高压共轨喷油器喷油量均匀性研究
柴油电喷共轨喷油器试验数据
柴油电喷共轨喷油器试验数据
柴油电喷共轨喷油器作为一种先进的柴油发动机燃油喷射技术，其性能优劣直接影响着发动机的燃烧效率、排放性和动力性能。
为了研究柴油电喷共轨喷油器的性能，本文对喷油器进行了试验，并对试验数据进行了分析与讨论。
一、柴油电喷共轨喷油器概述
柴油电喷共轨喷油器采用高压共轨技术，通过电子控制单元精确地控制喷油量和喷油时机，实现柴油发动机的燃油喷射。
它具有喷油压力高、喷油量精确、喷油速率快等特点，有助于降低发动机排放、提高燃油经济性和动力性能。
二、试验数据收集与处理
本次试验对柴油电喷共轨喷油器进行了台架试验，采集了喷油器在各种工况下的喷油数据。
试验数据包括喷油量、喷油压力、喷油速率等参数。
为了保证数据的准确性，试验过程中对喷油器进行了严格的调试和校准。
三、试验数据分析与讨论
通过对试验数据的分析，可以得出以下结论：
1.柴油电喷共轨喷油器的喷油量精度较高，能够在不同工况下实现精确的燃油喷射。
2.喷油压力和喷油速率随着发动机转速的增加而增大，有利于提高发动机的燃烧效率。
3.在部分负荷工况下，喷油器的喷油量波动较小，有助于降低发动机的燃油消耗。
4.试验中还发现了一些问题，如喷油器的响应速度有待提高，喷油嘴的喷雾特性需要进一步优化等。
四、结论与建议
综上所述，柴油电喷共轨喷油器在燃油喷射性能方面具有较大优势。
为进一步提高喷油器的性能，本文提出以下建议：
1.优化喷油器的电子控制单元，提高喷油响应速度。
2.改善喷油嘴的喷雾特性，提高燃油与空气的混合效果。
3.对喷油器进行定期维护和检修，确保喷油器的正常工作。
高压共轨燃油系统喷油量不均的研究
高压共轨燃油系统喷油量不均的研究摘要：高压共轨系统作为当前最先进的燃油喷射系统可以实现喷油压力、喷油定时及喷油规律的柔性控制,循环喷油量波动特性直接影响其所匹配柴油机性能的稳定性和工作的可靠性。
由于高压共轨燃油系统的机、电、液多物理场耦合特性,参数间交互作用对循环喷油量波动影响显著且规律复杂,这种循环喷油量波动降低了系统的生产一致性和产品合格率。
本文介绍了高压共轨电喷技术的工作原理，分析了致使喷油量产生差异的几个主要因素，并提出了解决各缸喷油量不均匀问题应采取的措施。
关键词：压共轨；喷油量；究方法；均匀性引言和电子控制单元组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。
系统工作时由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小不受发动机的转速影响，该技术可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。
柴油机高压共轨系统具有控制自由度高和处理信息能力强、喷射系统参数可柔性控制、改善柴油机的排放及提高柴油机动力性和经济性等特点。
1高压共轨燃油系统工作原理系统工作时燃油首先经过油箱粗滤器，然后经低压油泵输出，此时燃油已具有了一定压力，再经过精滤器过滤到达高压油泵，经高压油泵加压后输出高压燃油，此时的燃油压力不低于130MPa。
进入共轨管的燃油经滤波、稳压形成高压燃油的喷油压力，当相应的喷油器需要喷油时，电控单元发出指令，喷油器的电磁阀开启即可开始喷油。
高压共轨喷油系统结构如图1所示。
2喷油量不均匀的主要判定方法2.1曲轴瞬时转速法曲轴瞬时转速法是间接测量各缸喷油不均匀的方法，这种方法是利用内燃机往复运动和各缸间歇作功的原理，通过各缸的曲轴相位与其相对应曲轴瞬时转速的波动来判断各缸喷油的不一致性。
曲轴瞬时转速法的检测原理是根据各缸输出的扭矩来进行判别，若输出的扭矩不同，则引起曲轴角速度不同，通过检测各缸的转速与其始点波动的大小，以及与各缸的瞬态转速加速度进行对比，从而确定出差异。
柴油机喷油泵供油均匀性检查实验
实验一柴油机喷油泵供油均匀性检查实验柴油机每一循环中气缸中喷入的柴油量，决定于柴油机功率的大小。
在多缸柴油机中，各缸供油量应该相等。
否则在柴油机高负荷工作时，某些气缸可能因供油太多而超负荷，使组成燃烧室的零件和运动部件因机械负荷和热负荷增大而产生严重磨损或早期损坏；在低负荷时，某些气缸又可能因供油量太少不能发火，造成柴油机工作不稳定。
由于喷油泵零件制造质量上的差别和使用中磨损程度不同以及安装调整不准确等原因，柴油机工作中各缸供油量会发生不均匀。
为此需要在维修中或运行后对各分泵(或单体泵)的供油量进行检查调整。
组合式喷油泵供油均匀性检查与调整工作一般在喷油泵实验台上进行。
一、实验内容与要求：1.组合式（回油孔式）喷油泵供油均匀性检查与调整；2.学会在实验台上进行喷油泵供油均匀性检查的操作步骤；3.掌握供油均匀性调整方法。
二、实验目的：在多缸柴油机中，保持各缸负荷均匀分配是一项基本要求。
轮机人员必须具有分析、测量和调整各喷油泵供油均匀性的能力。
通过实验可以使学生掌握组合式喷油泵供油均匀性检查与调整的一般方法，进而了解喷油泵的工作要求、维护与使用方法。
三、实验设备：1．12PSP55喷油泵试验台；2．试验台上4135柴油机的组合式喷油泵；4135柴油机的组合式喷油泵工作参数如下：在标定转速n b=1500r/min时，喷油量要求24.5ml/200次，各缸油量不均匀度ρ=[最大（最小）－24.5]/24.5×100%≤3%。
最高转速n=1575r/min时，各缸都完全停止供油。
怠速n=500r/min时，各缸都维持供油状态，供油不均匀度ρ≤30%。
四、实验步骤：1．组合式喷油泵供油均匀性检查与调整(1) 喷油泵试验台启动检查，喷油次数选择200次。
根据该喷油泵的标定转速n b=1500r/min，选择喷油泵试验台转速应为750r/min。
（2）启动试验台油泵，旋转调速旋纽使喷油泵试验台运转，推动喷油泵油门手柄至标定位置，观察各泵是否正常喷油，待正常工作时停车，并转动量筒放油手柄，泄放各玻璃量筒内的燃油，然后复位。
电控高压共轨燃油系统循环喷油量影响因素研究
Ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ［ Ｊ ］ ． Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａ Ｓ ＭＥ ， ２ ０ ０ ７ ， １ ２ ９ （ ８ ） ：
５ ９ ６ — ６ ０ ８ ．
［ ６ 】 陈三昧， 郭承毅． 柴油机电控高压共轨喷射系统［ Ｊ 】 ． 内
燃机， ２ ０ ０ ６ ， ｆ ６ ） ： １ ８ － ２ ２ ．
【 ４ ］ Ｋ ｏ ｈ ｊ ｉ Ｎ ａ ｇ ａ ｔ ａ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｄ ｅ ｎ ｓ ｏ Ｃ ｏ ｍ ｍｏ ｎ － Ｒ ａ ｉ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ
Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｖａ ｌ ｕ ｅ ｓ ． Ｓ ＡＥ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ２ ０ ０ ４ － ２１ － ０ ０ ７ ５ ．
第 ５期
王
昊 ，等 ：电控高压共轨燃油 系统循环喷油量影 响因素研究
・１ ７・
差 别较 大 ，影 响了循 环喷 油量 。
３ ． ５ 喷油 器流 量 系数 的影 响研究
由图 １ ０ 可知 ，相 同脉宽和转速下 ，流量系数 越 大 ，循 环 喷 油 量 越 大 ，波 动 量 最 大 为 ４ ４ ． ２ ９ ｍ ｍ 。原 因是流量系数越大 ，喷油孔 的流通能力越 强 ，相 同 喷油时 间 内能通 过 的燃 油 越多 ，所 以循环
Ｃ ． 电磁阀升程和喷油器开启压力变化引起 的循 环喷油波动量 随着 曲轴转速 的变化呈现 出 “ 双 峰 型”的变化规律。
【 参考文献】 （ ｅ ） １ ０￣ Ｃ Ａ （ ｄ ） 循环喷油量 波动 ［ １ 】 刘 峰． 柴迪机 高压共轨燃油 喷射系统仿真计算 研究【 Ｄ ］ ．
高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真
收稿日期：２０１０—０２—０３修回日期：２０１０—０３—０５ ｔ国家自然科学基金资助项目（５１０７６０１４）和河北省教育厅科研计划资助项目（Ｚ２００９４６５） 作者简介：苏海峰，博士生，石家庄职业技术学院高级工程师，主要从事高压共轨系统开发研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｈｆｌ２３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
万方数据
时，ｔｍ比￡ＥＴ短，图５所示，说明此时针阀升程小，ｔ。。。
械行程上止点前。 ２．２针阀开启、关闭特性 针阀开启延迟ｔ。。。、针阀关闭延迟ｔ。。。、喷油持 续期ｔｌＴＬ与喷油脉宽和轨压的依赖关系如图５所示。 针阀开启延迟ｔＮＯＤ是喷油率测试仪压力腔中压力升 高时刻与共轨喷油器线圈驱动电流上升时刻的时间 差。针阀开启延迟随轨压升高而轻微降低。轨压一 定，针阀开启延迟基本不随喷油脉宽变化一１。 针阀关闭延迟ｔＮＣＤ是驱动电流关闭时刻与喷射 结束时刻的时间间隔。在每个压力下，针阀关闭延 迟ｔＮＣＤ在较宽的喷油脉宽￡。，范围内呈现线性增加的 趋势。可表示为
Ｂｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ａｎ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ—ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ，ｔｈｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒａｉｌ ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｉｎｊｅｃｔｏｒ
ｗｅｒｅ
ａ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈｉｇｈ ｉｎｃｌｕｄｅ ｒａｉｌ
为
ｔｌＴＬ＝２ｔＥＴ—ｂｌ
（３）
闭延迟减小。 喷油率随喷油脉宽变化的特性曲线如图３ｂ所 示。在轨压一定时，随喷油脉宽增加，喷油率最大值 增大而后保持不变，喷射初期喷油率上升斜率和末 期下降的斜率不变，上升和保持阶段的瞬态喷油率 曲线基本重合。 喷射结束后的喷油率波动现象是由于ＥＦＳ喷 油率测试仪的压电传感器座和喷油器喷嘴适配器处 的压力波反射造成的。 最大喷油率随轨压、喷油脉宽变化的特性曲线 如图４所示。最大喷油率随轨压增大而不断增加， 轨压升高时，出现喷油率最大值的最小喷油脉宽减 小，一定轨压下，出现喷油率最大值后，喷油率最大 值曲线出现转折点，喷油脉宽继续增加时，喷油率最 大值曲线斜率降为零。出现喷油率最大值的最小喷 油脉宽（１４０ ＭＰａ时为１．２ ｍｓ，图４）小于针阀能够 到达机械上止点的最小喷油脉宽（１４０ ＭＰａ时为
高压共轨燃油系统循环喷油量波动特性研究
高压共轨燃油系统循环喷油量波动特性研究一、本文概述随着汽车工业的快速发展，燃油系统的性能对发动机的整体性能起着至关重要的作用。
高压共轨燃油系统作为现代柴油发动机的核心技术之一，其喷油量的精确控制对于提高发动机的动力性、经济性和排放性能具有显著影响。
然而，在实际运行过程中，循环喷油量的波动问题一直是困扰工程师们的难题。
因此，本文旨在深入研究高压共轨燃油系统循环喷油量的波动特性，以期为优化燃油系统设计和提高发动机性能提供理论支持和实际应用指导。
本文将首先介绍高压共轨燃油系统的基本工作原理和喷油量控制方法，为后续研究奠定基础。
随后，通过对循环喷油量波动现象的分析，探讨其产生的原因和影响因素。
在此基础上，利用先进的测试手段和数据分析方法，对循环喷油量波动特性进行定量研究，揭示其变化规律。
结合理论分析和实验结果，提出降低循环喷油量波动的有效措施，为高压共轨燃油系统的进一步优化提供参考。
通过本文的研究，有望为高压共轨燃油系统的设计和优化提供新的思路和方法，推动柴油发动机技术的持续进步，为实现汽车工业的可持续发展做出贡献。
二、喷油量波动特性分析喷油量的波动特性是高压共轨燃油系统性能的关键指标之一，它直接影响到发动机的动力性、经济性和排放性能。
为了深入了解喷油量波动特性，本研究采用了一系列实验和仿真手段，对喷油量在各种工况下的波动情况进行了详细的分析。
我们通过实验测定了不同转速、不同负荷下喷油量的实际波动数据。
实验结果显示，喷油量的波动随着转速和负荷的增加而增大。
这主要是因为在高转速和高负荷工况下，燃油系统的压力波动和喷油器的工作状态更容易受到外部因素的干扰，从而导致喷油量的不稳定。
为了进一步揭示喷油量波动的内在机理，我们还建立了高压共轨燃油系统的仿真模型。
通过仿真分析，我们发现喷油量的波动主要受到燃油压力波动、喷油器结构参数以及控制策略等多种因素的影响。
其中，燃油压力波动是最主要的因素之一。
当燃油压力发生波动时，喷油器的喷油量也会相应地发生变化，从而导致喷油量的不稳定。
柴油发动机高压共轨燃油喷射技术研究
２ 高 压 共 轨 燃 油 喷 射 系 统 组 成 与 工
作 原 理
２１ 系统组 成 ．
压共 轨 燃 油 喷射 技 术 ， 仅 可提 升 直 喷柴 油 机 的动 不
高 压共 轨喷 射 系统 主要 由高压 油 泵 、共 轨 管 、 电控 喷油 器 、 种传 感器 和 电控单 元Ｅ Ｕ等组 成 ， 各 Ｃ 如
（） ２ 采用 先进 的电子 控制 装置 ， 配 有高 速 电磁 并
开关 阀 ：
３ 柴 油 机 电 控 燃 油 喷 射 技 术 的 发 展
历 程
柴油 发 动机 的 电子化 燃 油 喷 射 管理 ， 始 于２ 起 Ｏ
世 纪 ７ 年代 ， ０ 柴油 机 电控燃 油 喷 射技 术 的发 展 历程
一
Hale Waihona Puke ２ ２ 工 作 原 理 ．
通 过较 大 容积 的共 轨 管 腔将 油 泵输 出的 高压燃 油 蓄积 起 来 ， 消 除燃 油 中 的压 力 波 动 ， 成 恒定 以 形 的 高压 燃 油 ， 后 分 送 至 每 个 喷 油 器 ， 助 于集 成 然 借
般此 压 力可 达 １ ０ ｂ ｒ ６ ０ ａ以上 ：共 轨 ” “ 则是 指 发动 机
开 启 时 刻 、 续 时 间 ． 而 控 制 喷 射 提 前 角 和 燃 油 持 从 喷射量 ， 确保 了 以最小 的燃 油 消耗 获 得 最 理想 的动
力 输 出【 ２ Ｊ 。
１ ０
内 燃 机 与 配 件
２１ ０ ２年 第 ２期
开启 时间 的长 短 。Ｅ Ｕ Ｃ 的基本 控 制 功能 是将 一 定量
研 究 目标
Ｋｅ ｒ ｓ Ｄｅｅ ｅ ｇｎ Ｅｅｔ ｎｃｃｎｒｌｕ ｌｎｅ ｔ ｎＣ ｍｍ ｎｒｉｕ ｄ ｒ ｉｈｐｅｓｒ ｙｗｏ ｄ ： ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｌｃ ｏ ｉ ｏ ｔ ｅ ｉｊｃｉ ｏ ｏ ａ ｎ ｅ ｇ ｒｓｕｅ ｓ ｒ ｏｆ ｏ ｄ ｈ
高压共轨喷油器预喷影响因素研究
试验方法。
带预喷的工作压力较高@1000baror600bar图1共轨喷油器的工作原理装配参数的影响研究1.2.1电磁阀弹簧预紧力1.2.1.1影响分析陶瓷球受力分析：衔铁施加力和控制腔内的液压力。
F球=F电磁+F液压-F弹簧-G（弹簧+衔铁+陶瓷球零件自身的重量相对于其它力比太小，在以后所有受力分析中均不施加此力。
如果F球增加，衔铁上升速度快，提前。
但是电磁阀弹簧受本身结构尺寸和封液压力影响，52-60N之间变动，占整个力分布10%左右。
1.2.1.2不同电磁阀弹簧预紧力的影响随着电磁阀弹簧力的增加，预喷油量变小。
电磁阀弹簧力变化不同的衔铁升程下，对应的预喷油量的变化量是不同的。
衔铁升程在65-70um，变化量0.2mm3/str左右。
电磁阀弹簧力控制在52-55N。
电磁阀弹簧力：N525558表1电磁阀弹簧力与预喷油量实测数据——————————————————:国家重点研发计划（2016YFD0700805）。
作者简介:陈晓辉（1971-），女，内蒙古通辽人，工程硕士，程师，主要负责共轨和机械喷油器开发、验证工作；海龙（1984-），男，湖南岳阳人，从事共轨系统设计、配标定验证工作；沈彬（1970-），男，江苏徐州人，从事燃油系统、后处理系统的匹配应用工作。
图2PI喷油速率曲线所受液压力，占其3%左右，对预喷影响不太。
但是对低怠速影响较大。
（表3）②不同油嘴弹簧力影响。
实际测试过程中，油嘴弹簧力对预喷无影响。
具体数据见表4。
油嘴弹簧力：N 323640预喷油量:mm 3/str1.721.621.79表4油嘴弹簧力与预喷油量实测数据1.3关键零件的控制参数1.3.1控制阀套A/Z 比和A 孔直径1.3.1.1控制阀A/Z 比和A 孔直径影响分析控制阀A/Z 比决定喷油持续期长短，A/Z 大喷油持续期长，喷油量大，反之喷油量[3]。
陶瓷球抬起后，控制腔内压力降低，降低的速度与A （出孔）的直径、形状和流量系数相关。
高压共轨式喷油器的无量纲几何参数对喷油规律和喷油特性一致性影响的研究
高压共轨式喷油器的无量纲几何参数对喷油规律和喷油特性一
致性影响的研究
杨洪敏;苏万华;汪洋;李绍安
【期刊名称】《内燃机学报》
【年(卷),期】2000(018)003
【摘要】通过数值模拟方法,发现高压共轨式喷油器针阀液压控制腔的液力过程和作用在针阀上液压力的相互关系,对喷油器的时间响应特性、喷油器供油规律和供油量具有重要影响.在喷油器制造中将表现为喷油定时和喷油量的不一致性.值得指出的是,这种不一致性是无法通过控制软件进行修正的.
【总页数】6页(P244-249)
【作者】杨洪敏;苏万华;汪洋;李绍安
【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;无锡威孚公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK421.4
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1.高压共轨系统结构参数对喷油规律影响的研究 [J], 刘红彬;骆清国;司东亚;张杰
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3.高压共轨柴油机蓄压式喷油器喷嘴内流特性研究 [J], 刘振明;欧阳光耀;安士杰;
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4.高压共轨喷油器结构参数对喷油量特性影响的研究 [J], 张建新;施光林;胡林峰
5.高压共轨喷油器设计参数对性能影响的研究 [J], 林铁坚;汪洋;苏万华;谢辉;李绍安;程刚;王小波
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柴油电喷共轨喷油器试验数据
柴油电喷共轨喷油器试验数据简介柴油电喷共轨喷油器是现代柴油发动机中常用的燃油喷射系统之一。
它通过共轨技术、电动喷油控制和高压电喷油器等组件配合工作，实现了精确的燃油喷射控制，提高了发动机的燃烧效率和排放性能。
本文将针对柴油电喷共轨喷油器进行试验，收集并分析试验数据，以加深对其工作原理和性能的理解。
本文将从试验背景、试验过程、试验数据分析等方面进行探讨。
试验背景柴油电喷共轨喷油器是柴油发动机中燃油系统的核心组件之一。
它的工作原理是将高压的燃油通过共轨系统输送至电喷油器，再由电喷油器控制燃油喷射的时机、量及喷雾形状。
准确的喷油控制可以提高燃烧效率、降低排放和噪音。
为了验证柴油电喷共轨喷油器的性能，需要进行试验并收集试验数据。
试验数据包括了喷油器的实际喷油量、喷射压力、喷雾形状等关键参数，这些数据将有助于评估喷油器的工作效果和性能。
试验过程柴油电喷共轨喷油器试验过程主要包括如下几个步骤：1. 实验准备首先，需要准备好相应的试验设备和环境。
试验设备包括高压共轨系统、电喷油器、测试仪器等。
试验环境需要保持稳定，以确保试验数据的准确性。
2. 参数设置在进行试验前，需要设置柴油电喷共轨喷油器的参数。
这些参数包括喷油时间、喷油量、喷射压力等。
通过调整这些参数，可以模拟不同工况下的喷油情况。
3. 试验操作在参数设置完成后，开始进行试验操作。
首先，打开高压共轨系统，将燃油送入共轨。
然后，通过控制电喷油器的喷油时间和压力，观察喷油的情况。
4. 数据采集在试验过程中，需要采集和记录相关的试验数据。
这些数据包括燃油喷射量、喷射压力、喷雾形状等。
通过数据采集和记录，可以对柴油电喷共轨喷油器的性能进行评估和分析。
5. 数据分析在试验结束后，对收集到的数据进行分析。
可以通过数据分析，评估柴油电喷共轨喷油器在不同工况下的喷油性能和稳定性，并与设计要求进行比较。
试验数据分析根据收集到的试验数据，对柴油电喷共轨喷油器进行分析，主要从以下几个方面进行讨论：1. 喷油量分析通过试验数据中的喷油量信息，可以分析柴油电喷共轨喷油器的喷油准确性和稳定性。
高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真
高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真高压共轨喷油器是现代柴油发动机的关键部件之一，其喷射特性对发动机的性能和排放有着重要影响。
为了深入了解高压共轨喷油器的喷射特性，本文将通过实验与仿真相结合的方式进行研究。
为了探究高压共轨喷油器的喷射特性，我们设计了一个实验方案。
实验主要材料包括高压共轨喷油器、柴油、流量计、压力传感器、温度传感器和高速摄像机等。
实验方法包括喷射过程观测、压力和温度数据采集以及喷射图像分析等。
实验过程中，我们通过高压油泵将柴油加压至100MPa，然后经由共轨管路输送到喷油器。
喷油器在收到指令后，将柴油喷入燃烧室。
在此过程中，我们利用高速摄像机记录了喷射过程，并使用流量计和压力传感器分别采集了喷油量和压力数据。
同时，通过温度传感器测量了柴油的温度。
通过实验，我们获取了大量关于高压共轨喷油器喷射特性的数据。
在分析这些数据的基础上，我们发现以下规律：喷射速度与压力：喷射速度与共轨压力呈正比关系。
在实验范围内，随着共轨压力的增加，喷射速度也相应加快。
喷射量与喷油器开启时间：喷油器开启时间与喷射量呈正比关系。
在实验范围内，随着喷油器开启时间的延长，喷射量增加。
喷雾形态：高速摄像机拍摄的喷射图像显示，喷油器喷射的柴油呈现圆锥形。
在喷油器针阀打开的瞬间，柴油从针阀出口喷出，形成一股扇形液柱。
液柱随着距离的增加逐渐扩散，最终形成圆锥形的喷雾形态。
高压共轨喷油器的喷射速度和共轨压力成正比，因此可以通过调节共轨压力来控制喷射速度。
喷油器开启时间与喷射量成正比，因此可以通过调节喷油器开启时间来控制喷射量。
柴油从高压共轨喷油器喷出后，形成的喷雾形态为圆锥形。
这种喷雾形态有利于柴油在燃烧室中快速混合和充分燃烧。
在本次实验研究的基础上，我们可以进一步探讨高压共轨喷油器的其他喷射特性，例如喷射定时、喷油规律等。
这些特性对于发动机的性能和排放有着更为重要的影响。
因此，我们计划在未来的研究中，通过对这些特性的深入分析，为高压共轨喷油器的优化设计和发动机性能提升提供更多理论依据和技术支持。
电控高压共轨柴油机的喷油量与喷油规律
电控高压共轨柴油机的喷油量与喷油规律电控高压共轨柴油机是一种燃油喷射系统，采用电子控制单元(ECU)来控制柴油机的喷油量和喷油规律。
它是进一步提高柴油机性能、降低排放和燃油消耗的重要技术之一。
电控高压共轨柴油机的喷油量电控高压共轨柴油机的喷油量受到多种因素的影响，包括引入量、燃油压力和燃油喷射油嘴的开启时间等。
其中，燃油压力是最主要的因素之一，它可以直接影响喷油量。
在电控高压共轨柴油机中，燃油高压泵产生的高压燃油通过共轨供应到每个喷嘴，从而实现对喷雾的控制。
电控高压共轨柴油机的读取能力和数量都要比传统机械燃油喷射系统更高，因此它可以实现更精准的喷油量控制。
电控高压共轨柴油机的喷油规律电控高压共轨柴油机的喷油规律也很重要，它包括喷嘴开启时间和喷射时长等。
其中，喷嘴开启时间通常由ECU来控制，可以通过传感器读取预计的内部发动机参数，例如发动机速度、负载和温度等，在此基础上计算喷油量和喷嘴开启时间。
此外，还可以通过预测未来的成形空间和喷油压力等因素来进一步优化喷油时间和喷射方向。
电控高压共轨柴油机的喷油规律不仅可以改善发动机的性能、降低排放和燃油消耗，还可以提高燃油碳氢化合物的完燃率，从而减少有害物质的排放。
另外，在柴油机的喷油过程中，燃油经过喷嘴后会迅速喷雾，形成一定的雾化分布，因此通过精细控制喷油规律，可以实现更精准的喷油控制，从而达到更好的燃油经济性。
综上所述，电控高压共轨柴油机的喷油量和喷油规律对于本身性能的提高以及其环保效率的进一步优化都有着非常重要的作用，因此需要我们加强技术研发，完善控制方式，争取更好的燃油效率和更低的排放水平。
相关数据可以包括电控高压共轨柴油机的燃油喷射压力、喷油量、喷嘴开启时间、喷油规律等参数，以及它们的变化趋势和对发动机性能的影响，以进行分析。
首先，燃油喷射压力是影响电控高压共轨柴油机喷油量的重要因素之一。
现代电控高压共轨柴油机的燃油喷射压力可达到几千巴（KPa），高于传统机械喷油的压力。
高压共轨喷油器结构参数对喷油量特性影响的研究.
(下转第38页
典型代表是Bosch和Denso公司的产品。两个公司的喷油器虽然在具体结构形式上有所不同,但工作的原理和关键结构参数的作用是一样的。本文拟用AVL的Hydsim软件,以日本Denso公司的喷油器为原型进行模拟计算并作试验研究,探求喷油器进出油节流孔孔径,孔径比,控制活塞直径,针阀密封座面直径,调压弹簧预紧力和油嘴喷孔直径等参数对喷油量特性的影响,并着重分析了产
和1. 3ms可以看到,在上述面积比一样时,喷油开始时刻相
图7相同面积比不同活塞直径下的针阀升程曲线
同,但针阀运动速度在活塞直径大时要小,最终导
致喷油量的差异。在控制脉宽较小时,控制活塞直径大的喷油器针阀甚至不能完全打开,造成喷油量差异加大。3. 4调压弹簧预紧力的影响在共轨喷油器中,虽然作用于针阀上的液压力远大于调压弹簧的作用力,但调压弹簧预紧力的变化依然对喷油器的特性产生较为明显的影响。图4(f是在共轨压力100MPa ,不同调压弹簧预紧力下的喷油量特性曲线。从图示曲线可知,当预紧力在合理的范围内变化时,预紧力对特性曲线形态影响不大,但对喷油量有一定的影响。在相同的控制脉宽下,喷油量随预紧力的增大而减小。图8所示的喷油规律显示,随着预紧力的增大, ,从而造。
生影响的原因,供了依据2. 1喷油器结构及工作过程
共轨喷油器的结构如图1所示,它由上部的电磁控制阀、中部的控制活塞和下部的喷油嘴偶
图1喷油器结构
第1期(总第109期2003年2月 现代车用动力MODERN V EHICL E POWER
高压共轨燃油系统喷油量不均的分析
车辆工程技术98车辆技术1 引言 应用柴油高压共轨系统的主要优势如其有较强的信息处理能力，有较高的自由度，能够以柔性方式控制喷射系统参数，从而优化柴油机的排放工作，凸显柴油机经济性、动力性等方面的特点。
压力传感器、电子控制单元以及高压油泵是高压共轨电喷技术的主要组成部分。
借助高压共轨燃油系统中不同部分，能够有效分离喷射过程和配设压力产生两个环节的工作。
在高压共轨燃油系统运行的过程中，高压燃油首先经由高压泵到公共供油管，随后再借助公共供油管中的油压，避免发动机转速影响高压油管的压力，促进控制工作的精准性。
通过高压共轨电喷技术，能够降低因发动机转动因素对供油压力的影响。
2 高压共轨燃油系统工作原理 本节主要对高压共轨燃油系统工作原理进行分析，主要原理如下。
在实际高压共轨燃油系统运行过程中，油箱粗滤器是燃油经过的第一个环节，随后燃油会通过低压油泵输出，在这一阶段后，受到上述环节的作用，燃油有了一定的压力。
有压力的燃油随后进入精滤器，经过过滤到高压油泵中，随后即输出为高压燃油。
燃油经过共轨管，借助滤波、稳压做有用形成喷油压力，在需要喷油时，由电控单元发出指令，高压燃油即可借助喷油器输出喷油。
3 高压共轨燃油系统喷油量波动研究 随着技术的发展，柴油机的转速也在不断提升，高压共轨燃油系统两次连续喷射的时间缩短，因此便对喷射量以及喷射时刻有了更加精准的要求，会直接对柴油机的排放特性以及效率造成影响。
为了避免因燃油压力波动导致喷油量不均的情况，相关研究人员开发了一种循环喷油量补偿修正策略，较好的保证喷油量的稳定性，对两次喷射的间隔缩小的同时，对喷射效率有效提升[1]。
现阶段，减小压力波动从而降低喷油量波动，是抑制喷油量波动的主要方法和研究方向，具体的方法如对系统布置系统有效改变、加装附加装置、重新设计燃油系统等，其中安装附加装置、调整结构会提升高压共轨燃油系统的成本，应用的范围相对较小，但结合修正控制策略，能够避免成本的增加。
高压共轨喷油系统多次喷射油量精确测量与规律分析
第!"卷第#期!$$%年#月农业工程学报&’()*(+,-.)*./,0123456.78!"9.8#4:;8!$$%高压共轨喷油系统多次喷射油量精确测量与规律分析祝轲卿<徐权奎<杨林<卓斌=上海交通大学汽车电子技术研究所<上海!$$$"$>摘要该文采用先进的5@3瞬时喷油量测量仪对高压共轨喷油系统多次喷射的预喷和主喷油量同时进行精确的测量<通过大量试验数据分析<文章总结了主A 预喷油量跟随喷油间隔的变化规律B 另外<发现了主喷油量在小喷油间隔时明显的波动性<通过试验分析确定了喷油器的电液力延迟和喷油间隔时高压燃油的波动是主要原因<为喷油参数的标定和多次喷射控制策略的设计提供了可靠的试验依据B 关键词高压共轨喷油系统C 喷油量C 喷油间隔中图分类号&D E !F 8G 文献标识码?4文章编号?F $$!H G #F I =!$$%>#H $F F %H $J祝轲卿<徐权奎<杨林<等8高压共轨喷油系统多次喷射油量精确测量与规律分析K LM 8农业工程学报<!$$%<!"=#>?F F %N F !F 8O 0:D 1P -);<Q :R :()S :-<T ();U -)<1,(78V:7,-W 71H -)X 1+,-.)P :(),-,Y Z 1(*:’1Z 1),()[()(7Y *-*-)0-;0W ’1**:’1+.Z Z .)’(-7-)X 1+,-.)*Y *,1Z K L M 8&’()*(+,-.)*./,012345<!$$%<!"=#>?F F %NF !F 8=-)20-)1*1\-,05);7-*0(]*,’(+,>收稿日期!$$G H F $H F G 修订日期?!$$%H $!H $%作者简介祝轲卿=F I #$N><男<上海市人<博士生<主要从事电控柴油机控制软件设计及性能标定B 上海市番禺路I J F 号上海交通大学汽车电子技术研究所<!$$$"$B 5Z (-7?()(7;:7-^0:_*X ,:81[:8+)‘引言随着高压共轨喷油系统的逐渐推广<在压缩和膨胀冲程进行多次喷射已经在新型的柴油发动机中开始使用<以达到降低排放和噪声的目的K F N "MB 每循环喷油次数的增加<以及发动机转速的不断提高<要求各次喷射之间的时间间隔必须减小B 因此<对多次喷射的喷油规律进行研究<掌握主A 预喷油量随喷油间隔的变化情况K E <J M <尤其是小喷油间隔时<探究造成主喷油量波动的原因<进而可以利用控制策略进行补偿<使得在不改变高压共轨系统硬件执行器的基础上<完善喷射性能<提高喷油参数水平<有利于多次喷射的稳定工作B国内外对高压油管内的压力波及汽泡的研究很多K G N F F M<试验和理论都证明了它们是影响喷油量波动的主要因素<但是由于测试设备条件限制<未能对其影响给出精确的定量分析B 本文采用先进的5@3瞬时喷油量测量仪对高压共轨喷油系统多次喷射的预喷和主喷油量同时进行精确的测量<特别是在主A 预喷间隔较小的时候<证实了压力波对喷油量的影响<而且还确定了另一个重要的影响因素aa 喷油器电液力延迟<它的变化直接导致了主喷射实际喷油脉宽的变化<进而影响主喷油量的大小Bb 试验设备本试验是在上海交通大学汽车电子技术研究所配备了自主开发的c dH F 高压共轨电控喷油系统的油泵试验台上进行的C 采用法国5@3公司的5Ve!瞬时油量测量仪K F !M 测量主A 预喷油量C 应用f e g D e ##J J 信号采集仪观测驱动电流及5Ve测量活塞的位移等波形C 喷油间隔等各种喷油参数的调节是通过基于61+,.’公司的249(W 1软件自主开发的标定平台实现的K F "MB 图F 为5@3瞬时油量测量仪的机械模块5Ve !的结构<5Ve !对单一喷油器瞬时油量的测量与供油泵的凸轮轴转速同步<安装在仪器机械部件上方的喷油器喷出的燃油被完全回收入可变容积的盛油腔内<喷射油量冲击盛油腔下部的运动活塞<导致其克服复位弹簧力和背压而向下运动<对应的位移即反映了瞬时喷油量的大小B喷射燃油推动活塞下行的过程中<泻油阀保持关闭C 而在测量阶段结束后<电控系统给出控制信号<泻油阀打开<在复位弹簧力的作用下<盛油腔内已被测量的燃油排出<回到油箱B 与此同时<流量计监测泻油阀泻出的油量<以确保盛油腔内燃油不被完全排空B 剩余油量的高度被称为h 液压软垫i <用户可以对它进行设定和更改B5@3系统每j 4内对活塞的升程信号以及喷油参数采样J 次以确保精确B 根据起始信号自动设定测量角度域的起始相位=最大设定为I $j 4><它实际上就是喷油参数测量的起始点B 如图!所示<系统同步生成一个游标信号<每获得一个测量活塞的升程信号<就在这个kk k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k k %F F 万方数据游标信号上附加一个电平!最高的电平对应活塞升程采样的终点和盛油腔泻油的始点!另外"系统根据活塞升程信号微分出活塞的速率"它间接反映了喷油速率! #$%瞬时油量测量仪的测量范围是每次喷射&’(&&))*"测量精度为&+())*,&+-./!图-#$%0#123测量仪机械结构简图$45+-16789:479;<=>?7=?>9;@>9A4:5B C=86#$%0#123)6=6> D试验结果为了标定和改变喷油参数变量的方便"将喷油间隔定义为由预喷的驱动电流始点到主喷驱动电流始点之间的角度量"如图3中示意!图3E2F G2H H I I采集的各种喷油参数示意图$45+-2:J67=4B:K9>9)6=6><7B;;67=6@L M=86E2F G2H H I I D+N预喷油量图*为-&&&>O)4:时"&+I’&+H)<预喷脉宽在P&&’-&&&Q-&I R9的油压下随喷油间隔减小的喷油量曲线!不难发现"尽管脉宽和油压决定了喷油量的不同"但是同一条件下的预喷油量随着喷油间隔减小的波动幅度却很小"只有间隔非常小,-&&&>O)4:时低于H S T/时"预喷油量才显著提高"这主要是由#$%系统在小间隔时对于预喷的采样角度自动设定不稳定引起的!实际上"由于在预喷之前没有其他喷射"所以共轨油压有足够的时间平衡到目标值"同时喷油器电磁阀和针阀也有足够的时间为预喷的动作做好准备!因此电磁阀的上电过程和电液延迟对预喷油量的影响是微乎其微的"更不会引起波动!本文因此不再对预喷油量作过多的分析!图*预喷油量随喷油间隔的变化曲线$45+*U9>49=4B:<B C K4;B=4:J67=4B:V?9:=4=MA4=8=864:J67=4B:4:=6>W9;D+D主喷油量图P中"各种标记的线组分别表示的是在P&&’-&&&Q-&I R9的油压"&+I’&+H)<的预喷脉宽条件下"主喷脉宽为3+P)<的喷油量"此时转速固定为-&&&>O)4:!图P主喷油量随喷油间隔的变化曲线$45+P U9>49=4B:<B C)94:4:J67=4B:V?9:=4=MA4=8=864:J67=4B:4:=6>W9;H--农业工程学报3&&X年 万方数据对曲线的观察和数据进行分析!可得到主喷油量随喷油间隔减小的变化规律"#$喷油间隔大于一定角度%例如图&中’()*$时!主喷油量几乎不再波动+’$喷油间隔处于一定小角度区间%例如图&中#,-’’)*$时!主喷油量有明显波峰+.$喷油间隔处于一定更小角度区间%例如图&中##-#&)*$时!主喷油量有明显波谷+&$喷油间隔小于一定很小的角度%例如图&中,)*$时!主喷油量大幅上涨/0试验分析经过大量的试验以及结果的分析!发现转速和主喷脉宽的变化都没有影响主喷油量的上述变化趋势!而预喷脉宽以及共轨油压的大小只是影响了主喷油量波动的幅度!波动出现的相位却是固定不变的/因此!发动机工况及喷油参数并不是造成小喷油间隔时主喷油量发生波动的根本原因/相反的!喷油器电磁阀驱动电路的设计!甚至是喷油器和共轨管本身的机械特性可能是真正的核心原因/012喷油器的电液力延迟在电磁阀驱动的电液伺服式喷油器中!燃油是通过电磁阀和针阀的联动来实现喷射的/从电磁阀上电始点到喷射始点存在一个总的延迟!它是由电磁阀动作的电力延迟和针阀动作的液力延迟两部分组成的/图3将同一工况下三组不同喷油间隔下的信号波形组合在一起进行对比!它们各自的延迟和喷油参数!以及此时的工况参数都罗列在表#中/图3三种不同喷油间隔的喷油率曲线比较分析45613789:;<5=8>8?@A B 5>C B D @58><;@B D E <F B =G B @H B B >@A <B B 5>C B D @58>5>@B <F ;I D 8>J 5@58>=尽管喷油间隔各不相同!但是预喷延迟始终是K 1L 9=!这是因为在它之前没有其他喷射对它产生影响!与上述对预喷的分析吻合/表2图M 的参数N ;G I B #O ;<;9B @B <=5>45613参数间隔#间隔’间隔.喷油间隔P )*(#’’(对应图中号码%#$%’$%.$每脉冲主喷油量P 96#’&#K 3###预喷延迟P 9=K 1L K K 1L K K 1L K 对应图中号码%&$%&$%&$主喷延迟P 9=K 1(K K 1,3K 1L K 对应图中号码%3$%($%Q $实际主喷脉宽%含R 4S 测量活塞惯性延迟$P 9=.1’3’1L K .1K K 对应图中号码%L $%,$%#K $与之相反!主喷延迟却是各有不同/当喷油间隔为’()*时!延迟为K 1L 9=!和预喷几乎相同/这是因为在这个较大的间隔时!主喷动作几乎不受之前的预喷影响!因此每脉冲喷油量可以稳定在设定的##K 96+当喷油间隔为#’)*时!恰好处于前面总结的主喷油量波动的波谷内!此时主喷延迟增长到K 1,39=!同时实际的主喷脉宽%包含R 4S 测量活塞的惯性延迟$从.1K 9=减小到’1L 9=!因此每脉冲喷油量也相应减小到#K 396+当喷油间隔为()*时!此时主喷紧跟在预喷之后就进行/由于主喷延迟缩小到只有K 1(9=!因此实际喷油脉宽增长到了.1’39=!于是每脉冲喷油量也就增大到了#’&96/由以上分析可知!延迟越大!实际喷油脉宽就越小!于是喷油量也就越小!反之亦然/因此!喷油器的电液力延迟不同导致主喷脉宽的不同!从而直接导致了主喷油量的波动/另一方面!从图3中画圈对比可以看出!在()*和#’)*喷油间隔时!主喷油量的波动明显比’()*时更加剧烈/这实际上反映的是喷油器针阀在喷油过程中的跳动!主要是由于不平衡的燃油压力导致的!而这是造成主喷油量波动的另一个重要原因/实际上!在电磁阀驱动的电液伺服式喷油器中!电力延迟主要由驱动电路设计决定/通过多年努力!我研究所开发的电控R 7T %R I B D @<8>5D 78>@<8I T >5@$的电磁阀驱动水平能够保证电力延迟在K 1’9=之内U #&V/而喷油器内的液力延迟受燃油压力变化的影响很大!另外也与喷油器偶件的加工精度和尺寸有关/经测量!液力延迟在K 1.-K 1L 9=之间波动!可见影响实际喷油脉宽的电液力延迟主要因素由液力延迟组成!而它的大小又与燃油压力的波动密切相关/因此!可以认为小喷油脉宽时造成主喷油量波动的真正原因是高压油路中的燃油,##第L 期祝轲卿等"高压共轨喷油系统多次喷射油量精确测量与规律分析 万方数据压力波动!"#$燃油压力波动轴向直列柱塞泵的机械结构%&’(决定了高压燃油是以脉动的方式压向共轨管的!由于共轨管的大容积和限流器的存在)这种供油脉动大部分已经衰减)但是在高压油管中仍然存在油压的小幅振动和反射波!此外)柴油是不可压缩的黏性流体)高压大脉宽的喷射后势必造成燃油流动的不连续)喷油器的盛油腔内一定会出现短暂的空腔%*(!当两次喷射之间的间隔减小到一定程度时)前一次喷射引起的喷油器和高压油管内的燃油波动)没有得到高压油泵及时的燃油补充以及共轨管的波动平衡作用)因而势必影响到后一次喷射!预喷脉宽和共轨油压越大)主喷油量所受的影响就越大!表+为&,,,-./01转速)不同油压不同预喷脉宽时)固定脉宽+#2/3的主喷在油量波动的特定位置采集的瞬时共轨油压的数据比较!不难发现)油量波动的波峰对应的共轨油压高于设定油压)波谷的油压低于设定油压!而且)随着设定油压的增大)油压偏差也随之增大!另外)当预喷脉宽增大到,#*/3时)油量波动处的油压偏差更加明显)当设定油压为&,,,4&,’56时)油压偏差达到了&’,4&,’56!对喷油参数精度要求很高的电控高压共轨喷油系统来说)&’7的喷油压力偏差是绝对不可接受的!表$主喷油量波动处的油压偏差869:;+<60:=-;33>-;?;@06A0B136A/60101C;D A0B1E>61A0A F@09-6A0B1=B01A34&,’56预喷脉宽G主喷脉宽+#2/3H./3设定油压主喷油量波峰处的油压主喷油量波谷处的油压油压偏差2,,2+,I*,J+,,#K L,,L2,K K,J2,&,,,&,L,M I,JL,2,,2+2I L’J+’,#*L,,*&,K I,J&,,&,,,&&I,*’,J&’,N结论喷油系统无法满足设定工况的喷油量和喷油压力要求)功率受到损失的同时)排放也可能出现一定程度的恶化O过多的喷油量不仅会造成排放的恶化)而且还浪费了一定的动力)燃油经济性受到影响!中国目前国产的电控高压共轨喷油系统在制造工艺及控制精度上都有所欠缺)要想在现有的硬件条件下提高电控柴油机的控制水平)就必须在软件和控制器方面下功夫!本文正是基于以上考虑)对目前国产共轨喷油系统的喷油特性进行了研究!结论如下P&H多次喷射的油量)尤其是主喷油量随多次喷射间隔的缩小)会在一定角度区间内呈现波动现象!预喷脉宽越大)共轨油压越大)波动越明显!+H主喷油量波动出现的喷油间隔相位区间基本是固定的)这说明它是由喷油器机械偶件的尺寸决定的)不受喷油参数和发动机工况参数的影响!I H小喷油间隔时主喷油量出现波动的原因是预喷之后造成高压油路燃油压力的不稳定波动)进而影响主喷的液力延迟!燃油压力波动越大)主喷延迟变化越大)喷油量的偏压也就越大!2H试验总结的喷油规律不仅可以作为多次喷射喷油参数标定的依据)而且可以根据试验结果设计小喷油间隔时的主喷脉宽修正策略)进一步提高电控系统的喷油控制精度!另外)从试验结果也可以看出)喷油器硬件的加工工艺对于喷油参数的表现是决定性的)要开发支持三次以上)甚至五次Q六次喷射的电控喷油系统)除了在控制器设计以及控制软件设计方面努力之外)硬件的制造水平必须更上一个台阶!%参考文献(%&(R6?6/0S)S6::6/B T#U1V:>;1D;B V/>:A0=:;01C;D A0B1 3A-6A;W0;3B1;/0330B13)D B/9>3A0B11B03;61?R X T Y B V6 Z U D B//B1-60:?0;3;:;1W01;%[(#X\]+,,+^,&^,’,I# %+(8_;I-?W;1;-6A0B1B V D B//B1-60:V-B/R B3D_P-;?>D;?;/0330B13‘0A_=0;a B b01:01;01C;D A0B-3%]R.c d(#_A A=P ‘‘‘#9B3D_b=-33#?;.8R e;9Z R.;1b f X#+,,2b,I b+,#%I(R;0?:Yg)h0::Z g)Y6-A;::0;-0e);A6:#U/=6D AB V ;/0330B1361?V>;:;D 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.%!"5#徐权奎$祝轲卿$陈自强$等%高压共轨柴油机电磁阀驱动电路响应研究!&#%内燃机工程$待刊%!"4#胡志明$杨林$冒晓建$等%高压共轨式燃油喷射系统用高压油泵的分析与设计!&#%柴油机$’((5$5+"M -".%NO P Q R S P T U R V W T X Q R Y VZ O [V Q R Q \]T [^O _T ]T V Q [V ‘[V [P \^R ^R Va R b aS _T ^^O _T X Y ]]Y V_[R P R V W T X Q R Y V^\^Q T ]c d ef g h i j k $l em e n j o e i $p n j kq i j $c d e rs i j)t u v w x w y w z {|}y w {~{w x !z "#z $w %{u x $&z $’u {#{()$*’+u (’+x ,x +{&{u (-u x !z %v x w )$*’+u (’+x ’(((J ($.’x u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system and noise of HD diesel engines[SAE 980176]4.胡志明;杨林;冒晓建高压共轨式燃油喷射系统用高压油泵的分析与设计[期刊论文]-柴油机 2004(04)5.徐权奎;祝轲卿;陈自强高压共轨柴油机电磁阀驱动电路响应研究6.冯静;王俊席;卓斌基于CCP协议的电控发动机标定系统CAN通信模块的研发[期刊论文]-内燃机工程 2003(05)7.EFS IP54 A08009254 mechanics operating manual.Version:2.0 20038.何勇灵;赵致和;刘建新柴油机供油系统中短时间存活汽泡及其特性的研究[期刊论文]-农业工程学报 2000(11)9.高宗英气、液两相介质中压力波传播速度的研究 1984(02)10.何勇灵;刘建新;李民农用柴油机喷油系统中液-汽两相流动过程的试验研究[期刊论文]-农业工程学报 2000(01)11.ГолубковПЕ;陈永锴在燃油两相状态下柴油机燃油系统的流体动力过程[期刊论文]-车用发动机 1989(01)12.Ahlin K Modelling of pressure waves in the common rail diesel injection system 200013.Rothrock A M Pressure fluctuations in a common-rail fuel injection system[USA,NACA Report No.363] 193114.祝轲卿;王俊席;卢成委GD-1电控柴油机主预喷时间间隔的影响[期刊论文]-农业机械学报 2007(01)15.Badami M;Mallamo F Influence of multiple injection strategies on emissions,combustion noise and BSFC of a DI common rail diesel engine[SAE2002-01-0503]1.韦雄.冒晓建.肖文雍.祝轲卿.卓斌高压共轨多次喷射系统油泵单元控制策略[期刊论文]-农业工程学报 2010(12)2.张彬.刘建新.杜慧勇.王站成柴油机高压共轨系统喷油量和喷油规律测量方法概述[期刊论文]-拖拉机与农用运输车2009(2)3.董伟.于秀敏.于洪洋.张斌.周骥共轨柴油机起动油量和主喷提前角对起动特性的影响[期刊论文]-农业工程学报2009(3)4.韦雄.冒晓建.肖文雍.祝轲卿.卓斌高压共轨多次喷射系统油泵单元控制策略[期刊论文]-农业工程学报 2010(12)本文链接：/Periodical_nygcxb200708020.aspx。
高压共轨柴油机后喷性能影响的实验研究
性能 参数 ． 择 了属 于 中低 转速 中小 负 选
荷工 况 的 １２０ｒｍ ０ ． 工况 点 。 使 ０ ６ Ｎｍ ｐ 为 实 验 具 有 可 比 对性 的 同 时又 具 有 较 好
放 热率 峰 值越 大 ．凸升 程 度越 明显 ， 但 当 Ａ Ｐ ｓ 过 小 时 ．如 后 喷 间 隔 角 为 ５ ｉｏｔ ｏ
求 ． 们 在 发 动 机 后 处 理 技 术 ． 气 再 人 废 循环 、 射 速率 优 化和 电 控方 面进 行 了 喷 深 入研 究 高压 共轨燃 油 喷射 系统 的 出 现 ． 人 们 在 以上 领域 的研究 取 得 了重 使
大 进 展 ． 为 其 高 的 喷 射 压 力 和 多机 是 一 台直 列 、 高 ４缸 压 共 轨 柴 油 机 ． 缩 比为 １ ．． 量 为 压 ８２ 排 ２７ Ｌ。 大功 率为 ８ Ｋ 实验 柴油机 所 ． ７ 最 ５ ｗ。
用 的 燃 料 为 北 京 市 市 售 国 ４标 准 柴 油
图 １ 实 验 系统 组 成 ．
散燃 烧 阶段 的放 热率 曲线 凸升 ． 凸升 其
２ 实 验 结 果 分 析
结 合 实 验 用 ４Ｂ Ｊ １高 压 共轨 发 动 机
的 程 度 随 着 后 喷 油 量 的 增 加 而 变 得 越 发 明显 。 除此之 外 ． 主后 间 隔角 度 Ａ Ｐ ｓ ｉｏｔ 对 凸升程 度亦 有影 响 ． ｉｏｔ Ａ Ｐ ｓ 越小 ． 喷 后
喷 脉 宽 ＥＰｓ ｔｏｔ分 别 设 定 为 １ ０ ｓ ５￣ 、
烧 的 ． 以导致 相对 较高 的 ＮＯ 所 Ｘ排放 。
当 Ａｉｏｔ５ Ｃ 时 ．后 喷 能 够 在 一 Ｐ ｓ ￣Ａ ： 定 程 度 上 减 小 烟 度 的 排 放 。由 于后 喷 较
高压共轨柴油机喷油器喷油特性研究
度 ; t 为喷油器的通电时间;Δp 为喷孔前后的压力差.
21 11 1 共轨压力
单个电控喷油器在喷油脉宽一定时 ,共轨压力决
定了喷油量大小. 共轨压力是由共轨调压电磁阀的
图 1 标定实验装置示意图
脉宽大小控制 ,共轨压力波动影响喷油量的大小. 假
Fig. 1 Schematic diagram of t he calibration system
轨压力波动范围为 (30 ±5) M Pa时 , pmax 和 pmin 分别
近似取 35 , 25 M Pa , m pmax = 11 18 m pmin , 最大流量差 的波动为 18 %. 高共轨压力下的喷油一致性比低共
轨压力下的一致性好. 因此 ,喷油一致性应以低共
轨压力下喷油量的误差为主 ,保证最大流量差的波
Abstract : To facilitate t he calibratio n p rocess of elect ro nic2co nt rolled injecto r , a st udy o n t he calibratio n of f uel quantit y and buildup of basic MA P was made. Chief factors affecting f uel injectio n co nsistency and identit y were analyzed. A met ho d for f uel injectio n co nsistency and identit y imp rovement was designed by co nt rolling t he co mmo n rail p ressure fluct uatio n and modif ying t he f uel injectio n p ul se. The initial f uel injectio n MA P was achieved by t he met hod of variable step interpolatio n , t hen t he accuracy of t he basic f uel injectio n MA P was tested. A test o n an engine equipped wit h t he calibrated co mmo n rail elect ric co nt rol injectio n system was carried o ut . The experimental result s p roved t he ratio nalit y of t he initial f uel injectio n MA P. Key words : high p ressure co mmo n rail ; f uel injectio n co nsistency ; f uel injectio n identit y
柴油机高压共轨燃油系统喷油特性探讨
但在 传 统 喷 油 系统 中 ， 压力 的产 生 和 储 备 喷 油量 与
作 者 简 介 ： 义 强 （９０ ， 北 人 ， 理 工 程 师 ， 要 刘 １８ 一） 河 助 主 从事柴油机性能标定及喷油 系统试验 的分析及开发工作 。 收 稿 日期 ￣０６ ４—１ ， ０ —０ ２ ０
Ｔ ｅＳｕ ｙ ｏ ｅＩｊｃｉｎ Ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆ ｈ ｔｄ ｎ ｔ ｎ ｅｔ ｈ ｒ ｃｅｉ ｃｏ ｈ ｏ ｓ ｉ
Ｈｉｈ Ｐ ｅｓ ｒ ｎ ｍｍｏ ｉ Ｆｕ ｌＳ ｓｅ ｆｒＤｉｓｌＥ ｇｎ ｓ ｇ ｒｓｕ ｅａ ｄ Ｃｏ ｎ Ｒａｌ ｅ ｙ ｔｍ ｏ ｅｅ ｎ ｉｅ
’
来使 喷 油速率 提 高 ， 喷射 持 续 时间 也 相应 地 缩 短 ， 这 样 的 目的是要 保证 低转 速时 的雾 化质量 。 一
ｂ 可 以根 据 不 同 的转 速 和 负 荷 的工 况 要 求 ， 在
颖 忙
最佳 的喷 油 时 刻 ， 确地 提 供 所 需 要 的燃 油 量 。对 精
ＬＩ Ｙｉ － ｉｎ Ｕ — ｑ ａ ｇ
（ ｒ ｔ ｌＡ ｔ ｏｉ ｏ ｉｇＣ ｍ ａｙＬｄ ， ａｄ ｇ ７０ ０ Ｃ ｉａ Ｇｅ ｌ ｕ ｍ ｂｌ Ｈ ｌ ｎ ｏ ｐｎ ｔ． Ｂ ｏ ｉ １０ ， ｈｎ ） ａ Ｗａ ｏ ｅ ｄ ｎ０
Ａ ｓ ａｔＩ ｔｓ ａｅ， ｈ ｅｌｕｌｎ ｃｏ ｈｒｃ ｒｔ ｔ ｄｃｄ １１ ｕｌｔ ０ ｐ ０ ｆ ｏｖｎｏａ ＦＥ ｓｓ ｍ ｂｔ ｃ： ｉｐｐｒ ｔ ｉ ａ ｆｅ ｉｅｔｎｃａ ｔ ｓｃｉ ｉ ｒ ｕｅ ． １ｏｇ ｅｃｍ ｓｎｏ ｃｎｅｔｎｌ Ｉ ｔ ｒ ｎｈ ｅｄ ｊ ｉ ａ ｅ ｉ ｓｎ ｏ ｉ ｒ ｌｈ ｉ ｙｅ
电控高压共轨柴油机的喷油量与喷油规律
ＬＩ Ｈａ ｙ ｏ— ｕ
（ ｈ ｎ ｈ ｉ Ｉ ｔ ｒ ａ ｏ ｕ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓ ｔ ｔ Ｓ ａ ｇ ａ ｎｅ ｎ ｌ Ｃ ｍｂ ｓｉ ｇｎ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，ｓ ａ ｇ ａ ０ ４ ８ Ｃ ｉ ａ ｏ ｉ ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ３ ， ｈ ｎ ） Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ： ｔｓ ｍｅ ｈ ｄ ｈ ｓ ｅ ｎ ｅ ｐ ｔ ｍｅ ｓ ｒ ｔ ｅ ｕ ｌ ｉ ｊｃｉｎ ｏｕ ｆ ｈ ｇ ｒ ｓｕ ｅ ｏ ｔ ｏ ａ ｂ ｅ ｓ ｔ ｕ ｏ ａ ｕ ｅ ｈ ｆ ｅ ｅ ｔ ｖ ｌ ｍｅ ｏ ｉ ｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｃ ｍｍｏ ａｌ ｎ ｏ ｎ ｒｉ
１ 试 验 计 划 １ １ 发 动 机 介 绍 ．
度 低且 不稳 定 。新 一代 的 电喷 系统 采 用 时 间 控 制 ．
用 高 压 电 磁 阀 代 替 机 械 机 构 ，对 燃 油 实 施 数 字 调
节 ，而 且 这 种 系 统 逐 步 向高 压 迈 进 ，使 柴 油 雾 化 得
机 供 油 压 力 随 发 动 机 转 速 的 变 化 ， 因 此 也 就 减 少 了
传 统 柴 油 机 的 缺 陷 。 Ｅ Ｕ控 制 喷 油 器 的 喷 油 量 ， 喷 Ｃ 油 量 大小取 决 于燃 油轨 阀开启 时 间的长短 。 除 单 片 机 芯 片 、共 轨 压 力 传 感 器 、 高 精 度 压 力 （ 共供 油 管 ）压 力和 电磁 公
发动机型号
排 量 最 大 压 力 压 缩 比
２８ＮＴ 额 定 功 率 。Ｉ ＥＣ
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35
35
36
5 结束语
讨论了高压共轨喷油器喷油量均匀性的影响因 素 ,着重分析了喷孔加工精度 、驱动电路 、共轨压力 波动对喷油量均匀性的影响 ;进行了喷孔加工精度 , 驱动电路 ,共轨压力对同一尺寸不同喷嘴循环喷油 量试 验 ,采用不同脉宽增量修正喷油器喷油量 ,能 使喷油器循环喷油量均匀性误差达 3 %～5 %的要 求。
示 。与表 3 所示喷油压力 100 M Pa ±5 M Pa 时各喷 嘴的循环喷油量相比 ,表 4 所示各喷嘴的循环喷油 量均匀度明显改善 ,误差小于 3 %。
表 4 不同脉宽下喷嘴偶件的动态流量对比
喷嘴序号
1
2
3
4
脉宽/ ms
0. 80 0. 81 0. 79 0. 76
流量/ mm3 ·循环 - 1 35
喷嘴序号
喷油压力 / MPa
1
2
3
4
100 ±5
36
38
39
36
100 ±10
35
34
39
40
4 试验
以上分析表明 ,喷油压力稳定程度 、驱动电喷嘴偶件的加工误差 ,只能进行偶件 选配以达到静态流量的一致性 。因此 ,在稳定的喷 油压力下 ,不同喷油器用不同脉宽增量控制 ,修正每 个喷嘴动态流量 。在不同脉宽下 ,各喷嘴的循环喷 油量如图 2 所示 ;按公式 (1) 和 (2) 计算 ,各喷嘴的循 环流量的均匀度误差在 3 %～5 % ,均匀性很好 。 在喷油压力 100 M Pa ±5 M Pa 、电流曲线 2 及喷油 脉宽 0. 8 ms 的条件下 ,喷嘴偶件动态流量如表 4 所
36. 0 52. 5
3. 2 电控系统 在高压共轨喷油系统中 ,电控喷油器控制喷油
时刻 ,电磁阀的响应时间取决于电磁吸力与系统反 力 。电磁阀驱动电路的参数 (如峰值电流 、保持电
流) 直接影响电磁吸力的大小 ,电磁吸力和系统反力 的合力决定了针阀升程[5] 。峰值电流 、开启时间和 保持电流是保证电磁阀开启和喷油量的重要参数 , 驱动电路的 峰值电 流上 升时间 必须 在 0 . 2 ms～ 0. 5 ms 范围 ,调节峰值电流和保持电流大小满足喷 油量要求 。
中图分类号 : T K421. 42 文献标识码 : A 文章编号 : 100122222 (2005) 0320018203
随着排放法规的日益严格 ,柴油机燃油高压喷 射已成为研究的热点 ,高压共轨系统被认为是最有 发展前途的喷射系统之一 。喷油量的均匀性是高压 共轨系统在多缸柴油机上发挥优势的基础 ,对提高 柴油机性能和控制排放有重要的影响 。
(2)
式中 : Qp 为平均循环喷油量 ; Qn 为第 n 个喷嘴循环 喷油量 , n = 4 。
每个喷油器循环喷油量的误差为
δn
= 100 ( Qn Qp
Qp ) ,
(3)
式中 :δn 为第 n 个喷嘴循环喷油量的误差 ; Qp 为平
均循环喷油量 ; Qn 为第 n 个喷嘴循环喷油量 。
动态流量反映喷油器实际工作的真实流量 ,由
的油压状态下 ,流量偏差控制在 5 %以内 ,合格率只
有 60 %～70 %[2] 。动态流量偏差是指在工作压力
下各喷油器的喷油量差异 ,动态流量偏差也要控制
在 3 %～5 %以内 ,因此引入循环喷油量相对误差
作为衡量指标 ,进行计算 。
喷油器的平均循环喷油量为
Qp
=
Q1
+ Q2 + n
… + Qn ,
摘要 : 根据高压共轨系统的喷油要求 ,进行了电控喷油器喷油量均匀性分析和试验 。着重讨论了影响喷油器 喷油量均匀性的关键因素 ,分析了喷孔加工精度 、驱动电路 、共轨压力等对喷油量均匀性的影响 ,进行了用不同的 脉宽增量修正喷油量试验 ,修正后喷油量均匀性能达到 3 %～5 %的要求 。 关键词 : 喷油量 ; 均匀性 ; 喷油器 ; 高压共轨
图 1 同一脉宽下电流曲线
表 2 电流曲线 1 、2 时不同喷嘴 偶件的动态流量 (mm3 / 循环)
喷嘴序号
1
2
3
4
电流曲线 2
25
27
29
26
电流曲线 1
36
38
39
36
3. 3 共轨压力 共轨压力对改善电控系统的喷射特性和发动机
的动力特性有重要作用 ,故其必须稳定在某一范围 内 ,精确控制共轨压力是保证恒定喷射压力的关键 。 采用压力反馈的闭环控制和模糊 PID 算法 ,实现共 轨压力的动态调节 。共轨压力是由共轨管电磁控制 阀的脉宽大小控制 ,共轨压力是每循环一次调节输 出一次 。在喷油脉宽一定时 ,共轨管压力决定了喷 油量大小 。采用不同的 PID 系数控制共轨压力在 100 M Pa ±5 M Pa 和 100 M Pa ±10 M Pa 范围内 ,脉 宽 0. 8 ms ,各喷油器循环喷油量如表 3 所示 。共轨 压力 100 M Pa ±5 M Pa 时的喷油量均匀性明显好于 共轨压力为 100 M Pa ±10 M Pa 时 。
喷油速率发生变化 。
3 分析
3. 1 加工精度 对于一定的喷嘴偶件 ,理论设计的参数和要求
达到的流量可以完全相符 ,但在制造中由于加工设 备精度和技术水平的影响 ,使实际流量与理论值不 完全一致 。当实际流量偏差超过一定数值时会影响 柴油机的性能 。喷孔直径存在偏差时 ,引起喷孔面 积差异而导致流量存在偏差 ;喷孔粗糙度达不到要 求或喷口存在毛刺时 ,引起流量系数差异而导致实 际流量各不相同[3] ;由于流量系数的不同 ,还会使静 态流量达到要求时 ,动态流量仍存在较大的差异[4] 。 表 1 所示为同型号不同喷嘴偶件的静态流量和动态 流 量对比 ,表中喷嘴均为6孔 ,喷孔直径均为 0. 17 mm ,动态流量是在共轨压力为 100 M Pa 时测 量的 。表中数据表明 ,不同喷嘴静态流量差异控制 在 ±1 % ,但在高压共轨系统试验台上 ,当喷油压力 100 M Pa ,喷油脉宽为 0. 8 ms 和 0. 9 ms 时 ,同样喷 嘴偶件的动态流量差异在 3 %～6. 9 %。
mf = μΑt
2Δp ρf
,
(1)
式中 :μA 为喷孔有效流通面积 ;ρf 为燃油密度 ; t 为
喷油器的通电时间 ;Δp 为喷孔前后的压力差 。
喷油量与流量系数 、喷孔总面积 、通电时间成正 比关系 ,同时与喷油压力差和燃油密度有关系 。
2 均匀性
在高压共轨喷油系统中 ,通过控制喷油压力和
喷油脉宽控制喷油量大小 ,喷油器喷油量的均匀性
为 3 200 r/ min ,标定油耗 b 为 256. 6 g/ ( kW ·h) ,
气缸压 力 pn 为 3 M Pa , 燃油 密度 ρf 为 0. 83 g/ mm3 ,喷油持续角 Δθfi 为 20°CA 。由上述参数计算
4100QBZ 柴油机的每循环喷油量 。在保证每循环
喷油量不变的条件下 ,计算喷油压力提高到
表 1 喷嘴偶件的静态流量
喷嘴序号
对比参数
1
2
3
4
静态流量/ L ·min - 1
1. 046
1. 060
1. 052
1. 058
动态流量/ A mm3 ·循环 - 1 B
36. 0 46. 5
38. 0 46. 0
39. 0 50. 5
注 : A ———脉宽 0. 8 ms ; B ———脉宽 0. 9 ms
收稿日期 : 2004208213 ; 修回日期 : 2005205214 作者简介 : 王 军 (1968 —) ,男 ,北京市人 ,高级工程师 ,博士生 ,研究方向为内燃机工作过程电子控制.
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
,
(4)
式中 : hf 为压力损失 ; λ为沿程阻力系数 ; l 为管径
长度 ; v 为流动速度 ; d 为管道内径 。
由于喷嘴内腔的加工精度和喷孔表面粗糙度影
响沿程阻力系数 ,喷油初始压力影响燃油流动速度 ,
密封面最小流通截面积和喷孔长径比等喷嘴结构尺
寸会引起压力损失 ,使喷嘴喷射压力下降 ,喷油量和
135 M Pa 后 ,对应的喷孔直径和喷孔数 。通常 ,喷
孔数目越多 ,喷孔直径越小 ,雾化品质就越好 ;但是
喷孔太小 ,加工难度增加 ,容易堵塞 。因此 ,根据雾
化要求 ,选定喷嘴喷孔数为 6 ,喷孔直径 0. 17 mm ,
喷嘴角为 150°。
在喷油系统和喷嘴结构一定的条件下 ,通过喷
孔的喷油量 mf 在稳定流动的情况下表示为[1] :
2005 年 6 月 王 军 , 等 : 高压共轨喷油器喷油量均匀性研究 · 19 ·
于燃油在喷嘴中进入针阀与座面的环形间隙被加
速 ,进入压力室后被减速 ,流经喷孔时被再次加速 ,
流速多次变化会导致能量损失 ,用沿程损失表示为
hf
= λ· l
d
· v2 2g
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
· 20 · 车 用 发 动 机 2005 年第 3 期
表 3 不同喷油压力下喷嘴偶件的动态流量 (mm3 / 循环)
1 喷油量
以 4100QBZ 柴油机为研究对象 , 在 4100QB Z
柴油机上装备德国 BOSC H CR 高压共轨喷油系统
基本组件 ,为与 4100QBZ 柴油机燃烧室匹配 ,设计
新的针阀偶件装在 BOSC H 喷油器上 。该机为 4 缸
4 行程柴油机 ,标定功率 P 为 73. 5 kW ,标定转速 n