃烧性能的影响

2.3柴油机燃烧过程对燃油喷射系统的要求

2.4影响循环供油准确性的因素分析

2.5本章小结

第三章 电控燃油喷射系统试验平台的搭建

3.1试验平台设计

3.2机械液力装置设计

3.3控制系统设计

3.4安装与调试

3.5本章小结

第四章 循环供油准确性相关影响因素的试验研究

4.1正交试验设计

4.2极差分析与方差分析

4.3结果分析

4.4本章小结

第五章 循环供油准确性关键影响因素的试验研究

5.1二次通用旋转组合试验设计

5.2回归方程的求解及显著性检验

5.3关键因素对循环供油准确性影响的结果分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

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