柴油机高压共轨电控燃油喷射系统数值模拟计算

论文摘要

随着全世界环保意识的逐年加强,能否满足日益严格的排放法规和日益提高的用户使用要求,决定了内燃机生产厂家的兴衰成败。因此拥有低油耗、低价格、低排放、低噪声和高性能的新型内燃机是各厂家追求的目标。被誉为二十世纪内燃机关键技术三大突破之一的柴油机高压共轨系统成为了研究的热点,它在改进柴油机并优化其性能的过程中,起着决定性作用。在当前所有的燃油喷射系统中,柴油机高压共轨系统能有效地降低发动机油耗、排放并提高发动机动力性。该系统具有喷油压力独立控制、喷油定时灵活控制和喷油量可灵活控制的特点。本文介绍了高压共轨系统的特点及国内外发展现状,并详细介绍了高压共轨系统的构成及基本原理。利用仿真计算和试验验证的方法,研究了高压共轨系统的喷射特性和共轨内压力波动的影响因素。首先建立了高压油泵、共轨和喷油器的数学模型,利用模块化分析方法,最终建立了数值模拟模型;然后在油泵试验台上对高压共轨系统进行一系列试验,所得到的试验结果与计算结果进行对比可知,两者总体变化趋势比较吻合,说明本数值模拟模型能够达到仿真的目的和要求。最后,通过独立地改变喷油始点、电磁阀开启脉宽、喷油器结构参数进行仿真计算,得到了各参数对系统喷射特性和共轨内压力波动的影响情况,为系统设计和改进提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 柴油机电控喷油技术的发展
• 1.2 国内外共轨系统的发展现状
• 1.2.1 国外共轨系统的发展现状
• 1.2.2 国内共轨系统的发展现状
• 1.3 柴油机燃油喷射系统模拟计算研究现状
• 1.4 课题研究的目的和研究内容
• 1.4.1 课题研究目的
• 1.4.2 课题研究内容
• 第二章 高压共轨喷射系统概述
• 2.1 高压共轨喷射系统
• 2.2 高压油泵
• 2.3 共轨部件
• 2.3.1 压力限制阀
• 2.3.2 流量限制阀
• 2.4 喷油器
• 2.5 本章小结
• 第三章 高压共轨系统核心部件——喷油器的设计
• 3.1 喷油器喷油率控制
• 3.2 喷油器关键零部件研究
• 3.2.1 喷油嘴的结构
• 3.2.2 控制腔的结构参数计算与分析
• 3.2.3 电磁阀
• 3.3 本章小结
• 第四章 高压共轨系统仿真模型及分析
• 4.1 高压共轨喷射系统数值模拟计算简化假定
• 4.2 高压共轨系统数值模拟软件的选择
• 4.3 计算模型的建立
• 4.3.1 油管单元的类型选择
• 4.3.2 其它模块的选择
• 4.4 高压共轨系统数值模拟计算
• 4.4.1 高压油泵模拟计算
• 4.4.1.1 柱塞腔内燃油连续方程
• 4.4.1.2 出油阀腔内燃油连续方程
• 4.4.2 共轨管模拟计算
• 4.4.3 喷油器模拟计算
• 4.4.3.1 喷油器电磁铁响应特性分析
• 4.4.3.2 衔铁运动特性分析
• 4.4.3.3 喷油器液力过程子模型
• 4.4.4 共轨系统模型
• 4.5 本章小结
• 第五章 高压共轨系统仿真研究
• 5.1 概述
• 5.2 高压共轨喷射系统仿真研究
• 5.2.1 喷油器喷油时刻和高压油泵泵油时刻间隔大小对共轨内压力波动的影响
• 5.2.2 喷油器关键参数对其响应特性的影响趋势
• 5.2.2.1 喷油器电磁阀的开启脉宽对共轨内压力波动幅度的影响
• 5.2.2.2 喷油器电磁阀的开启脉宽对喷射特性的影响
• 5.2.2.3 喷油器结构参数改变对喷射特性的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 高压共轨系统仿真模型的台架试验验证
• 6.1 高压共轨喷射系统试验平台的建立
• 6.1.1 试验平台概述
• 6.1.2 喷油泵试验台
• 6.1.3 单次喷射仪
• 6.2 试验测试结果与仿真模型结果验证比较
• 6.3 本章小结
• 第七章 课题总结与展望
• 7.1 课题总结
• 7.2 工作方向和展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文