GDI汽油机喷油器驱动电路及喷雾特性研究
GDI多孔喷油器内部流动及喷雾特性研究的开题报告
GDI多孔喷油器内部流动及喷雾特性研究的开题报告一、选题背景及意义随着汽车工业的快速发展，内燃机是汽车动力的主要来源。
而喷油器是内燃机中重要的部件之一，其喷油精度和喷油特性直接影响着发动机的燃烧效率和排放性能。
GDI（Gasoline Direct Injection）多孔喷油器是目前GDI发动机中最常用的喷油器类型。
不同于传统的PFI（Port Fuel Injection）喷油器，GDI多孔喷油器可以直接将燃油喷射到燃烧室中，使得燃油能够更有效地燃烧，提高了发动机的功率和燃油经济性。
因此，研究GDI多孔喷油器的内部流动和喷雾特性对于提高发动机的性能和降低其环境污染有重要意义。
二、研究内容及方法本文将以GDI多孔喷油器为研究对象，通过数值模拟和实验相结合的方法，探究其内部流动和喷油特性。
具体包括以下研究内容：1. 建立GDI多孔喷油器内部流动模型，通过CFD（Computational Fluid Dynamics）软件对其内部流动进行数值模拟，探究不同条件下燃油喷射的流场分布和变化规律。
2. 建立GDI多孔喷油器喷雾模型，通过实验方法测量其喷雾特性，包括喷雾锥角、漂移速度和喷雾粒径等参数，并与数值模拟结果进行比较和分析。
3. 研究GDI多孔喷油器的喷油量和喷油时序对喷雾特性的影响，并分析其与发动机性能的关系。
三、预期成果及意义本文预期通过数值模拟和实验方法综合探究GDI多孔喷油器的内部流动和喷油特性，从而获得以下预期成果：1. 建立GDI多孔喷油器内部流动和喷雾模型，获得其流场分布和喷雾特性的定量化数据。
2. 探究喷油量和喷油时序对喷雾特性的影响机理，并分析其与发动机性能的关系，为GDI发动机的优化设计提供参考。
3. 基于本文的研究成果，提出GDI喷油器的优化方案，以提高其喷油精度和喷雾特性，从而进一步提高发动机的功率和燃油经济性，降低其环境污染。
GDI汽油机喷雾特性研究
国内外研究现状（实验装置）
将内窥镜装在缸套侧面，侧面为观察窗，此装置可视范围自由可调，瞬时清 晰度高。
国内外研究现状（数值模拟方面）
喷雾多维模拟可以了解和掌握缸内各参数随时间 和空间的分布和变化规律，从而对GDI发动机进 行优化。 将缸内喷雾可视化的试验研究与发动机缸内喷雾 的多维模拟计算相结合,两者相互促进,相互补充, 代表了发动机缸内燃烧研究的发展方向。
GDI开发的现状
均质充量GDI： 优点：采用当量空燃比可以使用三效催化器解决 Nox的排放问题，不需要使用超低硫汽油；避免 形成过浓或过稀的混合气，避免在浓混合气区生 成碳烟，也避免火焰不能传播到稀混合气区，使 HC排放降低，燃烧效率高；控制简单，成本较低 缺点：在部分负荷工况时热效率远低于分层稀燃 GDI。 国内大多整车厂家采用此方式。
GDI开发的现状
第一代产品：采用分层稀薄燃烧方式,通过压缩 冲程中缸内喷入燃油,可以大幅度提高燃油经济 性,但由于不能采用现有的三效催化剂，只能采 用稀燃催化器。 第二代产品：采用化学计量比燃烧方式,通过进 气冲程中缸内早喷燃料形成均质混合气后火花 点火,保持在化学计量比下工作,因此可以使用三 效催化转换器。
GDI汽油机开发的关键技术
3.可采用的喷射模式 ： 单阶段喷射：进气冲程喷射，其喷射时刻对燃烧和排放有重 要影响。喷射过早未燃HC增加，爆震倾向增大；推迟喷 油可以减 小爆震倾向并提高充量效率，但喷射过晚油滴来 不及蒸发，充量效率提高不明显，燃烧不完全CO 和 UBHC增加。存在最佳喷油时间。 多阶段喷射：合理的策略可以保证可靠的点火和燃烧的稳定， 可以同时兼顾降低爆震倾向和提高充量效率。在进气过程 的适当时间第一次喷射提高充量效率；在压缩过程中进行 二次喷射降低爆震倾向。多阶段喷射其燃烧类似于分层， 但总体上仍处于化学计量比的工作模式，这种模式可以提 高压缩比，从而提高燃油经济性，该模式仍能采用三效催 化器，排放可以得到有效的控制。
直喷汽油机喷油器驱动系统的设计和喷雾试验
直喷汽油机喷油器驱动系统的设计和喷雾试验于秀敏;杨松;赵立峰;董伟;张文超;孙平;何玲【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2013(035)011【摘要】以L9707芯片为基础,设计了电流驱动型喷油器控制系统,并进行了典型工况下的喷雾特性试验.结果表明,该控制系统可实现喷油器快速响应和稳定工作,能控制Peak-Hold电流波形.在典型工况下,多孔喷油器的初期喷雾锥角较大,喷雾稳定后略有减小;喷雾贯穿距离的发展明显分为两个阶段,初期阶段的喷雾贯穿距离增加迅速;主要阶段的喷雾贯穿距离增加缓慢.随着喷射压力增大,喷雾锥角和喷雾贯穿距离都略有增加.【总页数】4页(P958-961)【作者】于秀敏;杨松;赵立峰;董伟;张文超;孙平;何玲【作者单位】吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022;吉林大学,汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022【正文语种】中文【相关文献】1.直喷汽油机喷油器喷雾可视化测试系统开发及试验 [J], 石玲;吴国兴;张振东;尹从勃2.缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾特性试验研究 [J], 尉庆国;王艳华;刘新华;李波3.直喷汽油机喷油器积碳对喷雾落点及喷雾一致性的影响 [J], 张小雨;裴毅强;秦静;王莉;周建伟;李翔;张延峰4.直喷汽油机喷油器喷雾特性检测系统的开发 [J], 朱均超;谢俊武;张宝峰5.直喷汽油机多孔喷油器喷雾闪急沸腾特性 [J], 吴坚; 陈泓; 杜家坤; 李钰怀; 占文锋; 林思聪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验
GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验
李波;李云清;王德福
【期刊名称】《内燃机学报》
【年(卷),期】2012(030)001
【摘要】汽油直喷发动机高压燃油喷射系统与燃油经济性和废气排放等密切相关,通过试验和数值模拟对高压喷油系统和旋流喷油器的喷雾特性进行了研究.在不同喷射压力、背压压力条件下,利用高速摄像机对喷入定体积容器的喷雾进行了喷雾贯穿距离和喷雾锥角参数的测量.结果表明：在低背压压力下,喷雾呈现出空锥、较大范围的分布形态,有利于实现燃油与空气的均质混合;在高背压条件下,喷雾呈现出紧凑密集的分布形态,有利于实现燃油与空气的分层混合.获得的贯穿距离经验公式与试验测量值在一定范围内是一致的.基于AVL HYDSIM环境建立了一维高压喷油系统模型,模拟得到的针阀升程与试验获得的图像在时间上具有一致性.
【总页数】7页(P9-15)
【作者】李波;李云清;王德福
【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津300162;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文
【中图分类】TK412
【相关文献】
1.高背压下GDI油束喷雾特性的试验 [J], 李雁飞;郭恒杰;王建昕;徐宏明
2.GDI汽油机多孔喷油器喷雾特性的试验研究 [J], 李钰怀;陈泓;冶麟;张双
3.GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验的研究 [J],
4.GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验的研究 [J], 何沛轩; 秦宏强; 胡明杰
5.高背压闪急沸腾条件下GDI喷油器喷雾特性的试验 [J], 战超;唐志涛;张景宇;李雁飞;帅石金
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点火室式直喷汽油机燃烧系统及其喷雾特性研究的开题报告
点火室式直喷汽油机燃烧系统及其喷雾特性研究的开题报告一、选题背景及意义汽油机作为一种主要的动力装置，其燃烧系统的设计与优化对于其性能的提高和尾气排放的降低具有至关重要的作用。
点火室式直喷汽油机采用了直接喷射技术，将混合气直接喷入汽缸内燃烧，可有效提高燃烧效率和降低排放，因此在现代汽车工业中得到了广泛的应用。
然而，点火室式直喷汽油机的燃烧过程涉及到多个复杂因素，如喷油参数、燃气组成、气缸压力等等，这些因素之间的相互作用直接影响着燃烧效率和排放水平。
因此，对于点火室式直喷汽油机的燃烧系统及其喷雾特性进行研究，具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容及方法本文拟研究点火室式直喷汽油机燃烧系统及其喷雾特性，包括以下内容：1. 基于CFD（计算流体力学）技术对点火室式直喷汽油机燃烧过程进行建模及数值模拟，分析不同喷油参数下的燃烧效率和排放水平。
2. 实验研究不同燃油组分对喷雾特性的影响，通过高速摄影技术观察和分析喷雾形态和尺寸，计算粒径分布和雾化度等参数，评价喷雾性能。
3. 基于摆锤式油泵和液晶显示系统搭建点火室式直喷汽油机燃油喷射实验平台，测量不同喷油参数下的喷油量和喷油时间，并研究其与燃烧效率和排放水平的关系。
三、预期目标与创新性本文预期通过以上研究内容，达到以下预期目标：1. 深入理解点火室式直喷汽油机燃烧过程及其喷雾特性，为其优化设计提供理论基础和技术支持。
2. 研究不同燃油组分对喷雾性能的影响及其与燃烧效率和排放水平的关系，为燃油组分的选择和优化提供参考。
3. 建立点火室式直喷汽油机燃油喷射实验平台，通过实验研究喷油参数对燃烧效率和排放水平的影响，为点火室式直喷汽油机的燃烧系统优化提供数据支撑。
本研究的创新性主要体现在以下几个方面：1. 结合数值模拟和实验研究，综合分析点火室式直喷汽油机的燃烧过程和喷雾特性，为其优化设计提供综合性技术支持。
2. 研究不同燃油组分对喷雾性能的影响及其与燃烧效率和排放水平的关系，为燃油组分的选择和优化提供数据支撑。
缸内直喷式汽油机（GDI）工作原理
缸内直喷式汽油机（GDI）工作原理阅读：94次页数：8页 2013-11-23 举报缸内直喷式汽油机(GDI)工作原理科技信息.机械与电子OSCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2011年第31期缸内直喷式汽油机(GDI)工作原理孟祥录(山东交通学院山东济南250000)缸内直喷式汽油机(GasolineDirectInjection)简称:GDI系统;又因为燃油是分层燃烧(FuelStratifiedInjection)故又称:FSI系统.传统式的电喷汽油机.是将汽油喷射在进气门外侧的进气歧管中.在进气过程和压缩过程中.利用时间和空间的均质混合方式.完成可燃混合气的形成.再点火燃烧作功.这样,燃油在气缸内滞留时间过长(接近3600曲轴转角),燃油的粘结损耗较大,加速响应性低,极易产生 ''爆燃'',气缸磨损加大.能否和柴油机一样,在压缩终了,往缸内直接喷射燃油.迅速混合点火燃烧,这只是人们多少年来的一个梦想. 1电控汽油喷射系统的重大变革三菱汽车公司和丰田汽车公司,在上个世纪的九十年代.即发出 ''高灵敏度,高压缩比,超稀薄混合气''的缸内直喷式汽油机压缩比可达12,13:1,实现了''低油耗,低污染,高功率''的梦想.它抛弃了传统的利用空间和时间的均质混合方式.采用缸内强涡流运动混合方式. 在压缩冲程的后期.和柴油机一样,直接向缸内喷射燃油,实现''质的调节''.它对燃油的质量要求不高.摆脱了汽油质量对压缩比提高的制约.相继点火后,实现分层燃烧,利用A/F=3O,40:l的超稀薄混合气稳定燃烧.极大的改善了汽油机的动力性,经济性,净化性.我国上海大众和一汽大众己弓I进生产了''斯克达一明锐''(SKODA—Octavia一1.8T— FSI)和''迈腾''(Magotan一1.8T—FSI)缸内直喷式汽油机乘用车.已经投人市场随着汽车保有量和排放污染物的骤增.以及社会环保法规要求的提升.缸内直喷式汽油机将成为今后''时代的宠儿''.1/8页2缸内直喷式汽油机的主要结构特点缸内直喷式汽油机.是在传统的电控喷射系统的基础上.改进研发的.在其他结构方面无过多的变化,只是在可燃混合气的形成方法上.和燃烧过程方面发生了概念性的变革.仅就GDI系统的主要结构介绍如下:一是直立式进气管一产生下降大进气流,直接流人气缸,流速快,可达40,50m/s.充气效果好.与传统的横向进气管相比,它的进气涡流方向是相反旋转.喷油后能在火花塞处形成浓油雾区.极易点火燃烧.起动性能好,能实现分层燃烧;二是顶面弯曲活塞一引导空气产生进气涡流和挤压高速旋转涡流.以便形成理想地分层燃烧的可燃混合气.旋转涡流为''正向涡流''.与传统的''逆向涡流''方向相反,有利于混合气按浓稀方式层状分布.进行分层燃烧:三是采用两级串联式供油泵一低压供油泵为电动涡轮式.油压为0.35MPa:高压供油泵为往复柱塞式,由凸轮轴驱动.使燃油轨道的油压不断堆积,产生5, 5.5MPa的喷射油压.经喷油器高速喷人气缸,提高了雾化质量.形成旋转的燃气涡流三角形凸轮驱动油泵柱塞吸油和压油.能快速平稳的建立起油压.当轨道压力达规定值(5MPa)后.压力传感器信号通过 ECU使仃供电磁阀断电OFF.弹簧将进油阀顶开,高压供油泵即短暂仃止供油:四是轨道压力传感器一是压敏电阻制成的桥式电路传感器.原理与传统的进气管压力传感器Map类同为ECU提供轨道内燃油压力的高低,当压力达5MPa时,ECU指令仃供电磁阀断电OFF,其弹簧推开高压油泵的进油阀.使高压油泵仃止吸油而仃供.此时,低压油泵也同步仃止供油.维持规定的油压:五是高压旋流式喷油器一由 ECU直接用脉冲电流的宽度.控制喷油量的多少.利用特殊的喷孔形状,向气缸内喷出旋转的雾状燃油,与挤压涡流快速的混合,以便点火燃烧.它没有进气管沉积油膜的缺点,又因喷油压力较高,喷油器的自洁功能高.不易产生脏堵故障:六是特别指出:喷油器是属于瞬时高电压和大电流''峰值保持型''驱动方式(用100,110V和1720A打开:又用限流电阻以35A的电流.保持开启状态),又称,强劲,高频,量化控制方式.喷油器可小型化.又缩短了''无效喷射时间'',开启速度快.2/8页响应性好.计量准确所谓''无效喷射时间''一是因为电磁线圈有一定的阻抗,故开启时间较Tr管导通时间迟后,该时间无燃油喷出.故针阀升起和座落与喷油脉冲宽度并不吻合,故而需要改善.为此,喷油器的检测方式,应使用专门的仪器(MVT一2诊断仪).以防触电和逆变电源过载.3缸内直喷式汽油机的工作原理3.1气缸内涡流的运动一在进气过程中.通过''直立式进气管''.在气缸吸力的作用下.产生强大的下降气流,使充气效率得到提高.又在 ''顶面弯曲活塞''的作用下.形成比传统汽油机更强大的''滚动涡流''这个滚动涡流,将压缩后期喷射出的旋转油雾.带到燃烧室中央的火花塞附近,及时点火燃烧.这是一种革新手段.3.2高压旋转油雾的产生一高压旋转式喷油器.在压缩冲程的后期 (此时,缸内压力为0.6,1.5MPa),以5MPa的高压喷射出旋转的油雾, 卷人''滚动涡流''中.迅速吸热汽化,以层状混合状态.被卷到火花塞附近.此时,火花塞附近为''高浓度''混合气,极易点燃.缸内的燃气呈''稀包浓''状态(O分子包围Hc分子).它与气缸壁间形成了绝热层.提高了热效率.使功率提高.油耗降低.3-3高速燃烧涡流的产生一''稀包浓''的强燃烧涡流.因未燃物和己然物温度,密度和离fl,力的差异,在旋转中逐层的换位和剥离(未燃物温度低,密度大,离fl,力大,向外移动;己燃物温度高,密度小,离一fl,力小,向内移动),并从内向外稳定地,彻底的分层燃烧.''稀包浓''状态的燃气涡流.与气缸壁间产生绝热层.从而提高了热效率因高压缩比和高速强涡流及涡流分层高效率燃烧的结果,即:进气涡流,压缩涡流, 燃烧涡流的综合效果.与传统的电喷汽油机相比.输出的功率Pe和输出扭矩Me提高了10%.超稀薄的混合气,空燃比A/F可达30,40:1, 与传统的汽油机相比.因燃烧过程和燃烧温度控制的合理.节油率可达40%,可使排气中的CO,HC,NOx等有害物质大幅度降低 3.4起动性能的提高:因燃油为直接喷人气缸,无燃油的粘结损耗, 又因火花塞处为高浓度混合气.与传统的均质混合方式相比.起动性3/8页能得到提高,发动机在l,2个循环,即可起爆运转.而传统的均质混合发动机,需要十几个循环.才能起爆运转.3.5中小负荷工况时的喷油特点:乘用车在市内行驶占有的时间为 75%,85%,多在中,小负荷工况下工作,应在压缩行程后期喷油,以经济超稀薄混合气成分为主.为分层燃烧方式.3.6大负荷工况时的喷油特点:为了获得大负荷时的功率值(包括其他工况),应加浓可燃混合气,以动力性为主,采用''两次喷油方式''.第一次是在进气行程.喷人适量燃油,形成均质燃烧混合气,此为''补救功能'';此时,还可利用燃油的汽化热,来降低进气温度,提高充气效率.第二次是在压缩行程的后期喷油,形成浓稀不均的层状混合气.再点火燃烧.因此.在大负荷工况时,一个工作循环中,喷油器发生两次脉冲信号.脉冲宽度各不相同.''两次喷射''的功能.也可在起动工况,急加速工况出现.以调节空燃比A/F的大小.改善使用性能.3.7高压缩比的实现一汽油机高功率的输出:一是,加大进气量:二是,提高压缩比;三是,控制燃烧过程.传统式的电控喷射系统.因燃油质量的制约.压缩比已难突破 10:I的大关,还需要使用辛烷值97#的汽油.而直喷式汽油机却能突破这个界限值,使压缩比提高到12,13:1.且对汽油的辛烷值无过高要求.究其原因如下:一是入的空气量大幅度增加,进气冷却效果较好.因而.使对''爆燃''的抑制作用也加大:二是直接喷人气缸内的超稀薄混合气燃料的汽化热.可降低气体温度和增大空气密度的目的.因而不易产生''爆燃'':三是再因''缸内直喷''本来就具有不易产生''爆燃'' 的特性.因在压缩冲程后期喷油,燃油在燃烧室内滞留时间极短.使大幅度的提高压缩比成为可能,12,13:1的高压缩比成为现实注—爆燃的产生.是燃油滞留在气缸内的时间较长.己燃部分对未燃部分的挤压和辐射造成的.即未燃部分产生大量的极不稳的''过氧化物''.不等火焰传到,自行不正常的急速燃烧.可见.直喷式的汽油机只能对点4/8页火早晚敏感,不存在''过氧化物''这个问题.3.8因为采用超稀薄混合气分层燃烧,使有害的NOx(下转第189页) l31科技信息.高校讲坛0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2011年第31期的精干教师.有条件的学校甚至可以外聘教育专家,对家长进行短期集中,长期延续的系统的,科学的家庭教育培训.这是提高家长教育水平的最有效,最高效的形式.2_3家长经验交流会家长经验交流会应当穿插在家长培训过程中.但务必注意,家长经验交流会不能不干预,不组织,更不能放任自流,应当事先选择一些各方面表现优秀的学生的家长.协助其充分准备.务必避免一些因其文化水平不高,语言表达能力不够而导致的表达错误.以防止与培训内容矛盾.让受训者无所适从.甚至否定,抵消培训努力.可以采用让有成功家教经验的家长和资深教育者对话的方式组织经验交流会.对家长的一些表达错误,资深教育者应当面询问,核实并加以排除,以防止误导受训者2.4家庭教育援助中心个别有严重家庭教育问题的家长必然存在.仅对其进行集体培训是不够的.这类家长或由于文化水平所限,或由于严重的性格缺陷,或由于经济状况不佳.或由于种种家庭问题等.其严重的家庭教育问很难在短期内得到纠正和解决.对这样的家长就必须采取个别,重点辅导学校应建立家庭教育援助中心.以长期开展家长培训工作.也可对个别有严重家庭教育问题的家长进行重点辅导2.5电话,短信,书信,光盘,资料,互联网等辅助形式学生家长各自的工作时间不统一.要想完全统一时间家访,培训几乎是不可能的,这就需要必要时与家长进行电话沟通.学校应设立家访专线.保障充足的沟通时间才能保证家访的实效性. 学校建立专门的短信发布系统也有利于密切与家长的联系.学校5/8页长文档看不完？收藏高清版到APP阅读 >。
GDI发动机喷油器驱动电路设计及试验验证
设计 【３］。该 芯片可 以驱动大功率Ｎ沟道ＭＯＳ管，最 高能承
受６０Ｖ的输 出电压 ５ 嚣【４］。… 通过该芯片和相关储 能电容Ｃ１０、电
压反馈 电阻Ｒ７、储 能电感Ｌ１、二极管Ｄ２和Ｍ０ｓ管Ｏｌ等共 同构 成了升压电路以实现ＤＣ／ＤＣ升压 （即ＰＥＡＫ驱动 ）。 ＭＯＳ管Ｏ２、电阻Ｒ２、电感Ｌ２共同构成了低压驱动 电路 （即 ＨＯＬＤＳ￣动）。驱动升压 电路如图２所示。
基金项 目：吉林省教 育厅基金 《混合动 力客 车 多 目标综合协调控制技 术研 究》；长春 工程 学院种子基金 《基 于 多 目标动 态规 划的混合动 力汽车综合协调控制研 究 》。
·１５０ · 屯 子 世 界
１ ＧＤＩ发动机喷油器及其驱动方式
１．１ ＧＤＩ发动机喷油器 介绍 本文所研 究的大众ＥＡ８８８系列的１．８ＴＳＩ汽油直喷增压发
动机喷油器是一款 内开、多孔 式电磁线 圈低 阻型喷油器 ， 响应速度较快且喷油压力最高可达１５ＭＰａ；在大的喷油压 力下，喷油器在一个工作循环会多次开启 （一般２次）。
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图 ２ ＤＣ／ＤＣ升 压 电 路 原 理 图
２ ＤＣ／ＤＣ升压 电路 设计
升压电路是整个ＰＥＡＫ．ＨＯＬＤ电流驱动 方式的核 心。 本文基于ＵＣ３８４３大功率ＤＣ／ＤＣ升压芯片，实现了从 电池电 压到６０ｖ高 电压的转换 。ＵＣ３８４３芯片为高性能 固定频率电 流模式脉宽调制器 ，专为 离线和直流至直流变换器应用而
０ 引 言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与传 统汽 油机相 比，缸 内直 喷汽油机 具有 燃油效 率 高和超低 排放 的优 点 ，在 内燃机 领域被 认为是 最有 前途 的技术之一…。为 了实现对ＧＤＩ发动机的喷油正 时和喷射 脉 宽 的精确地 控制 ，需要对 喷油 器驱 动 电路及 发动机 特 性 进行研究 。本 文针对ＥＡ８８８发动机 ，基于 ＵＣ３８４３芯片 设计 了ＧＤＩ发动机喷油器 升压驱动 电路 ，利用ｍｕｌｔｉｓｉｍ软 件 对升压 电路进行 了仿真 ，并通过 台架试验对ＧＤＩ发动机 喷 油 器 特 性 以及 驱 动 电路 的可 行 性 进 行 了验 证 。
高喷射压力下GDI喷油器喷雾特性研究
T echnical Communication技术交流高喷射压力下GDI喷油器喷雾特性研究栾 铸， 唐火红（合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥 230009）摘要：在高压定容容器中，通过白光测试系统来研究GDI喷油器喷雾在高喷射压力35MPa下背压和背温对其喷雾角和喷雾贯穿距离的影响。
研究结果表明：在高喷射压力下，喷雾角随着背压的升高而呈现微弱的减小趋势，而随着背温的升高喷雾角的减小趋势比较明显。
喷雾的贯穿距离随着背压的升高有明显减小的趋势，随着背温的升高喷雾的贯穿距离也在减小，当背温升高到一定程度时，喷雾贯穿距出现停滞增长现象。
当背温和背压都比较高时，喷雾贯穿距在1.0 ms以后会出现加速增长的趋势。
关键词：汽油直喷；背温；背压；喷油器；喷雾中图分类号：U464.136 文献标志码：A 文章编号：1003-8639（2018）05-0040-03A Study on Spray Characteristics of GDI Injector Under High Injection PressureLUAN Zhu， TANG Huo-hong（School of Mechanical Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， China）Abstract ： The effects of ambient pressure and ambient temperature on spray con angle and spray penetration of gasoline direct injection （GDI） injector is studied under the injection pressure of 35MPa. The tests are carried out in a high pressure constant volume vessel using white light test system. Results show that， under the high injection pressure， the spray con angle shows a weak decreasing trend with the increase of ambient pressure and the decreasing trend of spray con angle became obvious with the increase of ambient temperature. The spray penetration decreases obviously with the increase of ambient pressure. The spray penetration decreases with the rise of back temperature. When the ambient temperature increases to a certain extent， stagnation of spray penetration increase occurs. When the ambient temperature and ambient pressure are very high， there will be accelerating growth trend of spray penetration after 1.0 ms.Key words ： gasoline direct injection；ambient temperature；ambient pressure；injector；spray随着汽油消耗的增长以及中国在尾气排放强制性规定方面越来越严格，传统的进气道喷射汽油机已经跟不上时代的需要，缸内直喷汽油机在燃油消耗量上以及尾气排放上的优势已经越来越受到各大汽车厂商的重视。
驱动参数对GDI压电喷油器特性影响的试验研究
驱动参数对GDI压电喷油器特性影响的试验研究张美娟;居钰生;宋睿智;王旦;王忠【摘要】The flow and response characteristics of gasoline direct injection (GDI) piezoelectric injectors under different drive modes were investigated on a fuel pump test bench and the change law of fuel injection quantity and needle opening time with drive voltage was measured .The results show that the fuel injection quantity increases linearly with the increase of drive volt-age and keeps a constant value beyond 155 V drive voltage when using the drive mode of single peak and constant current .The fuel injection quantity increases with the increase of drive voltage when using the drive mode of multi-peak current .The drive current has minor effect on fuel injection quantity when using the drive mode of constant current and multi-peak current .For the same current ,the fuel injection quantity of multi-peak current drive is less than that of constant current drive .The response time of piezoelectric injector decreases with the increase of drive voltage ,drive current and current change rate and tends to be stable in the end .%在油泵试验台上采用不同驱动方式对汽油机缸内直喷(GDI)压电喷油器的流量特性和响应特性进行了研究,测量了喷油器的喷油量、针阀开启时间等参数随驱动电压、电流的变化规律.研究表明:采用单峰值和恒定电流驱动方式,随着驱动电压的增大,喷油量近似呈线性增加,当电压大于155 V时,喷油量保持不变;采用多峰值电流驱动,随着驱动电压的增大,喷油量不断增大.采用恒定电流和多峰值电流驱动时,驱动电流对喷油量的变化影响不大.相同电流时,多峰值电流驱动的喷油量小于恒定电流驱动的喷油量.压电喷油器的响应时间随着驱动电压、驱动电流和电流变化率的增加逐渐减少,并最终趋于稳定.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】压电喷油器;流量特性;响应特性;驱动电压【作者】张美娟;居钰生;宋睿智;王旦;王忠【作者单位】无锡职业技术学院 ,江苏无锡 214121;中国一汽无锡油泵油嘴研究所 ,江苏无锡 214063;中国一汽无锡油泵油嘴研究所 ,江苏无锡 214063;中国一汽无锡油泵油嘴研究所 ,江苏无锡 214063;中国一汽无锡油泵油嘴研究所 ,江苏无锡214063;无锡职业技术学院 ,江苏无锡 214121;江苏大学 ,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TK413.8随着汽油机缸内直喷技术的广泛应用，喷油压力由10 MPa向20 MPa逐步提高，喷油器的驱动电压、电流对喷油器循环喷油量、喷油响应时间等参数的影响也引起了人们的重视。
高压喷射GDI喷孔几何结构对喷孔内流及喷雾特性的影响
高压喷射GDI喷孔几何结构对喷孔内流及喷雾特性的影响李西锋;贾和坤;徐斌【摘要】采用大涡湍流模拟结合多相流耦合喷雾的方法对GDI喷孔内流和喷雾特性进行了数值研究,着重分析了喷射压力及喷孔结构形状对喷孔出流特性和液滴粒径的影响.结果表明:提高喷射压力有利于增加喷孔出口流速及湍动能,增强燃油破碎;当喷射压力提高到30 MPa之后,进一步提高喷射压力时索特平均直径(SMD)变化不明显,但小粒径占比显著增加;对于变截面喷孔,变截面双曲线喷孔出口处速度和湍动能最大,其SMD最小,小粒径占比最多,有利于喷雾质量提高;与渐缩形喷孔相比,渐扩形喷孔出口处湍动能较大,有利于喷雾初次破碎,然而较多的空泡堵塞喷孔,喷孔出口处流速较低,不利于燃油二次破碎.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】7页(P26-32)【关键词】大涡模拟;直喷式汽油机;流动分布;喷雾特性【作者】李西锋;贾和坤;徐斌【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TK411最新的国六排放法规不仅限制了HC、NOx及颗粒物等污染物的排放，而且对颗粒物数目有了严格的限制。
缸内直喷汽油机以低油耗和低污染物排放等优势逐渐成为未来车用发动机的主流之一。
然而，缸内直喷汽油机相比传统的进气道喷射汽油机，它的颗粒物等污染物排放增多，混合气局部过浓是产生颗粒物的主要因素之一。
为了解决这一问题，提高油气混合质量成为关键，而喷射压力和喷油器结构又是提高喷雾质量和油气混合均匀程度的重要因素[1-2]。
喷孔出口处空泡溃灭会产生高温、高压的微射流，影响燃油的初次雾化[3-4]。
针对喷射压力和GDI喷孔几何结构对空化及喷雾特性影响，国内外学者进行了大量的研究。
程强等[5]采用数值模拟的方式研究了喷射压力10 MPa下不同喷孔参数对空化及喷雾特性的影响；M. A. Shost等[6]利用大涡模拟方法研究了GDI喷孔结构对喷雾一次破碎的影响；Sanghoon Lee等[7]采用PDPA系统研究了不同喷射压力下的液滴粒径分布，发现当喷射压力达到20 MPa时，喷射压力进一步升高对液滴的索特平均直径影响不大。
汽油机缸内直喷GDI
缸内燃油喷射定时和进气运动更易实现混合气分层；
瞬态响应特性改善； 燃油喷射雾化混合气的形成质量改善，进气温度影响
较小，充气效率提高； 可以采用高的压缩比或高的增压比，或同等情况下降 低对燃料辛烷值的要求； 取消节气门，减少泵气损失，发动机的经济性改善 高压缩比时缸内混合气的温度压力提高，改善了点火 和燃烧条件，可降低冷起动时未燃碳氢排放； 便于采用多次喷射、后喷射等冷起动排放控制策略； 通过后燃喷射等提高排气温度及能量，提高增压器的 快速响应性能。
用优化设计的进气道与活塞形 成空气流动，实现混合气在缸 内பைடு நூலகம்层分布，由此可获得在传 统发动机中不可达到的稀空燃 比（如40:1），实现超稀薄混 合气稳定燃烧。
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前两种方式有可能形成壁面油膜，是造成碳氢排放高的主要原 因；后一种方式则与喷雾特性、喷射时刻关系密切，但控制起 来比前两种要难。
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同常规汽油机空燃比为
难以在全部运转范围内实现混合气理想的分层（负荷分
段控制策略）； 喷油器内置气缸内，喷孔容易结垢，影响喷雾特性和喷 油量（研制具有自洁功能的喷嘴）； 低负荷时HC排放高，高负荷时NOx排放高，有碳烟生 成 （采用二次混合、二次燃烧和反应式排气管、废气再 循环EGR等技术）； 部分负荷时，混合气稀于理论空燃比，三效催化器转化 效率下降，需采用选择性催化转化技术（采用稀燃催化 器）； 气缸和燃油系统磨损增加（开发抗磨损能力强、功率消 耗低的供油系统和燃油喷射系统）。
采用NOX催化反应器；
采用两次喷油的控制方法；
辅喷油阶段：在发动机运行进气行
程时，发动机会进行一次喷油，喷 油的数量不大，这部分少量的汽油 会汽化挥发吸收热量的，这样就能 降低汽缸内的温度，气缸内混合气 密度增大。所以这次喷油的后果在 给气缸降温的同时，还可以提高进 气密度，让更多的空气进入到汽缸， 而且能确保汽油跟空气均匀的混 合。 主喷油阶段：第二次喷射是主喷油 过程。当活塞即将达到发动机压缩 行程的上止点时，在火花塞点火之 前，会有一定量的汽油再次被喷出， 这次喷射被成为主喷油。
基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验
第16卷第30期2016年10月1671 — 1815(2016)30-0079-06科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol. 16 No.30 Oct.2016©2016 Sci.Tech.Engrg.能源与动力工程基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验皮恒志李君刘宇*王亚(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春13〇〇22)摘要为了精确控制G D I发动机喷油器喷雾试验的喷油压力和喷油脉宽，开发了基于Labview的喷雾试验控制系统，并经 过试验测试证明了系统的可靠性。
在一定的试验条件下利用开发的喷雾测试装置对G D I六孔喷油器进行喷雾测试，试验结 果表明喷雾贯穿距离随时间的增加速度先快后慢，喷雾锥角随时间变化不明显;喷油压力增加，喷雾贯穿距离在喷油压力在2 ~ 10 M P a时增加明显，10 M P a以后最终贯穿距离变化不大；喷雾锥角随喷油压力的提高略有提高。
本次试验条件下喷雾锥角ct 近似正比于A/15。
关键词汽油直接喷射式（gasoline direct injection，GDI)发动机喷油器 Labview喷油压力喷雾贯穿距离喷雾锥角中图法分类号TK413.84; 文献标志码A随着能源危机的加剧和排放法规的越来越严 厉，缸内直喷汽油机以其优越的燃油经济性和低排 放等优势赢得了广阔的市场。
然而缸内直喷汽油机 由于不同于传统进气道喷射的独特喷油方式，存在 燃油雾化时间短、与空气混合不充分、燃油在缸内分 布不均匀等问题，并直接影响发动机的燃烧过程。
喷雾特性对缸内直喷汽油机的燃油经济性、动力性 和排放特性有着重要影响。
文献[1 ]、文献[2]中研究了多孔喷油器的喷油 贯穿距离和喷雾锥角随喷油压力的变化情况。
文献 [3 ]、文献[4]中对GDI喷油器流量特性、雾化形态、贯穿距离及雾化颗粒进行仿真分析，并采用高速摄 影技术对仿真结果进行验证。
缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计
缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计简介：为了实现缸内直喷汽油机(GDI)喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制，对喷油器驱动电路提出更高的要求。
设计了一种GDI 发动机喷油器驱动电路，该电路由BOOST升压、高端自举驱动和电流分段控制电路等模块组成，采用双电源供电，以硬件控制方式实现三段驱动反馈电流控制，节省了软件资源。
实验表明，该电路可以有效减小喷油器的开启时间和关闭时间，满足喷油器对驱动性能的要求。
关键词：喷油器驱动电路；BOOST升压；高端自举驱动；电流分段控制缸内直喷汽油机(GDI)燃油喷射系统将燃油以喷雾形式直接送入气缸中，在缸内实现油气混合。
通过改善喷雾特性，在缸内形成理想混合气是GDI能够实现其在燃油经济性和排放特性方面优势的关健。
喷雾特性除与喷油器本身的特性有关外，还需要一个高效的喷油器驱动电路，实现对喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制。
北京航空航天大学开发了基于GDI喷油器专用驱动芯片L9707的喷油器驱动电路，但目前该芯片在国内市场上无法买到。
为此，笔者设计了一种缸内直喷汽油机喷油器驱动电路，采用运用芯片以硬件方式实现喷油器驱动所需的三段驱动电流，减少对软件资源的占用，满足GDI发动机对复杂喷射的要求。
1 驱动电路总体设计方案如图1所示，理想的喷油器驱动电流要求分为3个阶段：上升阶段(T0—T1)、拾波阶段(T1—12)和保持阶段(T2—T3)。
在上升阶段，需要一个高电压直接作用在喷油器电磁阀线圈上，加快驱动电流上升速度，以缩短喷油器开启时间；在拾波阶段，仍需提供较大保持电流，以防止电流突变导致喷油器针阀意外落座；在保持阶段，驱动电流下降到一个较小的值，保证喷油器处于打开状态且功耗降低。
喷油器驱动电路结构如图2所示，由升压电路、高端自举驱动电路、电流分段控制电路等组成，工作原理如下：发动机喷油时，ECU同时产生选缸信号和高压触发信号，其中，选缸信号通过低端驱动电路控制相应缸号的低端MOSFET导通，其脉宽决定了喷油时间；高压触发信号通过高端自举驱动电路控制高端MOSFET管M1导通，其脉宽决定了高电压通电时长。
电控喷油器喷油特性研究(1)
电控喷油器喷油特性研究摘要：本文通过自行编程的方式对电控喷油器进行了建模仿真，通过Matlab/Simulink 完成对其电磁液力耦合建模，并通过计算得出合理的电磁阀运动规律、控制阀芯运动规律以及喷油规律；然后又讨论了电磁阀主要参数以及喷油压力对喷油器喷油特性的影响。
1 前言：汽油机通过量调节的方式完成对其功率的调节，即通过改变节气门的开度来改变进入气缸的混合气量。
发动机燃料供给系统的主要任务就是按照运行工况的需要，控制喷射的燃油量，使其与吸入气缸的空气量相适应，以形成恰当空燃比的可燃混合气[1]。
喷油器作为发动机燃油供给系统中的重要元件，在发动机的工作过程中，其喷射的燃油对混合气体的形成以及燃烧过程产生重要的影响。
喷射系统的优劣直接影响到发动机的动力性、经济性、排放性等，因此对电控喷油器的仿真计算具有很重要的意义。
2 喷油器工作原理：本喷油器的工作原理如下：高压燃油通过外套上的进油孔进入，然后通过阀体、阀芯、垫片2的油孔，充满控制阀座下的整个容腔；当喷油器处于关闭状态，没有电流输入到电磁阀线圈中，控制阀芯在控制阀弹簧的作用下被压在控制阀孔上，回油道被关闭。
阀芯上下表面所受油压相等，其在弹簧预紧力的作用下紧贴阀座。
当ECU 给予信号线圈通电后，线圈中的电流逐渐升高，作用在衔铁上的电磁力不断增大，最终控制阀衔铁在电磁力的作用下带动控制阀芯克服控制阀弹簧弹力抬起并保持一段时间，由于控制阀座上的孔径10.6a d mm =大于阀芯上的小孔20.5a d mm =和垫片2上的小孔30.5a d mm =，整个控制腔内的压力补充比较缓慢，控制腔内的油压迅速降低，这样在阀芯的上下端就产生了一个压差，阀芯克服弹簧弹力离开阀座，燃油在阀芯与阀座之间的环形间隙喷出。
通过控制阀孔进入上方的燃油通过各部件之间的间隙排出，完成回油。
3 电磁喷油器的工作特性讨论喷油器的工作特性，主要是讨论其响应特性，由于喷油器响应受到针阀惯性、电磁线圈的滞后性以及液力传递滞后性的影响，直接导致喷油行为相对于电流或者电压的变化有一定的滞后效应。
GDI 喷油器特性研究
杆相对独立运动，相当于减少了针阀有效 质量，从而减小阀球和阀座之间的冲击力， 避免针阀反弹，使得 ECU 更精确地控制喷 射的燃油质量，而且还有利于减少阀球和 阀座之间的磨损。
5 喷油器喷孔特点 多孔喷嘴喷孔形状设计，通常有两种，
一种是直通孔，见图 5 中（1），另一种是 阶梯孔见图 6 中（1）。喷嘴采用直通孔设计， 设计加工相对简单，但是这种孔的结构对 燃油品质比较敏感，如果使用差点品质的 燃油，容易积碳见图 6 中的（2），积碳会 造成油束喷角的改变，影响发动机燃烧效 率，从图中看出喷孔的有效孔径减小了， 图 5 直通孔设计及积碳影响
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图 3 喷油器流量特性
有利于 ECU 根据脉宽计算出相应的喷射质 量，有利于对燃油喷射进行精确控制。
4 非固定衔铁的针阀结构
缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计
缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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汽油机喷油器电路设计毕业设计论文
目录第一部分设计任务与调研 (1)1.1毕业设计的主要任务 (1)1.2设计的思路和方法 (1)第二部分设计说明 (3)2.1工作原理 (3)2.2电路设计 (3)第三部分设计成果 (9)3.1实物图展示 (9)3.2设计特点 (9)第四部分结束语 (10)第五部分致谢 (11)第六部分参考文献 (12)第一部分设计任务与调研1.1毕业设计的主要任务1.确定设计一款模拟发动机控制模块根据各种传感器的信号控制喷油器喷油时刻和喷油脉冲过程的工作电路。
2.通过收集的资料确定所需要制作电路的元件。
3.熟悉工作电路的运行原理。
1.2设计的思路和方法1．设计思路在数字式电喷系统中，要求喷油器的驱动控制电路及其保护电路集成在一块芯片上，芯片的输入信号是中央控制器产生的数字脉冲信号，输出信号是驱动喷油器的电流脉冲。
通常输出端直接接至喷油器，在喷油器端不附加任何元件。
考虑到喷油器在工作时，不同工作状态下电磁线圈产生的反冲电压不同，从而在设计输出电流控制电路时可以将输出端的电压作为反馈信号，进而实现驱动电流波形控制。
具体思路是，在喷油器开启时，驱动电流不断上升，此时线圈反冲电压为负值，输出端电压接近0；当输出驱动电流上升至最大值并稳定后，线圈反冲电压等于0，输出端电压为电源电压减去线圈电阻分压，是一个正电压。
电路设计时，利用输出端电压信号控制一个提供驱动电流的可变电流源，使其在喷油器开启时工作在大电流状态，驱动电流上升到最大值后工作在小电流状态，维持喷油器开启。
这样，反馈电路和可变电流源配合便可实现输出电流波形控制功能。
2．方法：（1）通过在网上学习汽油机喷油器相关原理；（2）图书馆查询收集资料，收集所需要的文献；（3）寻找相关专业老师进行学习、指导。
1.3总结汽油机喷油器是汽油机电控喷射系统中核心部件之一，其性能的好坏直接影响到发动机的经济性、动力性和排放性能。
喷油器的性能是决定电控系统设计的重要因素，直接影响燃油控制单元的精确性。