电控喷油（共7篇）
电控喷油 篇1
0 引言
低压电控喷油器作为进气管喷射式发动机电子燃油控制系统的核心部件, 其每循环燃油喷射质量对发动机性能具有重大的影响[1]。理论上, 电控喷油器的喷射量与有效喷油脉宽成正比[2]。但实际中, 衔铁组件在开启和关闭阶段的运动受到电磁力和运动反力等作用影响, 造成电控喷油器存在开启延迟和关闭滞后两种时滞效应, 预定喷油脉宽与有效喷油脉宽并不相等, 二者差值一般称为无效喷油时间[3,4]。无效喷油时间的存在导致喷油的计量出现偏差, 影响发动机系统的控制精度, 因此需要对其进行测量。近年来, 国内外研究人员针对无效喷油时间的检测方法展开了相应研究。文献[5-6]利用光电位移传感器测量针阀行程, 得到了无效喷油时间等重要参数。夏尚飞等[7]通过自行设计的针阀位移传感器来获得无效喷油时间, 但这种方法需要针对不同喷油器设计不同的位移传感器, 通用性较差。胡俊等[8]设计了针对国产喷油器流量测试的装置, 取得了较好的测量效果, 但对无效喷油时间的研究较少。欧大生[9]主要研究了平面阀和锥阀等不同种类阀的开启关闭时间。本文以低压电控喷油器为研究对象, 对无效喷油时间的测量展开研究。
1 电控喷油器运动过程分析
如图1所示, 电控喷油器由铁芯、导磁片、线圈、衔铁组件 (包括衔铁和钢球) 、导向管等组成, 其工作过程为:线圈断电时, 衔铁组件在回位弹簧力、自身重力和燃油压力等运动阻力的作用下, 被压紧在阀座上, 喷油器处于关闭状态;线圈通电后, 迅速产生电磁力, 衔铁组件在其作用下克服运动阻力向上运动, 喷油器开启[10]。
衔铁组件运动过程中, 完全开启时刻到完全关闭时刻所经历的时间就是喷油器的有效喷油脉宽, 如图2所示。因此只要测得完全开启时刻C和完全关闭时刻F, 即可计算出无效喷油时间t=tOD-tCF。
1.1 衔铁组件开启过程分析
开启阶段的电控喷油器相当于一个用电器, 电路的电能由外界提供, 其结构可简化为图3、图4所示的等效电路和等效磁路[11]。由电压平衡方程得
式中, U0为蓄电池电压;R为电磁线圈电阻;I为线圈电流;Ψ为磁链。
由麦克斯威磁路方程得
由衔铁组件运动方程得
式中, N为线圈匝数;φb为磁通;RM为总磁阻;F为电磁力;μ0为真空磁导率;S为气隙截面积;Ff为回位弹簧力;G为衔铁组件重力;Fp为燃油作用力。
开启阶段衔铁组件位移与时间关系曲线如图5a所示。线圈通电后, OB阶段衔铁和线圈电流的变化规律可由式 (2) 和式 (3) 推得。这一阶段, 线圈磁通变大, 电流增大, 电磁力快速增大, 但小于运动阻力, 衔铁组件静止不动。BC阶段, 电磁力大于运动阻力。由式 (4) 可知, 衔铁组件加速上升, 此时工作气隙减小, 总磁阻变小, 线圈电感增加, 最终导致线圈电流略微下降, 并在衔铁组件完全开启时刻达到极小值, 即图5b中的C时刻。此后, 工作气隙不再变化, 电流重新增加达到饱和。
1.2 衔铁组件关闭过程分析
关闭阶段等效电路如图6所示。由于喷油器断电瞬间会产生很高的感应电动势, 造成驱动电路损坏, 所以在线圈两端并联1个由二极管和电阻组成的保护电路。线圈断电后, 线圈相当一个电源, 向保护电路电阻RD放电。由电压平衡方程得
关闭阶段衔铁组件位移与时间关系曲线如图7a所示。DE阶段衔铁和线圈电流的变化规律可由式 (2) 和式 (3) 推得, 这一阶段, 线圈磁通变小, 电流减小, 电磁力迅速减弱, 但仍大于运动阻力, 衔铁组件保持在最大开启位置。EF阶段, 电磁力小于运动阻力后, 由式 (4) 可知, 衔铁组件加速下落, 工作气隙增大, 总磁阻增加, 磁通减小, 产生的感应电动势使线圈两端的电压增加, 并在衔铁组件完全关闭时刻达到极大值, 即图7b中的F时刻。此后, 由于工作气隙不再变化, 电流再次减小直至消失。
2 检测系统设计
检测系统主要由供油系统、上位机操作系统、单片机控制系统、喷油器驱动电路、完全开启/落座时刻检测电路等部分组成, 具体结构如图8所示。测试过程中, 上位机向单片机发送喷油控制信号, 单片机接收喷油脉宽等参数信息, 驱动喷油器工作。同时, 利用输入捕捉功能实时记录衔铁组件完全开启的时刻和完全关闭的时刻, 通过计算得到无效喷油时间并将结果发送回上位机显示。
1.上位机2.关闭时刻检测电路3.开启时刻检测电路4.驱动电路5.油压调节器6.油轨7.电控喷油器8.量筒9.油管10.燃油滤清器11.油泵12.油箱13.单片机控制系统
2.1 完全开启时刻信号检测
衔铁组件完全开启时的测量电路由比例放大电路、微分电路、比较电路、电平转换电路和反相电路组成。为了能够有效检测到线圈电流的变化, 在电控喷油器下方串联一个小阻值的采样电阻, 将电流信号转化为电压信号, 通过比例放大电路进行信号放大处理。然后, 通过微分电路将电压信号拐点处的波形处理成尖顶波形, 再利用比较电路将尖顶波信号转换为容易采集的方波信号。此外, 为了让单片机能够有效识别到该方波信号, 还需要通过电平转换电路、反相电路的处理将信号变为TTL电平, 完全开启时刻的检测电路如图9所示。
综合以上分析, 衔铁组件开启阶段经各电路处理后的电压信号变化过程如图10中a~f点采样的信号波形所示, 其中, C点时刻即为衔铁组件完全开启时刻。
2.2 完全关闭时刻信号检测
衔铁组件完全关闭时的检测电路由差分放大电路、微分电路、比较电路和电平转换电路组成。由上文分析可知, 线圈断电后, 电控汽油喷射器相当于一个电源, 电控喷油器的正负极变换位置, 向保护电路迅速放电, 线圈两端电压不断下降。根据这一特点, 关闭阶段测量电路通过比较放电阶段线圈两端的电压与12V基准电压之间差值的变化来反映衔铁组件的运动过程。如图11所示, 电压信号经过同相串联差动放大电路处理后, 经历微分、比较等处理最终进入单片机。
衔铁组件关闭阶段经各电路处理后的电压信号变化过程如图12中a~e点采样的信号波形所示, 其中, F点时刻为衔铁组件完全关闭时刻。
3 实验验证
实验选取BOSCH公司EV6系列3种不同型号的低压电控汽油喷射器为测试对象, 在工作电压12V、介质压力300kPa、测试温度20℃的实验条件下, 设置喷油周期10ms、脉宽5ms, 对无效喷油时间进行了测量, 并利用线性流量阶段持续时间的间接测量法对测量系统的结果进行了对比分析。
利用数据采集仪记录一个周期内线圈电流变化的数据, 并绘制曲线, 如图13所示。为进一步验证测试方法的可行性, 通过数据采集仪测量了衔铁组件开启阶段线圈电压信号经过微分处理后的波形, 如图14所示。对比图10中C点采样的信号曲线可以看出, 实际测量的波形与理论分析的结果基本一致, 说明本测试方法可以用于无效喷油时间的测量。
数据采集仪有响应迅速、能直接采集喷油器线圈电流波形的特点, 所以测量结果的误差非常小, 但这种设备昂贵且检测效率低, 不适于大批量的检测, 试验过程中仅将这种方法的测量结果作为比较基准。
对比试验中, 首先将数据采集仪的测量结果与间接法测量的结果进行对比, 如表1所示 (文中结果均为测量50次取平均值后的结果, 舍入误差取小数点后两位) 。
再利用开发的测试系统测量喷油器的无效喷油时间, 对比数据采集仪直接测量的结果, 如表2所示。
由对比两组结果可知, 利用间接法测得无效喷油时间的结果绝对误差最大值为0.03ms, 相对误差最大值为4.61%;开发的测量系统的绝对误差最大值为0.02 ms, 相对误差最大值为2.94%。
测量系统引起测量误差的因素可能为: (1) 开启延迟阶段测量电路引入的采样电阻R0将对线圈产生分压效果。此时, 线圈两端的电压小于理论值, 导致开启阶段的延迟时间将略长于理论时间。 (2) 受单片机采样频率的影响, 比较电压一般略低于峰值电压。 (3) 运算放大器的瞬态效应。 (4) 软件处理过程中的误差。系统中采样电阻的阻值为10mΩ, 开启阶段产生的时间延迟不大于5μs;完全开启时刻和完全关闭时刻测量的比较电压并不是尖顶波的峰值点 (2次测量取电平的上升和下降边沿时刻的平均值) , 由此产生的误差不大于2μs;开启阶段反向器延时产生的误差一般不超过5μs;其他由软件处理过程中产生的误差和单片机产生的误差可以通过软件设置进行补偿, 所以产生的误差忽略不计。综上, 理论上测试系统无效喷射时间最大绝对误差不大于12μs, 最大相对误差不大于1.82%。
4 结论
(1) 通过对低压电控喷油器电磁结构的理论分析, 总结了衔铁组件运动过程和线圈电流变化规律之间的关系, 利用完全开启和关闭时刻电流出现极值的特点, 提出了一种无效喷油时间的测量方法。
(2) 设计了衔铁组件完全开启和完全关闭时刻的检测电路, 开发了1套用于测量无效喷油时间的系统。
(3) 通过试验对比可知, 所开发的系统将测量结果的绝对误差控制在0.02ms以内, 相对误差控制在3%以内, 较好地满足了低压电控喷油器生产过程中针对无效喷油时间批量检测的要求。
摘要：以低压电控喷油器的结构模型为基础, 结合电磁场理论分析了喷油脉冲作用下衔铁组件的运动历程以及线圈电流的变化规律, 证实了衔铁组件运动过程中, 特征位置出现的时刻与线圈电流突变时刻的一致性。依此提出了一种针对无效喷油时间的非接触式测量方法, 并应用单片机技术开发了一款测量系统。通过试验对比的方法对测量系统进行了验证:测量结果的绝对误差最大值为0.02ms, 相对误差最大值为2.94%。
关键词：电控喷油器,无效喷油时间,测量方法,汽油发动机
参考文献
[1]Heywood J B.Internal Combustion Engine Fundamentals[M].New York:Mc.Graw Hill International, 1988.
[2]Schmidt S, Joyce M, Wall J, et al.Investigations on Low Pressure Gasoline Direct Injection for a Standard GDI Combustion System[J].SAE Paper, 2010-32-0094.
[3]周云山, 钟勇.汽车电子控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[4]郭辉.一种电控喷油器动态时间参数测试方法[J].中国机械工程, 2012, 23 (5) :626-628.Guo Hui.Investigation on Measurement Method of Dynamic Response Time for an Electronic Fuel Injector[J].China Mechanical Engineering, 2012, 23 (5) :626-628.
[5]陈生春, 林瑞霖, 倪庆棋.光纤位移传感器在喷油器针阀升程测量中的应用[J].海军工程大学学报, 2003, 15 (5) :53-56.Chen Shengchun, Lin Ruilin, Ni Qingqi.Application of Optic Fiber Sensor to Measuring the Needle Displacement of Oil Injector[J].Journal of Naval University of Engineering, 2003, 15 (5) :53-56.
[6]王军, 何炼, 张幽彤, 等.电控喷油器针阀升程自动测试[J].装甲兵工程学院学报, 2013, 27 (3) :31-34.Wang Jun, He Lian, Zhang Youdan, et al.Automatic Measurement of Needle Lift in Electronic Controlled Fuel Injector[J].Journal of Academy of Armored Force Engineering, 2013, 27 (3) :31-34.
[7]夏尚飞, 王会明, 侯加林.喷油器针阀升程自动测试系统的研究[J].拖拉机与农用运输车, 2007, 34 (5) :73-75.Xia Shangfei, Wang Huiming, Hou Jialin.Research on Automatic Testing System of Injector Nozzle Body[J].Tractor&Farm Transporter, 2007, 34 (5) :73-75.
[8]胡俊, 姚锡凡, 颜亮.新型国产电控喷油器动态特性分析及关键参数测量[J].装备制造技术, 2007 (7) :7-9.Hu Jun, Yao Xifan, Yan Liang.Dynamic Characteristics Analysis of New Type Electronic Fuel Injector and Its Parameters Measure[J].Equipment Manufacturing Technology, 2007 (7) :7-9.
[9]欧大生, 张静秋, 欧阳光耀.电控喷油器电磁控制阀型式选取及特性的试验研究[J].内燃机工程, 2008, 29 (1) :11-15.Ou Dasheng, Zhang Jingqiu, Ouyang Guangyao.Experimental Study on Type Selection and Characteristic of Electromagnetic Control Valve of CR Injector[J].Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2008, 29 (1) :11-15.
[10]颜伏伍, 邹华, 肖琼.电控喷油器动态过程模拟分析[J].武汉理工大学学报, 2004, 26 (12) :79-82.Yan Fuwu, Zou Hua, Xiao Qiong.Simulated Analysis on Dynamic Process of Electronic controlled Injector[J].Journal of Wuhan University of Technology, 2004, 26 (12) :79-82.
[11]张振东, 程强, 徐晓丽.电控汽油喷射器流量性能测试台的研制与试验[J].实验室研究与探索, 2013, 23 (4) :7-10.Zhang Zhendong, Cheng Qiang, Xu Xiaoli.Development of a Platform with Electronic Gasoline Injectors to Open Response Characteristic Test[J].Research and Exploration in Laboratory, 2013, 23 (4) :7-10.
汽车电控喷油的结构改进设计 篇2
1 汽车电控燃油控制技术
随着现代人生活水平的不断提高, 越来越多的人选择对汽车加大投资量, 也就是说, 越来越多的人对于汽车性能方面的要求将越来越高, 这就应该对我国汽车的性能加大研究力度, 同时, 随着现代人环保意识的提升, 也越来越重视汽车的尾气排放量, 就是在这样的高要求下, 我国汽车产业对于汽车电控燃油控制技术的研究做了更多的功课, 为改善汽车电控燃油发动机而更加努力着。所以, 对于汽车电控燃油控制技术的提升是现代社会发展的重中之重。
1.1 汽车电控系统应用。
整个汽车发动机电控燃油技术是在不断的更新换代中发展起来的, 随着时代的进步, 从最初的晶体管到后来的超大规模集成电路, 是经过了几个世纪的创新与开发才真正实现的, 通过将整个控制系统和计算机技术相互结合, 能够使整个系统的控制能力变得更加灵敏, 同时能够很好地适应人类的使用, 智能化的计算机技术还提升了整个系统的燃油效率, 也就是说, 从根本上降低了汽车尾气对环境的污染。在不断的研究与探索中, 我国在汽车电控系统应用方面着实有了极大的成效。
1.2 各国汽车电控系统研发现状。
本文主要探究的是新式的发电机对汽车燃油系统的优化问题, 通过一系列研究表明, 新式电控燃油系统发动机是现代汽车产业比较喜欢的一种新新发动机, 不仅能够很好地降低对能源的浪费, 同时能够很好地减少对环境的污染。随着新新技术的进步与发展, 老式燃油系统已然不能满足现代人对汽车的需求, 在能源短缺的今天, 在不破环环境的前提下进行能源的节约是现代技术所要实现的目标。目前, 各国对于汽车电控系统的研究已经越来越趋于白热化, 也就是说, 目前的新式电控燃油系统发动机是各国汽车厂都比较青睐的一款新新技术产品。在这样的大背景下, 我国应该加大研发力度, 同时加大投入, 更好地将这项高科技产品广泛生产, 以供国人使用, 为我国能源的节约以及环境的保护做贡献。
1.3 电控燃油技术发展前景。
最初的电控燃油技术是主要应用于飞机, 由于飞机对整个燃油的控制要比汽车严格得多, 然而, 随着现代技术的不断革新, 我国将电控燃油技术开始应用于汽车行业, 能够降低汽车这一主要地面交通工具对能源的消耗量, 同时将这项技术与计算机技术有机结合, 真正地实现技术的智能化。未来对电控燃油技术的发展前景还是很广阔的, 航空航天工业、船舶工业等工业生产方面也可以加入电控燃油技术, 通过利用这项技术使电控发动机被广泛利用, 能够更好地降低能源使用, 并且将智能化技术普及到各个方面。
2 电控燃油系统组成结构
传感器、电子控制单元、执行器三部分之间相互协调工作共同组成电控燃油控制系统。
2.1 传感器。
传感器的主要作用是对发动机燃油气缸工作时各项状态参数进行实时测定, 并转换成电流信号传递给电子控制单元。发动机控制系统中几种常用传感器:测定传动轴工作时转数的转速传感器;测定燃油气缸中气体流量, 循环进气量的负荷传感器;冷却水温度传感器;气压传感器;气温传感器;氧浓度传感器等等。
2.2 电子控制单元。
电子控制单元主要作用是:把由传感器传递给发动机各项工作状态参数进行整理与判断, 并作出正确高效的判断, 这个过程用时极短可以做到实时控制, 然后将各条命令传达给执行器已达到控制目的, 其核心是一台微型电子计算机。
2.3 执行器。
执行器主要作用是:接受并完成电子控制单元传递来的指令来最终达到控制作用。电动燃油加压泵与电控燃油喷射器主要是的对气缸定时定量给油然后传达至执行器。
3 控制变量
电子控制单元给执行器发出的各种指令例如要求燃油发动机转速、负载、气压、温度等等。发动机适应实时路况所要达到的最为高效的工作状态, 可以看出发动机工作过程中每种控制变量都会有一个专门传感器对该变量进行测定。在所有的状态变量中转速与负载是最重要的。但要做到驾驶汽车时操作灵敏对各种路况适应良好的效果可不仅仅需要控制发动机的转速和负载参数, 对其他辅助参数变量也要进行调解与控制。
4 电控系统信息处理及燃油系统工作原理
装配于发动机各部位, 并且用于测定发动机工作过程中各种参数变量的传感器将收集到的各种实时数据传递给电子控制单元, 电子控制单元对这些参数信息进行分析处理, 最后将控制命令传递给执行器, 由执行器完成控制任务最后也是至关重要的一步。
汽车电子燃油控制系统的控制核心是电子控制单元即微型计算机, 该系统中装配在发动机各部位各种传感器负责对发动机在工作状态下实时参数指标的测定与采集, 电子控制单元中预先设置的控制软件对数据进行特定处理, 以便准确控制调节发动机燃油供给量, 点火时间等等。使发动机长时间工作在最佳状态, 以便适应各种复杂路况, 提高汽车驾驶舒适性与安全性。汽车启动时控制系统下达点火指令, 启动后发动机燃油泵开始工作, 供油系统中气压开始上升, 当达到足够压力后便能为燃油气缸供油, 同时发动机在电动机牵引下开始旋转。然后油箱中燃油被电泵加压之后流过汽油滤清器过滤, 特定燃油调压器对过滤后的燃油进行适当调压输送给喷油器, 在控制系统控制下进行特定时间, 特定油量地喷射进入气缸与气缸中央七充分混合后燃烧, 为发动机提供动力。
结束语
我国对于汽车方面的投入越来越多, 同时对于智能化建设的投入也相应地增加, 这就导致对于汽车节能以及尾气排放的问题在不久的将来得到解决。面对越来越严重的环境污染, 改善排放量是现代社会亟待解决的问题, 综上所述, 汽车电控燃油控制技术的改善是汽车行业的一大提升, 国家对于汽车这一项经济支柱产业的投入, 将会在未来给我国带来更大的经济收益, 也就是说, 一项技术的提升不仅能够很好地节能环保, 更能给整个社会带来更多的收益。
参考文献
[1]陆际清, 刘峥, 庄人.发动机燃料供给与调节[M].北京:清华大学出版社, 2002:10-17.
[2]杨海峰, 蒋辉.发动机油路故障分析[M].北京:人民交通出版社, 2003:30-40.
浅谈柴油机共轨式电控喷油系统 篇3
共轨式电控喷油系统集中体现了电控喷油系统的特点。
1) 电子控制装置信息容量大, 处理功能强, 除常规的转速、负荷外, 冷却剂温度、润滑油压力和温度、环境压力和温度、燃油特性、关键零部件热负荷等信号均可以输入控制系统, 经微机运算分析后, 调节柴油机工作过程与之相适应, 使柴油机对环境变化具有更强的适应能力。
2) 系统将喷油量计量、压力升高、喷油正时确定等功能适当分离, 有利于系统零部件优化, 实现柔性控制, 提高控制精度;实现靴形喷射或预喷射, 为提高平均喷油压力与最高喷油压力的比值创造了条件, 有利于燃油雾化和油气混合, 可显著改善柴油机性能;在较大的范围内调节喷油压力, 控制喷油速率, 有利于降低柴油机有害气体排放和噪声;电磁阀可准确地分别控制主喷射和预喷射的油量、压力和正时, 有效组织燃烧过程, 这是常规喷油系统难以做到的。
3) 系统可将各种工况下的最佳参数值、优化得到的图谱存入存储器, 按控制模型进行控制。控制模型根据需要可以是线性、非线性、稳态、动态, 并可进行智能控制, 使柴油机的运行实现全工况综合优化。因此显著改善柴油机变工况性能, 有效提高经济性, 降低有害气体排放、噪声和振动。
4) 电子控制可以针对喷油系统、传动系统机械零件的变形和磨损进行补偿, 提高控制精度和工作耐久性。
5) 电子控制系统有诊断和自动诊断功能, 可对喷油系统和柴油机的有关故障进行提示和报警, 提高柴油机工作可靠性。
6) 电控喷油系统可以与换气系统、增压系统的电控相结合, 完成综合电控管理, 使柴油机技术向更高水平发展。柴油机电控系统兼容性好, 可以与车辆、船舶、电站的电子管理系统相结合, 实现计算机集中控制和系统整体优化。
7) 高速电磁阀、电子控制装置、各种功能元件在多种类型柴油机喷油系统之间可以通用, 扩大了适用范围, 相对降低了成本。采用共轨式电控喷油系统为柴油机的设计和生产也带来了一定的优势。燃油泵可由电机或柴油机驱动, 驱动扭矩平稳, 无正时要求, 柴油机的齿轮传动系统的偏振问题可大大缓解, 传动系统简化, 相关零件的生产成本下降。与泵喷嘴喷油系统相比, 共轨式电控喷油系统在柴油机气缸盖上的布置较容易, 利于气缸盖、传动系统及相关零件的设计和加工。
2电控高压共轨式喷油系统
共轨包括电子信息传输共轨和压力油供应共轨两层含义, 即在系统中电控指令和压力燃油各由共用的通道送往柴油机各缸喷油器, 不同于传统喷油系统中喷油泵 (或泵油单元) 、高压油管和喷油器按缸数一一对应的布置。高压共轨要求油泵供应高压燃油, 需要共轨管道密封性好, 控制阀适合在高压下工作, 但喷油器中无需燃油压力增压装置, 结构简单, 外形尺寸小, 在气缸盖上较易布置。
在典型的电控高压共轨式喷油系统中, 供油泵将高压燃油输送到共轨油管, 再分别联结各缸喷油器。进入喷油器的高压燃油一部分直接到针阀腔, 一部分经过三通阀到液压活塞腔, 液压活塞作用在针阀上端。在电信号作用下三通阀开启, 液压活塞腔的燃油经三通阀流回油箱, 腔内压力剧降, 针阀在上下端压力差的作用下开启, 高压燃油喷入燃烧室。关闭三通阀的泄油通道, 使共轨油管的高压燃油经三通阀流入液压活塞腔, 液压活塞下移, 关闭针阀, 终止喷油。针阀上端弹簧的作用是柴油机停机时防止针阀开启。
进入喷油器后供油和控制油路的高压燃油并联, 用于控制的高压燃油量小, 可减小三通阀的流通面积和运动件质量, 提高其响应速度。三通阀与液压活塞腔之间的燃油通道由单向阀和节流孔并联而成, 开始喷油时液压活塞腔的高压燃油只能通过节流孔回流到油箱, 流速小, 针阀开启的速度受到限制, 喷油速率较小, 可以抑制初期燃烧;停止喷油时, 共轨通道来的高压燃油经三通阀后由单向阀、节流孔两个并联通道进入液压活塞腔, 充油速度快, 针阀迅速落座, 停油干脆。
高压供油泵的结构和工作原理与柱塞式喷油泵相类似, 取消柱塞上的螺旋控制槽, 更有利于燃油密封和喷油压力提高。供油泵的喷油量计量和正时功能分离出去后, 可采用多凸起凸轮, 减少供油泵的体积和成本。在六缸柴油机上使用两缸三凸起凸轮的供油泵, 外形尺寸和质量只有常规六缸直列式喷油泵的三分之一。用外开型的电磁阀控制供油泵进油, 柱塞腔的高压燃油作用提高了阀的密封力, 有利于高压供油。高压供油泵采用低压溢流进油计量, 与常规柱塞式喷油泵相比消除了高压溢流损失, 提高了油泵工作效率。
3共轨式电控喷油系统应用前景
共轨式电控燃油喷射系统没有限制燃油喷射的供油量, 可以在最大程度上自由选择预喷射和主喷射的始点;驱动扭矩峰值降低, 可自由选择喷射压力。可以明显改善燃油雾化品质, 改善燃烧过程, 提高燃烧效率, 减少排放烟度, 降低燃烧噪声, 大大加强了柴油机的竞争能力。随着共轨技术的日臻完善和排放法规的日益严格, 高压共轨式电控燃油喷射系统在柴油机上将会得到广泛的应用。
参考文献
[1]汀雨.话说柴油机电控燃油喷射技术[J].现代零部件, 2007 (8) .
电控喷油 篇4
近二百年来,经济的快速发展导致人类对能源的需求量越来越大,一方面能源面临能源危机,另一方面还造成大气的污染。因此环境污染与能源危机已成为全球面临的严峻问题。所以开发一种既能缓解能源危机又能减少污染的新能源已经成为当务之急。氢能以其洁净性、高效和资源的永久再生性等独特优势使得氢燃料在汽车的开发与研究正在受到世界各国的青睐,氢能基于这种理念被视为未来理想的能源载体。
氢作为能源主要以两种方式被使用,一种是燃料电池,一种是氢发动机。燃料电池虽然节能、转换效率高、不需要石油燃料;排放达到零污染;结构简单,运行平稳;但是由于电池使用寿命短,同时需要用贵金属铂(Pt)作为催化剂,因为造价较高等问题,造成短时间内很难实现工业化。而汽油机和柴油机经过局部结构的微调整后就可变成氢发动机,变动比较小,成本低,较容易实现。我们讨论的双燃料发动机是由嘉陵600单缸汽油机改装而成的,以纯氢作为燃料。而且还开发了一套以美国freescale公司MC9S12XS128单片机为核心的单点进气道内喷射的电控喷氢系统,它采用智能化芯片MC33810来控制高速开关型数字电磁阀作为氢气喷嘴和汽油喷嘴的驱动,采用输出比较来控制喷氢和喷油量、喷射时间和相位之间的关系。
1 电控双燃料喷氢-喷油系统的硬件设计
电控单点进气道内喷氢喷油系统硬件分为传感器、电控单元(ECU)和执行器3部分。
硬件设计主要根据总体设计要求,在所选的以MC9S12XS128单片机为核心的基础上,确定喷氢-喷油系统硬件所需的元件。硬件系统的结构见图1。
1.1 传感器
传感器可以分为有源和无源型两种。经过传感器传出的信号经过滤波、整形、放大以及A/D转换等,变成ECU可以识别的信号。所用的传感器信号主要有曲轴位置信号、凸轮轴信号、进气压力信号、进气温度信号、节气门信号、氢气压力信号、氢气流量信号、爆震信号、早燃信号、氧信号、转速信号冷却水温度信号、蓄电池信号及空气流量信号等。转速信号和节气门信号直接显示氢-汽油双燃料发动机的运行工况。被用来控制发动机的喷氢-喷油量和进气量。凸轮轴信号和曲轴信号用来决定实际的点火和喷氢-喷油时刻。进气压力和进气温度信号显示发动机吸入的空气量。冷却水信号用来判定发动机的启动情况。爆震信号、早燃信号和蓄电池信号作为控制系统的反馈信号,用来对点火时刻和喷燃料量进行精确的控制。
1.2 电子控制单元(ECU)的设计
电子控制单元(ECU)是发动机电控系统中最关键的电子装置。其功能是对发动机各工况下的运转参量信号进行采集,然后经过信号的处理,传输到中央处理器,经过处理单元的处理后,输出信号对发动机喷氢-喷油量、喷氢-喷油时刻,点火时刻等进行控制。
微处理器是发动机电子控制系统的“大脑”,是电子控制单元的核心。我们所设计的电子控制系统的ECU控制器是美国freescale公司MC9S12XS128单片机为核心。MC9S12XS128单片机是当前应用比较广泛的一种16为单片机,同时性价比较高,比较适合汽车控制等应用领域。
a.单片机上集成了十余个I/O接口,包括通用并行I/O口(一般每口8个外部引脚)和SCI、PWM、ADC、CAN等专用子系统。同时四路PIT定时模块方便建立任务调度。
b.MC9S12XS128的储存器有256 KB Flash储存器;12 KB的RAM;4 KB的EEPROM。
c.复位模块具有四个复位源:上电复位(POR)、外部引脚引起的复位(RESET引脚)、看门狗复位和时钟监视器复位。
d.片内工作电压为2.5 V,可以保证CPU的能量消耗不会太大。
e.A/D转换模块8位/10位/12位可选转换精度,可编程采样时间;转换速度快;8个PWM(pulse Width Modulation)通道;内部IC总线(I2 C接口);CAN模块;增强型捕捉定时间模块(ECT)串行通信接口,可以用来和计算机及其他外设进行通信。
MC9S12XS128单片机的工作电压为5 V,一般作为汽车用的电源的蓄电池的电压为12 V,所以要进行电压的转换,将12 V直流蓄电池电压转换为5 V,然后接到单片机,National Semiconductor公司的lm 2940作为主要的电源管理芯片,给单片机芯片。英飞凌公司的TLE4251D给周边传感器供电,受到单片机的输出控制,可以在单片机停止工作时停止对周边电路供电,这符合低功耗的要求。电源电路见图2。
在本系统中的复位,由MC9S12XS128单片机第30引脚触发,同时在电源正极串联一个4 700Ω的电阻,并加一个电容进行滤波,使电路性能更加稳定。电路见图3。
此系统中,系统的频率为40 MHz,振荡电路由晶振构成,4号引脚接5 V电源,2号引脚接地,1号空接,3号引脚和单片机的34号引脚相连,电路见图4。
1.3 执行机构
双燃料电控系统中主要的执行机构是喷油嘴和阀嘴,在本设计中采用的是开关型电磁阀作为他们的驱动器,采用输出比较的驱动方式。
在MC9S12XS128单片机内部,输出比较信号由片内的定时器产生。喷氢量是由电控单元作用在喷油器电磁阀上的控制脉冲的宽度决定的。喷氢时序图见图5,在本设计中,假设喷氢时刻如图中所示。由于ECU设定的是采用上升沿来捕捉曲轴信号,如图5所示,在第26号齿喷氢事件得到相应,那么在接下来的6度,就通过输出比较延迟功能来实现。如图所示,进入中断后,先判断是第26个齿,然后开始喷氢事件调度,之前要根据瞬时转速计算6°转角所需的时间,然后将此值赋给比较寄存器,等到计数器计时到所计算的值的时刻,输出比较触发一次中断,喷氢真正开始。与此一样,喷氢时间也是提前计算好的。同理喷油也是一样的。
1.4 抗干扰电路
对抗干扰所采取的措施主要是从控制系统的硬件电路的抗干扰开始的,尽可能在干扰信号到达微处理器之前就把它消除,所采取的措施主要有对单片机和传感器的供电采取不相干的芯片方案,预防车载传感器的干扰信号传入单片机。同时在各芯片的电源输入脚和地间加入去耦电容,来进行杂波滤除。再者对于电路中的模拟信号,为了对信号中高次谐波进行抑制,常用的方法就是在模拟输入通道中加入RC滤波器,以此来减小对高频信号的影响。
2 电子控制喷氢-喷油系统控制软件和定时监控系统设计
2.1 电子控制软件
单点进气道喷射系统控制软件是整个控制系统的中枢神经。本系统采用的是freescale公司开发的CodeWarrior集成开发环境作为软件开发工具。程序采用模块化设计,可分为底层软件、应用层软件两个部分,软件设计见图6。
底层软件实现对模块程序的寄存器的配置,对发动机传感器信号的采集、滤波、放大处理等,应用层软件可实现最佳喷氢-喷油时刻。在本设计中,喷氢在后1/3进气行程的时候喷入进气歧管,通过喷氢正时的优化控制,如下式:
其中u16Fuel_Advanced_Angle为喷氢提前角,u16Fuel_Angle_Offset为喷氢延迟角;DEGREES_PER_TOOTH为每齿数的角度,u16Ref_Angle上止点角度。
通过对各参数的控制,使进气门关闭后进气歧管内剩余的氢气量减到最少,减小了回火的可能性。
2.2 定时监控系统
在电控系统的开发过程中,开发出一套发动机试验定时监控系统,以此来进行在线对发动机的运行状态进行监视,来调整电控单元各种控制参数,以此来使发动机的动力性、经济性和排放性得到最佳的匹配,不但使发动机得到最佳性能,使发动机按照最优的控制参数运行。
双燃料发动机监控系统由上位机和下位机构成,下位机是发动机电子控制单元(ECU),通过Code Warrior IDE来开发,在其内部设计串行通信模块,和上位机进行数据传输;上位机是基于PC机的发动机试验用监控软件,采用LabVIEW编写。
氢-汽油双燃料发动机的实时控制界面,可以在电脑上随时观察发动机的转速、喷氢脉宽、喷油脉宽、节气门的开启情况和各工况的运行状况的参数变化情况。在异常情况下,可以对喷氢-喷油脉宽进行调整,使发动机在各个工况尽可能获得最佳状态。
3 调试、上机实验结果及分析
对所设计的系统,硬件PCB板完成后,先进行模拟实验,没有异常。在发动机改装后上机进行实验,汽油机的参数见表1。
通过调试模拟,其喷氢量见图7。
通过图7可以看出随着转速和负荷的增加,喷氢量也逐渐增加,然后再改装后的发动机上进行测试,通过调整节气门的大小,改变发动机的速度,可以在上位机上显示所得结果和MAP图相符。
4 结论
a.以MC9S12XS128单片机为核心,以MC 33810通过控制电磁阀作为执行元件来控制喷氢-喷油,采用输出比较方式来很好地实现对喷氢-喷油的控制。
b.运用模块化设计,采用C语言,进行程序的编写具有功能丰富,表达能力强,可移植性好,程序设计自由度大,同时生成的目标代码质量高,程序执行效率高等优点。
c.利用本设计的电子控制系统在现有汽油机基础上,改装成氢发动机,实现氢-汽油双燃料发动机是成功的。
参考文献
[1]袁银南,陈汉玉,王存磊.氢发动机电控喷氢系统的设计[J].内容及工程,2008,(3):12-16.
[2]孙同景,陈桂友.freescale十六位单片机原理及嵌入式开发技术[M].北京:机械工业出版社,2010.
[3]祁儒明,杨振中.基于MC9S12XS128的氢内燃机电控系统硬件研究与开发[D].郑州:华北水利水电学院,2011:22-24.
[4]郑俊强,杨振中,段俊法.基于MC9S12XS128的氢内燃机电控系统软件研究与开发[D].郑州:华北水利水电学院,2011:23-24.
[5]卓斌,刘启华.车用汽油机燃料喷射与电子控制[M].北京:机械工业出版社,1999.
[6]杨振中,王丽君,熊树生.氢发动机排气污染及NOx排放优化控制[J].太阳能学报,2006,27(8):846-851.
[7]姜丽,王春发,张幽彤.F6L912Q柴油天然气双燃料发动机电控系统设计[J].内燃机,2001,(5):12-14.
电控喷油 篇5
关键词：内燃机,电控喷油器,电磁控制阀,液压力,平面阀
0 概述
开发高压共轨系统的关键技术之一的高速电磁阀是由电磁铁[1,2]和控制阀组成。高压共轨系统压力在120 MPa以上,流量小,等效流通直径在0.5～1 mm范围内,对控制阀的结构设计和加工要求很高。目前国外控制阀多采用平面阀、锥阀或球阀。图1是电控喷油器控制阀原理图,其中关键结构参数主要有控制室进油孔直径Din、出油孔直径Dout,控制腔容积V及控制活塞直径D等。
本文在对电磁控制阀的流体动力学分析基础上,立足于国内机械加工工艺及材料工业现状,研制了球阀、平面阀和锥阀3种控制阀,在同样的试验条件下,以控制阀的响应速度、高压密封性、冲击力及可靠性为指标,分别对它们的特性进行了试验研究。
1 电磁控制阀受力分析及仿真结果
下面分别对锥阀和平面阀2种电磁控制阀的受力情况[3]进行分析。
1.1 锥阀的受力分析
在研究锥阀时,控制体积可采用图2绘有阴影的部分。在控制面上设阀的表面部分为S1,供油口为S3,S3上的压力为p,若令出口侧为大气压,利用流体力学原理可推导出锥阀在x方向所受到的液压力F′x,可由下式表示
F′x=(π/4)d2Δp-2πcdΔpxsinαcosθ
=(π/4)d2ΔpSINαCOSθ (1)
式中,d为供油口直径;c为流量系数;θ为燃油的流出角;α为圆锥的半顶角。
1.2 平面阀的受力分析
平面阀可看作是半顶角为90°的圆锥阀(图3)。
平面阀的重叠面积增大后,流出口就没有轴向速度分量,因此动量项也就不大;如果阀的位移变小,油流失去了轴向速度分量,这部分的动量项也就消失了。本文所研究的平面阀就属于这种情况。
将式(1)应用于平面阀,因τx=0,u2cosθ=0,u1=Q/(πRundefined),所以设d=2R1,就可得到
F′x=πRundefinedp1+ρ Q2/(πRundefined)+∫S3pxdS (2)
因为在S3上,px=p,故有
F′x=πRundefinedp1+ρ Q2/(πRundefined)+∫undefined2πrpdr (3)
式中,τx为x坐标面上的粘性应力;u2为出口流速;u1为进口流速;Q为流量;R1为控制室出油口半径;R2为平面阀半径;p1为控制室压力;px为作用在面元上静压强在x方向上的分力;p为R1到R2圆环内作用在平面阀上的压力。
为了计算p,假定缝隙的径向流动的速度分布为抛物线分布。因为这样的假设对流入缝隙时的起始段不成立,所以重叠面积小的阀误差增大。
根据上述假设,忽略流动的惯性项,则有
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1.3 锥阀与平面阀仿真结果的比较分析
根据上述数学模型对电磁阀受力进行仿真计算。仿真参数:轨腔压力为150 MPa,控制腔进油孔直径为0.2 mm,出油孔直径为0.3 mm,控制活塞直径为7 mm,驱动电压为120 V,线圈匝数为150匝,弹簧预紧力为40 N,电磁阀最大升程为0.1 mm。
电磁阀关闭过程中,控制室压力的变化情况如图4所示。如果以锥阀作为电磁阀,则其关闭时所受到的液压力如图5所示。
由于电磁阀完全关闭时,控制室内的压力还没有恢复到与共轨腔相同的值,所以锥阀受到的液压力没有达到最大值。当控制室压力达最大时,此时锥阀所受液压力为9.62 N。
如果采用平面阀,则其关闭过程中阀面的压力分布情况如图6所示,阀面整体受力情况如图7所示。从图6与图7中可以看到,电磁阀处于某一位置时,阀面的压力是由中心向四周逐渐降低的,而且随着电磁阀的关闭,阀面所受的液压力也越来越大。
通过前面的分析,可以计算出平面阀在关闭过程中所受液压力的情况。当电磁阀完全关闭时,其所受静态液压力与锥阀相同。
比较图5与图7的2条曲线,可以清楚地看到,平面阀在关闭过程中所受的液压阻力要比锥阀大得多。因此平面阀关闭时所需的弹簧力也要比锥阀大得多,即平面阀在开启时需要更大的电磁力。
如果采用球阀,其受力情况介于平面阀与锥阀之间。
2 电磁阀特性的试验研究
2.1 试验装置
为了测试3种控制阀的特性,建立了如图8所示的电控喷油器动态特性测试台架。BOSCH喷油规律测试仪能够测量转速n≥200 r/min以上和喷油速率5 mm3/冲程以上的喷油量随时间的变化规律。喷油规律信号经电荷放大器,由CRAS数据采集系统进行数据采集、保存和分析。
2.2 试验内容
利用相同的电磁铁[4],对不同型式电磁阀(平面阀、锥阀、球阀)的特性进行了实际测量。所选电磁铁的结构参数如表1所示。
2.3 试验结果分析
2.3.1 3种控制阀的高压密封特性
经试验发现,控制球阀处的漏泄较大,且随油轨压力的提高而迅速增大。这主要是由于在工艺设计中,球阀座面直径不可能设计得很小,在高压情况下,高压燃油作用在球阀上的液压力极大,导致漏泄增加。为减小高压下的燃油漏泄,将控制电磁阀密封球阀研制为平面阀或锥阀密封电磁阀。表2为转速750 r/min,脉宽1 ms,测量时间30 s,共轨腔压力150 MPa下,平面阀与锥阀喷油器喷油量、回油量、漏油量的比较。
由表2可知,平面阀与锥阀喷油器电磁阀控制油量占喷油器总体消耗油量的比例较小,两者基本相同。这2种电磁阀具有较好的密封性和较小的能量消耗,满足电控喷油器的需求。
2.3.2 平面阀与锥阀的响应特性及可靠性
如图8所示,在测试中将加速度传感器直接安装在控制电磁阀的吸力板上,以直接反映电磁阀的动作过程。由于传感器增加了电磁阀动作部件的质量,在结果分析中,考虑其对响应速度的影响。图9为平面阀与锥阀的实测响应特性信号。
图10从2种电磁阀的信号中各取1个脉冲进行放大对比,并标注了电磁阀开启和关闭的时刻。由图10可以看出,2种电磁阀的开启响应时间基本相同,但是平面阀的关闭响应有明显的延迟(约1.5 ms),而锥阀的关闭响应则非常快。另外锥阀在开启和关闭时加速度要比平面阀大,阀座及电磁铁受到的冲击和磨损比较大,以至于锥阀长时间工作会产生断续喷射及卡死现象,工作可靠性差,而平面阀相对好些。导致锥阀加速度不同的原因主要有3个:由于结构的不同,2种阀的运动阻尼不同;2种阀运动件的质量稍有差异(锥阀组件13.5 g,平面阀组件13.1 g);运动时2种阀所受阻力不同,锥形阀较平面阀小。解决锥阀对电磁铁的冲击问题,可以设法通过寻找另外的限位方式(保证电磁铁工作气隙)来实现。
2.3.3 平面阀与锥阀喷油器的动态响应特性
利用图8所示的测试台架,分别对带平面阀与锥阀的2种喷油器的喷油规律进行了采样。图11为2种阀喷油器的实测喷油规律信号。图12为同一控制脉冲下2种阀喷油器喷油规律信号的叠加对比。
由图12可知,锥阀喷油器的针阀开启延迟时间与平面阀喷油器的针阀开启延迟时间基本相同;锥阀喷油器的针阀关闭时间(0.2 ms)小于平面阀喷油器的针阀关闭时间(0.5 ms)。锥阀喷油器的喷油规律非常接近控制脉冲信号的波形,而平面阀相对于锥阀则存在明显的油量增加和减少的过程。
3 结论
(1) 控制阀受力仿真计算结果与试验结果相一
致;不同形式的控制阀在关闭过程所受液压力有很大差别,平面阀受力最大,锥阀受力最小,球面阀介于两者之间。
(2) 3种控制阀特性差别很大:基于国内加工工艺的球阀高压密封性很差,燃油漏泄量大,不能满足高压共轨要求;平面阀与锥阀控制时油耗率为28%左右,密封性较好;平面阀与锥阀的开启响应时间基本相同,锥阀喷油器关闭响应特性好,其针阀关闭时间可达0.2 ms,平面阀喷油器的针阀关闭时间为0.5 ms。但锥阀工作可靠性差,而平面阀好。
(3) 通过大量试验研究得出,基于国内材料及加工工艺,采用平面阀作为电磁控制阀,可以满足高压共轨系统的要求。
参考文献
[1]李绍安.国内外共轨系统的开发进展和所面临的问题[J].内燃机燃油喷射和控制,1999,(4):5-8.
[2]安士杰,欧阳光耀.电控喷油器控制电磁阀理论与试验研究[J].内燃机学报,2003,21(5):356-360.An S J,Ouyang G Y.Theory and experimental study for sole-noid valve of electronic controlled injector[J].Transactions ofCSICE,2003,21(5):356-360.
[3]竹中立夫,浦田英三.液压流体力学[M].北京:科学出版社,1980.
电控喷油 篇6
关键词：柴油机,电控系统,喷油技术,发展动向和前景
1 引言
车用的柴油机自1897年第一台产生以来,由于它的高效、节能等性能在汽车动力中受到高度重视,特别在近现代,柴油机的应用趋势在逐渐扩大,由于车用发动机对能源消耗较大,对环境污染特别严重,所以对该项污染问题不能忽视,全世界的能源枯竭和所以人们对发动机汽车尾气对世界的污染日益严重,所以全世界人类在对节约能源和汽车尾气排放上有了更高的规定。所以目前在考虑燃油经济性的同时降低车用机排放,以满足日益严格的排放法规要求,已经是关系未来柴油机发展的关键问题。所以近期柴油机领域的主要工作主要为开发新技术,大力解决柴油机排放问题,可以说将来车用柴油机车的关键技术就是柴油机及其电控燃油喷射系统的研究[1]。只要控制了燃油喷射系统即可主导发动机甚至汽车的市场。现在国外如欧美市场电子控制高压燃油喷射技术已经相当发达,在所有满足欧Ⅲ及其将来的排放法规要求的车用柴油机已经全部采用电子控制燃油喷射系统,所以说柴油机电控喷油技术是未来柴油机技术发展的必然趋势。
2 国内外电控柴油机发展背景和现状
2.1 国外
柴油机的发展已有一百年多的历史,其技术发展可分为三个阶段。第一阶段:2 0世纪2 0年代中期以德国Bosch公司为代表的机械式喷油系统代替了蓄压式供油系统,这样柴油机在车辆上的应用就产生了。第二阶段:50年代初废气涡轮增压技术,奠定了它在该行业中的动力装置的基础。第三个阶段:8 0年代至今,现代微机作为电控单元的电控技术在柴油机上的应用,就有了现代先进汽车柴油机电控系统的产生和发展,使柴油机在动力性、经济性、排放及噪声指标等具有了强有力的竞争能力,柴油机技术的发展因而进入了一个新的历史阶段。仅1993年统计,德国Bosch公司的电控分配泵和电控直列泵在市场上已超25万台,美国底特律柴油机公司DDEC电控泵喷嘴系统生产了10万多台,还有日本一些公司生产的可变预行程的TICS直列泵已达2万多台,其中绝大部分是电控的。另外如美国Caterpillar公司、日本Nippon公司、德国Denso公司都进行了共轨电控燃油喷射系统研究,并相继投入到生产中[2]。到目前为止,各国已研制并生产各种柴油机电子控制系统,有力的缓解了当前的世界性能源危机和汽车污染。一些汽车工业发达国家的柴油机电控技术水平目前已相当发达。
目前欧美国家中100%重型车、90%轻型车采用柴油机,欧洲的柴油轿车在轿车保有量中比例超过40%,新车产量比例超过50%。博世公司对中国市场的保守预测是,到2015年,柴油车所占比例能达到25%,而同样到2015年据有些文章[3]介绍在美国轻型车辆和轿车领域,柴油车的市场份额将提高到大约1 5%。
柴油机的电子控制技术大致可分为3个阶段:
(1)20世纪70年代的初始研发阶段,此时电控主要用于发电机组用柴油机;
(2)20世纪80年代为实用阶段,发展了多种位置控制式和时间控制式电喷系统,被控量也由原来的一种发展为多种;
(3)20世纪90年代至今为成熟阶段,功能更为强大的电喷系统可以控制喷油量、喷油正时、喷油压力以及喷油率[4]。
2.2 国内
目前国内的柴油机电控燃油喷射技术比国外又落后很多,我国汽车工业与国际水平还存在相当大的差距,对电控柴油机技术的应用还是不完善。我国的柴油机电控技术起步较晚,自20世纪80年代中期以后,许多科研单位和院校进行了该项技术的研究,并有了一定成果。
在位置控制系统方而,国内研究的是比较多的。如长春汽车研究所对直列泵的可变预行程控制进行了研究,实现了CA6110系列柴油机的调速控制;北京理工大学用电磁阀通过液压伺服机构来驱动齿条实现了直列泵的喷油量控制;东汽公司在CUMMINS6BT上进行的基于调节齿杆位置控制油量的调速器系统也取得了一定成效[5]。
在开发高压共轨系统及其与柴油机匹配技术方面目前正处于研制开发阶段,目前主要研究工作是柴油机电控喷射系统的研究与开发。国内这方面研究的重点大学如吉林工业大学等以及长春和无锡的等7 0个研究所分别在循环供(喷)油量和供(喷)正时的“位置控制”、“时间控制”和“共轨式系统"等各个方面进行了开发和试验研究工作,并取得了显著成果。
国内既积极引进国外先进技术又努力自主开发,04年底威孚集团和Bosch公司联合组建了博世汽车柴油系统股份有限公司,该公司以Bosch公司技术为依托在无锡生产高压共轨系统。Bosch公司满足欧Ⅲ排放标准的高压共轨系统已投入使用国内市场。
国内在一些关键技术问题如高速电磁阀的研究、泵油量的控制、执行机构的开发、泄漏问题、各学科分工合作等还不怎么成熟和完善。目前相关企业正在致力于做一些共轨电控及其标定系统研制开发、零部件的优化调整、燃油特性分析和燃油系统的模拟计算等方面工作。
3 柴油机电控喷油系统基本原理
3.1 原理
柴油机电控喷油系统组成如图1。整个系统共分为发动机部分、电控单元(ECU)控制部分和执行器三大部分[6]。1)发动机部分即系统中的信号的采集和输入相对应的硬件部分。通常有若干个具有各样功能的传感器和信号调理电路组成,该传感器主要指柴油机和共轨组件及相应的传感器等;2)电控单元部分即ECU控制部分为系统的软件部分,即系统的控制方法和控制策略电控单元,它负责对各种传感器信号进行分析处理,通过其内算法,向被控单元输出控制信号;3)执行器部分包括测功仪、油耗仪、水温和机油温度调节装置等,它是ECU与柴油机的接口,接受ECU的信号以改变柴油机的状态[7]。
其中电子控制单元(ECU)对系统的控制有喷油量控制、喷油定时控制、共轨压力控制、目标怠速控制、逐缸平衡控制等。这些控制策略一般是在MAP图原理上的开环控制,但关于某些特殊参数如轨压、怠速油量的控制一般采用比例积分微分反馈控制。
3.2 电控柴油机分类及应用现状
柴油机电控喷油系统按控制原理可分为位置控制和时间控制系统两大类[7],更细化的分类法应该是位置控制系统(或称第一代电控喷油系统)、时间控制系统(或称第二代)和压力时间控制系统(或称共轨系统、第三代)。位置控制系统包括电控直列泵系统和电控分配泵系统;时间控制系统包括电控泵-喷嘴系统、电控分配泵系统、电控单体泵或直列泵系统;压力时间控制系统包括电控泵-喷嘴系统、电控分配泵系统、电控单体泵或直列泵系统;压力时间控制系统(即共轨喷油系统)包括增压式共轨系统(也可称为中压共轨系统)和高压共轨系统,中压共轨系统按其产生高压喷射方式的不同分为蓄压式电控燃油喷射系统和液力增压式电控燃油系统[8]。该分类的简单框图如图2。
目前最先进的电控燃油喷射系统是电控泵喷嘴系统和共轨式喷油系统[9,10]。泵喷嘴系统结构简单紧凑,喷油嘴孔径很小,所以燃油喷射压力比传统机械式喷油系统有较大提高。电控共轨系统的最大优点是可进行反复多次的喷射,且可以任意调节喷射压力,可使得发动机在极为理想的振动噪音指标可进行低速扭矩。上述可知新一代轿车柴油机均普遍采用该项技术。目前一些配备电控分配泵的中型车用柴油机也改用电控共轨系统,如美国康明斯公司的ISB系列柴油机。
3.3 电控柴油机喷油技术的优点
柴油机电控技术得到大量应用后。目前与传统的机械式燃油喷射系统相比,电控燃油喷射系统具有以下优点:
1)控制自由度较宽,能在不同的运行工况下迅速调整从而实现对喷油量、喷油正时、喷油压力和喷油速率等参数的最优控制,使柴油机在大部分工况下均有较好的性能。
2)控制精度高,尤其是对上述同等参数的控制精度均远高于机械式燃油喷射系统,控制功能更强。
3)能全面考虑非主要因素的影响燃油喷射和缸内燃烧的一系列因素如大气压力、水温、油温、柴油品质等,并做出准确的校正。
4 存在的问题和高压共轨式
4.1 电控喷油柴油机存在的问题
在国外,一直都在研究先进的燃油系统,且往往超前于发动机和汽车的开发。然而,传统上我国由于燃油喷射系统的技术基础比较差,还有就是人们的观念跟不上,市场过分强调价格和低成本,推动技术进步的动力不足,所以研发工作重视程度不高,投入不高,因此燃油系统的研发常常滞后于柴油机的发展,不能很好地满足柴油机的配套要求,一定程度上对我国柴油机和汽车的发展有一定制约作用。
柴油机电控共轨式燃油喷射技术是一种全新现代微机控制技术,该系统对降低柴油机的排放有着最关键的作用[11],它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是:1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀;2)采用共轨方式供油;3)高速电磁开关阀频响高,控制灵活;4)系统结构移植方便,适应范围宽。这一技术的研究与开发热点问题有:1)对高压共轨系统的恒高压密封的研究问题;2)对高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量不均匀的研究问题;3)对高压共轨系统的多MAP即三维控制数据表优化的研究问题;4)对微结构、高频响电磁开关阀设计与制造过程中的关键技术的研究问题等。
4.2 高压共轨式
目前公认的最有前途的电控高压共轨燃油喷射系统可以降低汽车碳烟和颗粒排放,提高发动机动力性和燃油经济性,改善起动性能和降低燃烧噪声,它的高度柔性的燃油喷射系统,在柴油机的结构设计和性能优化上有了广阔的自由空间,但系统中大量的基本参数的可变性对于废气排放、噪声水平、经济性和动力性折衷优化匹配带来了困难[12]。所以在高压共轨式的研究上具有的热点问题即上一段中所述的几个研究热点问题一致。
在机械方面,对于电控高压共轨式喷射系统,国外开发商正在着眼于提高燃油喷射压力和精确性,以使燃油更充分燃烧,其中最高压力可达260Mpa。在高压油泵、油路,喷嘴的材料和加工过程上进行改进方法有:1)对泵轴及驱动系统进行专门设计以增强其刚度和硬度。2)减小喷油孔直径,该直径小于0.2mm,最小可达0.12m m和增加油孔数目。3)减小喷油提前角,增大燃烧室直径和提高压缩比。4)进一步减少零部件,因为较少的零部件意味着较少的管路、接头和振动。在电气方面,重点在于执行器和ECU的设计。国内对柴油机电控燃油喷射系统的研究起步较晚,在20世纪90年代才开始有几家单位研究,但呈后起直追之势,在控制理论、系统组成、关键零部件研究等方面取得了一些进展[13]。
高压共轨燃油喷射系统在现代发动机对燃油喷射系统的要求达到了所需目标,只要对现有发动机作较小改动的就可满足欧Ⅲ排放标准,高压共轨系统被内燃机行业公认为是20世纪二大突破技术之一,是21世纪车用柴油机电控燃油系统开发的主流,高压共轨系统的开发热潮己经到来[14]。因此,高压共轨技术已经被汽车工业界认定为柴油机动力车领域最具发展前途的燃油喷射技术。
总之,由于电控柴油机与传统的柴油机在使用及维修上都有本质的不同,因此,需要做一些教育宣传等工作以便让用户在观念上接受。对操作维护人员也要进行培训,以便对电控柴油机进行正确的使用和保养,使其充分发挥优势。为了兼顾能源和排放标准,要努力发展国内电控喷油技术在实际中的应用。
5 柴油机电控喷油技术的发展前景和动向
由前述目前的状况可知,电控高压共轨式喷射系统是未来最有前景的控制系统,对于燃油喷射控制的原理,各种共轨喷射系统近期变化较小。可以说将来的柴油机燃油喷射系统将会是高喷射压力、喷油量及喷油定时可灵活控制、最佳喷油速率控制的这样的一个趋势,全电子控制的燃油喷射系统是实现燃油喷射过程柔性控制的必然趋势[15]。综合分析柴油机电控燃油喷射系统的研究历史和现状,柴油机电控喷射系统应将以下几点作为发展动向:
1)使高压技术进一步发展。最根本的解决尾气排放达标问题办法是提高共轨压力。电控高压共轨燃油喷射系统的发展趋势是喷射压力达180~200MPa,甚至出现了“超高压喷射”的概念。但相关研究也指出,在综合考虑油束贯穿距离足够大、压力提高值对燃烧改善效果较明显的前提下,最高喷射压力取180 MPa。
2)喷孔直径向更小化发展、响应时间更短化和功率消耗更低化从而提高关键部件的可靠性和寿命。由于喷射压力的提高,在电磁阀、喷油器的要求上相应提高,要求其响应速度快,高压稳定性好,同时可靠性好,使用时间长,这将都取决于零部件制造技术的发展。关键技术采用压电晶体喷油器而取代以前的电磁阀。
3)共轨系统具有更好的经济性。柴油机电控高压共轨喷射系统的研究前景和趋势:大力研制新型智能型传感器,如研究更高精度和响应速度的传感器;新型喷油器的研究,控制精度和速度的提高,喷油器的加工难度的降低,喷油器寿命的加长;共轨燃油压力波动的控制和计算的研究,如持续恒压反馈控制的进一步深入研究和完善;最佳控制策略的研究,入反复多次喷射的控制技术以及通过控制压力调节喷油规律等[16];安全保护与提高故障诊断及紧急运行能力的研究;研究整个喷射系统优化匹配;提高整个喷油系统的可靠性,降低制造成本;研究应用新材料和新的表面处理技术;提高喷油系统的耐久性等等。
6 结束语
电控喷油 篇7
高压共轨技术不断发展, 使柴油机燃油系统能够达到更高的喷射压力和更加灵活的喷射方式, 提高了柴油机的工作性能, 使其能够满足更加严格的排放法规要求。高压共轨电控燃油系统是集电、磁、机、液于一体的复杂耦合系统, 其特性参数的变化能够影响燃油系统的循环喷油量大小和控制精度, 进而影响柴油机的经济性和动力性[1]。
我们利用AMESim仿真平台建立了小缸径低速柴油机高压共轨燃油系统的数值仿真模型, 并在全工况平面内研究了电控喷油器特性参数变化时对循环喷油量的影响规律, 并得到了各参数影响因子的量化指标及变化规律, 为喷油器的设计优化和系统匹配过程提供了理论依据和数据支撑[2,3]。
1 系统组成及工作原理
图1 为小缸径低速柴油机共轨燃油系统的组成, 主要包括供油泵、共轨管、电控喷油器以及电子控制单元 (ECU) 等结构。
高压油泵柱塞下行阶段, 燃油通过输油泵从油箱中进入柱塞腔, 随后柱塞上行, 将燃油进行加压, 当燃油压力高于共轨进油阀的开启压力时, 燃油被送入共轨管。通过调节供入共轨管中的油量可以控制共轨压力, 油泵内设置燃油计量阀, 它根据ECU的指令调节开度进而控制供油量。从共轨供入电控喷油器的高压燃油分成两路:一路经过喷油嘴喷入燃烧室, 一路则进入控制腔。当ECU发出喷油指令时, 喷油器电磁阀通电, 控制腔出油孔被打开, 控制腔进行泄压, 针阀在下端燃油压力下开启, 实现喷油。喷油指令结束时, 电磁阀断电, 控制腔出油孔被关闭, 控制腔中重新建压, 并通过控制活塞将针阀压向喷油嘴, 喷油结束。喷油定时和喷油量大小分别取决于喷油器电磁阀的开启时刻和开启时间长短[4,5]。
2 仿真模型的建立与验证
图2 为利用AMESim仿真平台建立的小缸径低速柴油机共轨燃油系统仿真模型。仿真系统主要由高压油泵、共轨管和电控喷油器组成。
小缸径低速柴油机目前国内尚处于设计研发阶段, 缺少实验数据。为了验证模型的准确性, 我们采用了间接标定法对模型进行了验证。图3 为采用相同建模方法建立的小尺寸车用柴油机喷油器模型的仿真结果与实验数据对比曲线。由图可知, 仿真结果和实验数据的喷油速率曲线有很好的一致性, 说明我们所用的建模方法可靠性较高。
图4 给出了仿真模型计算出的控制电流及喷油器动态响应时序图。由图可知, 针阀上升到最大升程时间为1.145 ms, 从最大升程复位时间为1.895 ms, 分别小于相关文献中所给的2.5 ms和2ms[6]。从控制阀抬起到针阀抬起延迟时间为0.22ms, 从控制阀下降到针阀延迟时间为0.525 ms, 均小于相关文献中所给的1 ms延迟时间[6]。图5 为仿真模型计算的喷油压力曲线, 预喷射喷油压力最高可达87.5 MPa, 主喷射最高喷油压力可达106MPa, 平均喷油压力为93.5 MPa。相比于100 MPa的目标轨压而言, 主喷射平均喷油压力的压力降仅为6.5 MPa, 压降比率为6.5%。可见我们建立的喷油器模型能够在动态响应和喷油压力等方面满足小缸径低速柴油机要求, 应用其进行仿真计算, 具有较高的准确性和可靠性, 仿真数据也对实际的系统设计和加工生产有指导意义。
3 特性参数对循环喷油量的影响研究
利用所建立的AMESim模型, 我们在全工况平面内研究了不同特性参数对循环喷油量的影响, 并对相应的影响因子进行了量化分析。由于高压共轨系统中共轨管的稳压作用使系统的喷油和供油相互独立, 并给电控喷油器提供压力相对稳定的高压燃油, 故在特性参数选取时重点研究了电控喷油器部分的控制活塞直径、控制腔进油孔直径、出油孔直径、针阀最大升程和喷孔直径等5 个特性参数对循环喷油量的影响。研究过程中选取了30~210 r/min等间距变化的10个速度特性点以及3~21 ℃ A等间距变化的7 个负荷特性点模拟柴油机工作的全工况平面。
3.1 控制活塞直径
图6 为控制活塞直径对循环喷油量的影响。为了更加直观地对比喷油器特性参数变化对循环喷油量的影响, 同时又考虑到循环喷油量不同喷油脉宽下的速度特性和不同曲轴转速下的负荷特性变化规律是相似的。文中并未给出全工况平面内循环喷油量随曲轴转速和喷油脉宽的变化曲线, 而是给出了循环喷油量较小的3 ℃A喷油脉宽下循环喷油量的速度特性曲线以及210 r/min曲轴转速下循环喷油量的负荷特性曲线。以此更加明显地呈现出喷油器特性参数变化对循环喷油量的影响。
由图6 (a) 和6 (b) 可知, 随着喷油脉宽的增加, 循环喷油量线性增加, 二者呈现出明显的正比关系。同时还可以看出, 随着曲轴转速的增加, 循环喷油量逐渐减小, 并且在转速较低时喷油量曲线的下降梯度较大, 随着转速的增加其下降梯度逐渐减小。这是因为在相同喷油脉宽下, 曲轴转速越高, 喷油器的有效喷油时间越短, 循环喷油量与曲轴转速呈现出反比关系。在研究喷油器不同特性参数对循环喷油量的影响时, 喷油量随着曲轴转速和喷油脉宽的变化规律是相同的, 同时也是柴油机燃油系统中的基本规律, 因此在后续分析中不再进行赘述。
由图6 还可知, 随着控制活塞直径的增大, 循环喷油量逐渐减小。其原因是:控制活塞直径越大, 高压燃油作用面积越大, 控制腔作用于针阀上端的向下的液压力越大, 针阀抬起时需要控制腔中泄放掉的燃油越多。针阀抬起时刻越晚, 喷油量越小。同时, 针阀落座过程中, 控制活塞直径越大, 控制腔作用于针阀上端的向下的液压力越大, 针阀下降的速度越快, 落座时刻越早, 喷油量越小。由于控制活塞直径的变化对针阀抬起和落座的影响都会使喷油量变小, 所以其对循环喷油量的影响较大, 直径由10 mm增大到11 mm时, 循环喷油波动量最大为446.29 mm3, 波动百分比最大为19.43%。
由图6 (c) 所示的循环喷油波动量曲线还可以发现, 随着曲轴转速和喷油脉宽的变化, 循环喷油波动量几乎不变。这是因为控制活塞直径的取值不同是通过影响针阀的抬起和落座过程, 进而影响循环喷油量的大小。对于船用重油喷油器来说, 由于柴油机转速较低, 有效喷油时间较长, 脉宽和转速的变化只是影响控制阀和针阀在最大升程的维持时间, 对于其开启和关闭过程是几乎没有影响的。因此, 曲轴转速和喷油脉宽对循环喷油波动量的影响也非常不明显。
3.2 控制腔进油孔直径
图7 为控制腔进油孔直径对循环喷油量的影响。由图可知, 随着进油孔直径的增大, 循环喷油量逐渐减小, 其原因是:进油孔直径越大, 控制腔泄压速度越慢, 针阀的抬起时刻越晚, 上升速度越小, 喷油量也越小。同理, 针阀落座过程中, 进油孔直径越大, 控制腔建压速度越快, 针阀下降速度越快, 落座时刻越早, 喷油量也越小。同时, 由电控喷油器的工作原理可知, 高压共轨中的燃油供入到喷油器之后, 一部分燃油进入盛油槽中并最终喷入气缸, 另一部分则通过控制腔进油孔进入控制腔, 并在喷油器喷油期间被泄放到低压油路。因此, 控制腔进油孔越大, 喷油器开启时通过控制腔泄放掉的高压燃油越多, 导致嘴端的喷油压力越低, 最大喷油速率越低, 喷油量也就越小。综上所述, 进油孔直径的变化对循环喷油量有较大影响。当进油孔直径由0.61 mm增大到0.67 mm时, 循环喷油波动量最大为312.8 mm3, 波动百分比最大为8.72%。
由图7 (c) 所示的循环喷油波动量曲线还可以发现, 循环喷油波动量随着曲轴转速的减小和喷油脉宽的增大而增大。其原因是:控制腔进油孔直径的变化会影响喷油器喷油期间的最大喷油速率, 进而影响喷油量, 而曲轴转速越低或者喷油脉宽越大, 喷油器有效喷油时间越长, 最大喷油速率受进油孔直径变化的影响时间也越长, 循环喷油波动量也就越大。
3.3 控制腔出油孔直径
图8 为控制腔出油孔直径对循环喷油量的影响。由图可知, 随着出油孔直径的增大, 循环喷油量逐渐增加, 其原因是:出油孔直径越大, 控制腔泄压速度越快, 针阀抬起时刻越早, 上升速度越大, 喷油量也越大。当出油孔直径由0.71 mm增大到0.79mm时, 循环喷油波动量最大为72.48mm3, 波动百分比最大为3.16%。
由图8 (c) 所示的循环喷油波动量曲线还可以发现, 随着转速的减小或者喷油脉宽的增大, 循环喷油波动量逐渐减小。其原因是:控制腔出油孔直径越大, 控制腔泄油速度越快, 喷油器喷油期间经由控制腔泄放到低压油路中的燃油越多, 导致嘴端的喷油压力越低, 最大喷油速率越小, 喷油量也就越小。由于该影响效果与上段论述的出油孔直径对喷油量的影响效果是相反的, 随着曲轴转速的降低或者喷油脉宽的增大, 有效喷油时间越长, 最大喷油速率受出油孔直径变化的影响时间也变长, 循环喷油波动量也就减小。
3.4 针阀最大升程
图9 为针阀最大升程对循环喷油量的影响。由图可知, 随着最大升程的增大, 循环喷油量逐渐增加, 其原因是:针阀最大升程越大, 针阀抬起后喷嘴处的流通面积越大, 相对于固定大小的喷孔来说燃油供给越充分。喷油压力越大, 喷油速率也越大, 循环喷油量也就越大。当针阀最大升程由1.0mm增大到1.2 mm时, 循环喷油波动量最大为457.8 mm3, 波动百分比最大为7.41%。
由图9 (c) 所示的循环喷油波动量曲线还可以发现, 随着转速的减小或者喷油脉宽的增大, 循环喷油波动量逐渐增大。其原因是:曲轴转速越低或者喷油脉宽越大, 喷油器有效喷油时间越长, 针阀最大升程的变化对喷油速率的影响时间也越长, 循环喷油波动量也就越大。
3.5 喷孔直径
图10 为喷孔直径对循环喷油量的影响。由图可知, 随着喷孔直径的增大, 循环喷油量逐渐增加, 其原因是:喷孔直径越大, 流通面积越大, 喷油速率也越大, 循环喷油量也就相应越大。当喷孔直径由0.531 mm增大到0.587 mm时, 循环喷油波动量最大为10 436.3 mm3, 波动百分比最大为18.67%。
由图所示的循环喷油波动量曲线还可以10 (c) 发现, 随着转速的减小或者喷油脉宽的增大, 循环喷油波动量逐渐增大。其原因是:曲轴转速越低或者喷油脉宽越大, 有效喷油时间越长, 喷孔直径的变化对喷油速率的影响时间也越长, 循环喷油波动量也就越大。
4 循环喷油量影响因子量化分析
由以上的分析可知, 电控喷油器的各部分特性参数对循环喷油量都有一定的影响, 并且由于电控喷油器是电磁、机械和液力相互耦合的复杂系统, 各参数的影响大小和原因也不尽相同。为了揭示出影响循环喷油量的关键参数, 我们就各参数对喷油量的影响程度进行了量化分析。在研究循环喷油量影响因素的过程中, 由于系统对不同参数变化的敏感程度不一样, 所以参数的变化范围是不一致的。在量化各参数对循环喷油量影响的贡献时, 为了消除由于参数变化范围不同带来的影响, 我们定义了循环喷油量影响因子 (以下简称影响因子) , 其计算公式如下:
式中, Sn, t是某参数在曲轴转速为n、喷油脉宽为t时对循环喷油量的影响因子, △Qn, t为对应工况下由于该参数取值变化产生的循环喷油波动量, Qn, t为对应工况下该参数取基准值时的循环喷油量, Amax是该参数的最大值, Amin为最小值, Amed为基准值。
图11 为不同工况时循环喷油量影响因子量化分析。由图可以直观地看出, 不同曲轴转速和喷油脉宽时各特性参数对循环喷油量的影响大小。我们只选取了3 ℃A、12 ℃A和21 ℃A脉宽, 分别代表小、中、大喷油脉宽进行分析研究。由图可知, 控制活塞直径、控制腔进油孔直径和喷孔直径对循环喷油量的影响因子较大。随着曲轴转速的增加或者喷油脉宽的减小, 控制活塞直径、控制腔进油孔直径、出油孔直径和针阀最大升程影响因子的所占百分比逐渐增加。这是因为随着转速的增加或者脉宽的减小, 有效喷油时间缩短, 基础喷油量减小。而上述参数变化时引起的喷油波动量不随有效喷油时间的变化而变化, 或者随其变化程度较小, 因此, 影响因子的所占百分比逐渐变大。相反, 喷孔直径影响因子的所占百分比则随着转速的增加或者脉宽的减小而逐渐减小。这是因为喷孔直径变化引起的喷油波动量是受到有效喷油时间直接影响的, 并且由于波动量是喷孔直径取较大值和较小值时的喷油量差值的结果, 所以其受有效喷油时间的影响相比于喷孔直径取基准值时的基础喷油量更加明显。因此, 其影响因子所占百分比逐渐减小。
5 结论
a. 随着控制活塞直径和控制腔进油孔直径的增加, 循环喷油量逐渐减小。随着控制腔出油孔直径、针阀最大升程和喷孔直径的增加, 循环喷油量逐渐增大。
b. 控制活塞直径引起的循环喷油波动量不会随着工况点的变化而变化;控制腔进油孔直径、针阀最大升程和喷孔直径引起的循环喷油波动量随着曲轴转速的减小和喷油脉宽的增大而增大。控制腔出油孔直径引起的循环喷油波动量随着曲轴转速的增大和喷油脉宽的减小而增大。
c. 控制活塞直径、控制腔进油孔直径和喷孔直径对循环喷油量的影响因子较大, 是影响循环喷油量的关键参数。
d. 随着曲轴转速的增加或者喷油脉宽的减小, 控制活塞直径、控制腔进油孔直径、出油孔直径和针阀最大升程影响因子的所占百分比逐渐增加, 而喷孔直径影响因子所占百分比则逐渐减小。
摘要：循环喷油量是柴油机的一项重要喷射性能, 也是柴油机能够维持正常运转的基础。利用AMESim仿真平台建立了小缸径低速柴油机高压共轨系统的数值仿真模型, 采用间接标定法对模型进行了验证。利用所建模型, 在全工况平面内研究了控制活塞直径、控制腔进油孔直径、出油孔直径、针阀最大升程和喷孔直径等参数对循环喷油量的影响, 并给出了各参数影响因子的量化指标以及所占百分比随曲轴转速和喷油脉宽的变化趋势。
关键词：小缸径低速柴油机,电控,高压共轨,循环喷油量
参考文献
[1]平涛, 张克龙, 胡宗成.共轨式燃油喷射系统在船用柴油机上的应用[J].柴油机, 2003, (6) :13-16, 18.
[2]王征, 杨建国, 余永华.RT-Flex低速大功率智能化柴油机的技术分析[J].船舶工程, 2009, 38 (5) , 100-102.
[3]冯明志.我国船舶大功率柴油机现状与发展趋势[J].上海造船, 2006, (3) :19-20.
[4]金江善, 杨林, 陈自强, 等.船用柴油机电控系统[J].船舶科学技术, 2010, 32 (8) :70-74.
[5]Susumu Kohketsu, Keiki Tanabe and Koji Mori.Flexibly Controlled Injection Rate Shape with Next Generation Common Rail System for Heavy Duty DI Diesel Engines[C].SAE paper 2000-01-0705, 2000.