摘要：针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,提出并设计了立足国内加工能力和技术工艺的面向可调喷油速率的超高压共轨系统。在介绍其工作原理的基础上,基于AMEsim软件建立了系统的仿真模型,并利用试验验证了模型的准确性;通过模型研究了系统的压力特性和喷油控制特性,同时分析了电控增压器的关键结构参数对系统性能的影响规律。结果表明:面向可调喷油速率的超高压共轨系统可以将燃油压力放大至超高压状态,并且通过改变系统内电控增压器和喷油器各自电磁阀的控制信号作用时间,能够实现灵活可控的喷油速率曲线形状。相比于控制室容积和阀芯质量,出油孔直径和阀芯位移对系统性能的影响较大,随着出油孔直径和阀芯位移的增加,增压室压力和喷油速率峰值增大,而燃油泄漏率先上升后下降。

摘要：为了在特定供油喷油规律下提高共轨管灵敏度同时减少轨压波动,在避免对柴油机共轨系统做大幅度改造的前提下,对超高压系统中共轨管几何参数和PID轨压控制器参数进行了优化。参照柴油机超高压共轨系统实验台架,利用AMESim对超高压共轨系统进行仿真,模拟真实情况下压力波动的产生。利用ISIGHT优化软件对共轨管几何参数的影响规律进行了参数灵敏度分析,利用NSGA-Ⅱ算法对共轨管几何参数和PID控制器参数设计进行了优化。结果表明:经过优化后的共轨管轨压灵敏度和轨压稳定性均有提升,其中轨压稳定性能提升9.13%,轨压反应时间缩短1.06%。使用相同方法对PID轨压控制参数进行优化,优化效果明显。

摘要：分析了基于燃油增压器的超高压共轨系统的工作原理,针对基于燃油增压器的超高压共轨系统,利用高性能微控制器MPC5634对超高压共轨系统电控单元进行研究.设计了基于电流反馈控制的电磁阀智能驱动控制电路,利用单片机内置的增强型时间处理单元研究了发动机正时同步和时序控制方法,基于CAN总线和LabVIEW开发了监测标定系统.利用监测标定系统和逻辑分析仪对电控单元开展了软件测试,结果表明电控单元工作稳定可靠;借助压力测试系统和喷油规律测试仪开展了台架试验,结果表明超高压共轨系统能够产生220 MPa的超高压燃油和靴形喷油率.

摘要：针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,设计立足国内加工能力和技术工艺的船用柴油机超高压共轨系统,建立系统的仿真模型,通过模型分析系统的压力和喷油控制特性,以及增压装置的关键结构参数对系统性能的影响,结果表明,相比于增压室容积,出油孔直径和阀芯位移对系统特性的影响较大,随着出油孔直径和阀芯位移的增加,增压压力和喷油速率峰值增大,而燃油泄漏率先上升后下降。

摘要：利用自行设计的超高压共轨系统喷雾试验平台,开展了超高压共轨系统喷雾特性的试验研究.从油束形态、喷雾贯穿距以及喷雾锥角方面出发,系统定量地分析了喷油压力和喷油规律对船用柴油机喷雾特性的影响,为进一步改善船用柴油机性能提供了理论依据.结果表明：通过控制超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,可以实现变压力和变喷油速率喷射;随着喷油压力的升高,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐增大,但当喷油压力超过200 MPa后,其对喷雾贯穿距和喷雾锥角的影响越来越小;随着喷油规律由矩形变化到靴形,油束周围的破碎蒸发现象、喷雾贯穿距以及喷雾锥角均逐渐减小,且喷油压力为150 MPa的矩形喷油规律的喷雾贯穿距大于喷油压力为200 MPa的靴形喷油规律的喷雾贯穿距,这进一步表明了喷射初期的压力是决定喷雾贯穿距的最主要因素.

摘要：为提高增压装置电磁阀的静态与动态特性,实现超高压共轨系统精确灵活的控制,建立了电磁阀静态与动态特性三维模型,对电磁阀进行了多参数优化设计,获取了最佳参数组合,并在此基础上开展了参数优化后电磁阀特性试验。仿真结果表明:优化后的电磁阀性能比优化前得到了提升;随着驱动电流的增大,对应的静态电磁力逐步增大;随着弹簧刚度的增大,电磁阀开启响应时间延长,但关闭响应时间缩短;在三种不同的弹簧刚度下,电磁阀开启响应时间均小于0.5 ms,满足增压装置对电磁阀静态与动态特性的使用需求。

摘要：为实现超高压燃油喷射,设计了采用两位三通电磁阀控制的燃油增压器,并分析了其工作原理;利用AMESim建立了燃油增压器的仿真模型,分析了燃油增压器的动态特性以及关键参数对其性能的影响;建立了超高压共轨系统的仿真模型,研究了超高压喷射条件下的喷油特性以及喷油规律控制。研究结果表明:超高压共轨系统通过控制燃油增压器可获得超高压燃油,通过控制燃油增压器电磁阀和喷油器电磁阀的工作时序,可灵活改变喷油率形状,获得更加灵活的喷油规律。

摘要：为稳定控制超高压共轨系统中的共轨腔压力并缩短轨压控制算法的开发周期,利用AMESim/Simulink联合仿真技术建立了超高压共轨系统轨压控制仿真模型,采取前馈+PID控制算法设计了轨压控制策略,并针对轨压控制中的瞬态和稳态工况进行了仿真计算,最后在试验台架上开展了轨压跟随性测试。结果表明:所制定的前馈+PID控制算法能使轨压稳定在目标轨压附近,上下波动小于3 MPa,且轨压突变时瞬态响应时间小于0.5s,控制结果能够满足超高压共轨系统对精度和速度的需求。

摘要：为克服高压源设计和喷油器内零部件难于集成的困难,实现超高压力喷射和可控喷油速率喷射,立足国内基础材料及加工制造工艺水平,提出并设计了超高压共轨系统。介绍了系统的工作原理,搭建了超高压共轨系统性能测试台架,定量分析了增压装置结构参数对增压峰值的影响,选取最佳参数组合开展了压力特性和喷油速率控制特性试验。结果表明:超高压共轨系统能够将燃油压力放大至超高压状态(大于200 MPa),并且通过改变增压装置和喷油器各自电磁阀的控制信号时序,能够实现灵活可控的喷油速率。在相同的增压比条件下,随着进油节流孔直径的增加,增压峰值逐渐增大,并且随着增压比的增大,增压峰值呈现非线性的增加趋势。同时,在相同弹簧预紧力的情况下,弹簧刚度越大,可承受的轨腔基压越高,这就意味着增压装置可在更高的基压下实现增压。但弹簧刚度过大会导致增压装置电磁阀电磁力不足无法打开,具体选择时应当折中考虑。

摘要：为了提高增压压力峰值而又抑制增压器的燃油泄漏率,对影响超高压共轨系统燃油增压器性能的控制室进油孔直径和增压室容积等多个结构参数的灵敏度进行了优化。利用AMESim软件建立了超高压共轨系统仿真模型,并根据超高压共轨试验系统对仿真模型进行标定。利用ISIGHT软件的优化功能,选择了NSGA-Ⅱ、NCGA和AMGA等3种算法对增压器进行优化计算,结果表明:经优化后,燃油增压器的增压能力和经济性均显著提升。其中,AMGA算法优化效果最佳,增压压力峰值提升了19.1%,燃油泄油率降低了7.72%。