高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)是現(xiàn)代柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)的**技術(shù),使柴油機能夠滿足日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)要求,同時可提高其經(jīng)濟性和舒適性。本論文以一汽集團(tuán)《柴油機高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)》科研項目為依托,采用理論計算,計算機仿真與實驗分析相結(jié)合的方法,研究高壓共軌噴油器用高速電磁閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制參數(shù)的優(yōu)化,并重點研制了能夠適用于樣品設(shè)計與改進(jìn),產(chǎn)品性能的高速電磁閥靜態(tài)及動態(tài)特性測試系統(tǒng)。本課題研究工作對提升我國柴油機高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的自主開發(fā)能力具有重要的理論意義和工程應(yīng)用**。論文的主要內(nèi)容有:(1)分析了柴油機高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)對高速電磁閥的性能要求。根據(jù)電磁學(xué)理論建立了電磁閥靜態(tài)吸力特性數(shù)學(xué)模型。闡述了高速電磁閥的工作機理,將高速電磁閥分為“電”、“磁”、“機”、“液”四個子系統(tǒng),并結(jié)合電磁閥實際工作過程,建立了電磁閥動態(tài)響應(yīng)過程數(shù)學(xué)模型,研究了電磁閥磁滯和渦流效應(yīng)對電磁閥性能的影響。(2)根據(jù)高速電磁閥靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)學(xué)模型,開發(fā)了高速電磁閥性能仿真系統(tǒng)。對給定的結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)的電磁閥的靜態(tài)吸力特性和動態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了仿真研究。(3)對影響高速電磁閥性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)進(jìn)行了分析,為電磁閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制方法的擬定提供了理論依據(jù)。根據(jù)電磁閥結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)對電磁閥性能的影響規(guī)律,采用遺傳算法對高速電磁閥進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化,**了良好效果。(4)研制了高速電磁閥靜態(tài)特性測試系統(tǒng)。構(gòu)建了系統(tǒng)臺架,設(shè)計了基于磁平衡式霍爾電流傳感器的高速電磁閥脈沖電流發(fā)生器,開發(fā)了測試系統(tǒng)軟件。所開發(fā)的測試系統(tǒng)精度高,操作方便,功能齊全,達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)。(5)研制了基于激光位移傳感器的高速電磁閥動態(tài)響應(yīng)特性測試系統(tǒng)。構(gòu)建了系統(tǒng)臺架和電磁閥預(yù)緊彈簧剛度測量機構(gòu),設(shè)計了基于功率吸收原理和可變脈寬升壓逆變技術(shù)的電磁閥動態(tài)電流驅(qū)動器,實現(xiàn)了對驅(qū)動器參數(shù)的智能控制,滿足了對電磁閥動態(tài)特性試驗的多樣性要求。開發(fā)了測試系統(tǒng)軟件,提出了基于小波分析的方法,對試驗所得銜鐵位移響應(yīng)信號和驅(qū)動電流信號進(jìn)行了濾波。(6)對高速電磁閥樣品進(jìn)行了試驗研究,給出了試驗,并對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析,表明理論研究與試驗結(jié)果相符合。12D
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詞條說明
20世紀(jì)80年代后,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,很多柴油機制造商把電子控制技術(shù)用在控制柴油發(fā)動機上,用以提高柴油發(fā)動機的各種性能,滿足環(huán)保要求。非共軌燃油系統(tǒng)發(fā)動機,用電子控制方式將傳統(tǒng)發(fā)動機進(jìn)行升級,同樣可以實現(xiàn)“三次排放”的標(biāo)準(zhǔn)。如果加上尾氣后處理技術(shù),電控高壓油泵式柴油發(fā)動機用機械式噴油器目前較高可以滿足“四次排放”標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)環(huán)保節(jié)能的需求電控高壓共軌柴油發(fā)動機將成為主流要實現(xiàn)柴油發(fā)動機的節(jié)能與環(huán)保,
在柴油機中,高速運轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒,實驗證明,在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動,使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后,使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升,達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力,將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象,由于二次噴油不可能完全燃燒,于
噴油器有高阻和低阻(線圈電阻)之分,所以,其驅(qū)動控制電路也有電流和電壓驅(qū)動2種形式。電流驅(qū)動型電路只能用于低阻型(0.5~3Ω)的噴油器。電壓驅(qū)動型電路既適用于高阻型(12~17Ω)的噴油器,又適用于串有附加電阻的低阻型噴油器。a.電壓驅(qū)動型控制電路(圖11)噴油器工作時由于自身線圈存在著自感,造成電流上升慢實際噴油時要滯后一段時間。為了解決此問題,應(yīng)盡量減少噴油器線圈的匝數(shù),以減小自感。但是,為
高壓共軌(Common Rail)電噴技術(shù)是指在由高壓油泵、共軌管、壓力傳感器、電子控制單元(ECU)和共軌噴油器組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,其供油方式是將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此分開。由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管(Rail),通過電子控制單元 (ECU)對公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)控制,高壓油管壓力(Pressure)大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關(guān),它能對氣缸進(jìn)行定時、定量噴油,這樣可以大幅度減小柴油機供
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