柴油机燃油喷射系统的研制与组成

柴油机燃油喷射系统的研制与组成

一、谈柴油机喷油系统的发展与组成(论文文献综述)

杨晓祺,公言硕,孙文琪,孙海惠,冯晓雪,徐丽[1](2021)在《高压油管的压力优化与仿真研究》文中指出高压油管压力的稳定性对提高发动机效率起着关键的推动作用,燃油进入和喷出油管是造成油管内压力波动的主要原因。因此,对燃油进行合理控制十分必要。文章主要利用计算机仿真技术对高压油管内部压力进行模拟、优化,最终得出合理的喷油和供油策略。首先通过凸轮角速度得出柱塞的运动规律,再结合柱塞腔体积、压强和高压油管压强之间的关系,利用计算机仿真对发动机工作过程进行迭代,计算得出维持油管内压强稳定的最优凸轮运动角速度,最后对单喷油嘴系统仿真模型进行优化以适用于双喷油嘴系统,在保证高压油管内压力稳定的情况下,确定双喷油嘴系统下的喷油和供油策略,使得油管内压力波动程度再度降低。

王瑞[2](2021)在《柴油机喷油特性及其喷嘴瞬态空化现象数值模拟研究》文中研究说明近年来节能环保是社会研究的热点,作为工业重要动力组成部分的柴油机更是研究的重要课题。柴油机喷油器的尺寸小、喷射压力大、柴油流动速度快等特点导致喷油孔内物理变化十分复杂,研究起来比较困难。一般情况下研究者采用“几何相似”原理,建立放大的透明实验装置进行实验或者采用数值模拟对喷油过程进行研究。在这一假设的基础上,获得了许多研究成果。但是随着研究的深入,有研究者发现只考虑针阀体在固定位置时的柴油流动是有局限的,实际情况下针阀体的运动是由向上位移-静止-向下位移构成的。本文主要通过动网格技术实现对喷油孔内柴油流动的瞬态仿真,同时分析对比不同工况参数和几何参数下喷油孔内空化现象的变化特点。本文首先对某一喷油器的喷油过程进行了流动模拟,得到了不同工况参数和几何参数下喷油器的针阀体位移随时间变化曲线;然后将针阀体位移随时间变化曲线通过C语言进行用户自定义编程;再建立喷油嘴流体域的三维模型并进行网格划分;随后在Fluent中利用用户自定义编写的程序驱动网格运动并进行网格无关性和步长无关性验证;最后得到瞬态条件下喷油孔内柴油的流动状态和空化现象。可以看出,这种瞬态模拟方法与实际喷油器针阀体保持运动的喷油过程更为接近。在明确柴油机喷油器的针阀运动后,针对所提出的喷油器喷油嘴计算模型,分析工况参数和结构参数对喷油孔内空化现象的影响,得出最有利于精确控制喷油器喷油和提高柴油燃烧效率的结构参数。研究表明:本文进行的一系列工况和结构优化可以提高喷油器的控制精度和柴油燃烧效率,结合参考文献实验测量结果对比分析,验证了模型建立及仿真的正确性。

张盛棕[3](2021)在《高压共轨系统瞬变流动特性研究》文中进行了进一步梳理高压共轨系统通过对系统的喷油压力、喷油量以及喷油规律和喷油定时的精确控制,从而进一步提升柴油机的性能。共轨系统是个液压流动体系,当系统工作时,油液在能量转换或传递过程当中,不可避免地会出现一些问题,如液压技术中的冲击以及阀的振动和响应等,均会对系统的可靠性和稳定性造成影响。因而对于共轨系统的瞬变流动过程的研究很有必要。本文针对柴油机高压共轨系统的瞬变流动过程,结合液压原理以及计算流体力学等相关理论,采用一维和三维协同仿真的方法,将共轨系统关键零部件的局部液压冲击体现在高压共轨系统部件和总体的液力特性计算过程,分析共轨系统液压冲击对其中关键部件性能的影响规律,进而对共轨系统各关键零部件结构参数进行优化,从而降低高压燃油对高压共轨系统零部件的液压冲击。具体的研究过程主要体现在以下几个方面:首先,基于共轨系统的结构和工作原理,建立相应的数学和物理模型,对高压共轨系统进行系统总成的一维仿真模型和局部的三维CFD计算模型的搭建,通过对一维和三维计算模型的校核验证,误差在5%以内,结果表明所建立的仿真模型可以用于仿真研究。其次,进行高压共轨系统关键零部件的瞬变流动过程的三维CFD计算,通过对高压油泵出油阀、共轨管进油口和喷油器控制阀结构参数的修改,聚焦分析改变结构参数对共轨系统各关键零部件液压冲击作用的影响规律,研究结果为减弱零部件液压冲击的结构优化提供了指导。再次,结合高压共轨系统关键零部件液压冲击影响规律,利用共轨系统总成一维仿真计算模型,研究零部件处液压冲击作用对高压油泵、共轨管和喷油器等子系统性能的影响规律。结果表明,液压冲击过大,会减弱出油阀和控制阀处的流通特性,也会增大轨压的波动。最后,结合共轨系统关键零部件液压冲击的影响规律和冲击对关键零部件的性能影响规律,对各零部件关键结构参数进行正交优化设计,完成共轨系统液压冲击的优化研究。优化后的系统喷油量和喷油压力均得到了提升,喷油量由之前的224 mm3提高到了282 mm3,比优化之前提升了25.48%,喷油压力也由之前的162 MPa提高到了172 MPa,提升了6.17%。

刘忠宇[4](2021)在《基于燃料特性的双燃料发动机喷油控制策略研究》文中研究表明一直以来,在内燃机研究过程中,通过燃烧过程的优化来实现机内净化的探索备受关注,提高热效率同时降低排放的新型燃烧模式也成为研究的热点。本文基于燃料理化特性与燃烧边界条件协同控制的思想,探索由燃料的反应活性控制的RCCI燃烧模式。通过进气道喷射低反应活性燃料,缸内多段喷射高反应活性燃料,灵活控制低反应活性燃料和缸内直喷高反应活性燃料能量占比,试验研究了燃油喷射参数及燃料特性对RCCI发动机燃烧、性能和排放的影响,提出了基于燃料特性的多工况下燃油喷射控制策略。本文将一台四缸增压中冷柴油机改造为单缸双燃料压燃式发动机,基于开放式ECU(NI2106)搭建进气道喷射和缸内直喷两套燃油喷射控制系统,利用模拟增压系统,实现了发动机进气流量和燃油喷射参数的主动控制和柔性调节。建立了燃烧数据采集与排放测试分析系统,实现对缸内燃烧特征参数与污染物排放的实时测量及分析。主要研究内容及结论如下:(1)首先探讨了低反应活性燃料能量占比对RCCI发动机燃烧、性能和排放的影响,确定了最佳的气道燃油喷射比例。试验结果表明,在较高的汽油比例(60%-70%)下,高反应活性燃料占比降低,在发生着火前缸内已经形成了大量的均质混合气,此燃烧过程类似于均质充量压燃,表现出较高的峰值放热率、较大的缸内压力,严重影响发动机性能。在较低的汽油比例(30%-40%)下,汽油比例的降低,导致缸内预混合气降低,减少了预混燃烧比例,增加了扩散燃烧比例,从而导致较高的微粒排放。当预混率为50%时,能够在NOx上升不大的基础上有效降低PM排放,同时也能够降低缸内爆发压力,使燃烧过程更加平稳,通过以上分析,50%的汽油比例为最佳的气道燃油喷射比例。(2)反应控制压燃的燃烧过程是基于燃料的活性以及混合气反应分层协同控制,直喷燃油喷射策略是控制燃烧模式并且实现清洁燃烧的重要途经。本文以煤基合成油/汽油和柴油/汽油为基础组合燃料,保持气道喷射燃油比例(50%)不变,试验研究了直喷燃油两段喷射预喷定时、主喷定时、主预喷质量比等喷油参数对发动机燃烧及排放的影响规律,提出了基于发动机性能的最佳燃油喷射控制策略。结果表明,在两次直喷燃油策略中,缸内混合气形成及燃烧的过程是两次燃油喷射共同作用而形成的。预喷有利于提高缸内混合气的反应活性,较早的预喷定时可以使高反应活性燃油喷进活塞压挤区和气缸壁间隙,提高低温缝隙处燃油的反应活性,从而降低了HC、CO以及PM排放。混合气的反应活性分层主要由主喷定时来控制,主喷定时越早,主喷滞燃期越长,混合气分层越明显,混合气局部当量比梯度提高,提高了燃烧温度和燃烧速率,故HC、CO、PM降低。预喷质量比的提高可以改善缸内混合气的反应活性,降低了CO和PM的排放,但随着预喷质量比的提升,着火时刻从最开始由主喷定时控制逐渐转换为由混合气化学反应动力学控制,产生较大的压缩负功,影响发动机性能。(3)在上述研究的基础上,最后利用价值函数对RCCI运行工况范围内的喷油控制参数进行了优化。结果表明,在低负荷工况(IMEP=6.5bar)下,煤基合成油和柴油均需要较早的预喷定时来改善缸内预混合气的反应活性。同时,煤基合成油需要较低的预混率和较早的主喷定时来获得最佳的发动机性能,而柴油则需要较高的预混率和较晚的主喷定时来获得最佳的发动机性能。与柴油对比发现,煤基合成油的PM和CO排放分别降低了50%和33%。在中等负荷工况(IMEP=8.5bar)下,两种燃油均需要较高的预混率来获得最佳的发动机性能。对于煤基合成油而言,由于十六烷值较高,需要将预喷定时推迟到-24°CA ATDC左右,才能避免过大的压力升高率。随着缸内温度压力的提升以及采用较大的预混比例,改善了缸内混合气的混合程度,提高了指示热效率,两种燃油的指示热效率均达到50%以上。随着负荷的进一步增加,在高负荷工况(IMEP=10.5bar)下,为了避免发动机发生爆震,两种燃油只有较低的预混比例能够满足要求,比例过高会导致缸内混合气混合不充分,燃油雾化较差,造成较高的PM排放。

张雨新[5](2021)在《船用低速柴油机燃烧特性可视化实验研究》文中提出大型的二冲程船用柴油机被广泛用于海上运输,如游轮、货船等。近年来工业发展与资源、环境等方面之间的矛盾加剧,柴油机燃烧效率和燃烧效果对其可持续发展起到了决定性作用。针对这一问题,提高柴油的雾化质量可以增加液相燃料的表面积,使其与空气接触得更充分、更均匀,有效地提高其传热效率,而喷孔结构对柴油的雾化质量有着很大的影响。本文借助Solidworks三维建模软件设计了不同结构的直孔和交叉孔喷油嘴并研制了相应的样件,基于火焰自然发光法对340船用喷油器开展了不同工况下的燃烧可视化实验,利用Photoshop、ImageJ和Matlab等软件对燃烧图像和实验数据进行处理和分析,研究了环境条件、喷射压力、喷孔直径和交叉角度对滞燃期、燃烧持续期、火焰投影面积、发光强度等燃烧特性的影响。实验结果表明:随着环境压力的升高滞燃期和燃烧持续期缩短,柴油着火初始位置上移,火焰的长度更短,火焰亮度更大;环境温度越高,滞燃期越短,火焰向下发展的距离越短,在高温条件下燃油的蒸发效果更好,燃烧更充分;喷油压力越大,燃油的初始动能越高,着火点位置越靠下,滞燃期和燃烧持续期越短,在燃烧前期火焰面积增长的速率越大;在同种工况下,与直孔相比,交叉孔的滞燃期、燃烧持续期较短,在较低的喷油压力下交叉孔的燃烧效果明显优于直孔,说明交叉孔提升了燃油的雾化效果;同种工况下,随着喷孔直径的增大,直孔和交叉孔滞燃期和燃烧持续期延长,火焰面积的增长速率变快,火焰的发光强度的峰值变大并且在峰值的持续时间变长。随着子喷孔交叉角度的增大,着火的初始位置越来越靠近喷孔,火焰的长度越来越短,并且发光强度在峰值的持续时间变短,产生的碳烟量减少。

陶伟[6](2021)在《船用柴油机喷油器直孔和交叉孔喷嘴喷雾特性可视化实验研究》文中认为关于船舶动力装置的排放法规越来越严格,而燃油的破碎蒸发过程直接决定燃烧过程的好坏,进而对动力性和排放性能有着重要影响。相较于车用柴油机,船用低速柴油机的喷油器通常具有更大孔径的喷孔和大压力室结构以实现更高的燃油喷射速率,不同的喷嘴结构势必会对喷雾现象造成影响,而目前关于船用柴油机喷雾特性的实验研究还非常稀少。同时,雾化特性参数是低速机燃烧系统设计开发和优化的重要参考依据,并可对计算模型的进行标定和有效性验证。此外,较小孔径的交叉孔喷嘴已被证明是一种行之有效的可提升雾化效果的喷嘴结构改进,而对较大孔径的交叉孔的研究尚未开展。本文利用自行搭建的船用喷油器喷雾可视化实验平台,使用直接摄影法和阴影法,对四种不同孔径的直孔喷嘴和六种不同交叉角度、不同子孔径的交叉孔喷嘴,在不同环境条件(环境温度、环境压力)和喷射条件(喷射压力、喷射脉宽)进行了喷雾实验。使用MATLAB程序处理图像,得到了喷雾贯穿距、喷雾锥角等雾化特性参数,进而对比分析了各因素的影响规律。结果表明,实验所用喷嘴由于具有大压力室结构,其压力系数较小,喷油持续期长于喷油脉宽。在非蒸发态条件下,喷油压力提升,喷雾贯穿距和喷雾面积增大,燃油破碎时间变短而破碎距离不变;在蒸发态的较低环境密度下,喷油压力升高,燃油破碎所需时间和距离均增加,液相喷雾锥角减小,蒸发速率提高;随环境压力提高,喷雾贯穿距减小而喷雾锥角变大,蒸发速率增加;环境温度提高,蒸发速率明显加快;不同孔径直孔喷嘴的燃油喷射初速度相等;随孔径增大,燃油破碎时间和距离增加,破碎后的喷雾贯穿距增加;蒸发态条件下,较小孔径喷孔的蒸发现象剧烈,液相喷雾达到准稳态所需的时间和距离更短,而大孔径喷嘴喷雾的蒸发现象较弱。(子)孔径相同时,交叉孔喷嘴的喷油速率高于单直孔喷嘴;随交叉角度增大,交叉孔喷雾贯穿距减小而喷雾锥角增大,较小角度交叉孔喷雾贯穿距和直孔喷雾差异不大,而大角度交叉孔喷雾贯穿距明显小于直孔,各角度交叉孔喷嘴的喷雾锥角和喷雾扩散面积均大于单孔喷嘴;交叉孔喷嘴由于更大的喷油量而蒸发效果弱于直孔喷嘴;当基于喷油量相近进行比较时,交叉孔蒸发效果优于直孔;随(子)孔径减小,交叉孔蒸发效果提升程度高于直孔。总之,交叉孔喷嘴可扩大喷雾扩散范围,提升蒸发速率,在船用柴油机上有一定的可行性。

余春伟[7](2021)在《EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响》文中指出随着我国经济的快速发展,物流运输需求激增,柴油机因扭矩大、经济性好成为物流运输业的主流动力装备。但其排放的NOx与PM已成为当今主要的大气污染物。随着国VI排放法规的全面实施,研发具有超低排放且经济性高的柴油车辆,已成为科技工作者当前的重要科研内容。EGR和SCR是目前处理NOx排放的有效技术手段,探究EGR耦合SCR综合应用,开发具有稳定性好、经济性高的柴油机排气处理系统具有非常高的实践应用价值。本文以货运车辆广泛使用的两级增压高压共轨柴油机为试验对象,基于不同工况,研究EGR率和喷油压力对柴油机性能及排放的影响。研究表明:(1)EGR率的升高会导致Soot、燃油消耗率、排气温度增高,NOx、进气流量下降。(2)喷油压力的变化对进气流量、增压比的影响很小;在相同EGR率下,喷油压力越高其涡前温度越低;高负荷时,较大的喷油压力有利于减少Soot排放,而较小的喷油压力有利于减少NOx排放。(3)柴油机排气背压随着EGR率的升高而逐渐降低,转速负荷越高,其排气背压受EGR率变化的影响越大。基于SCR系统结构进行三维模型构建,设计了四种不同的混合器方案,研究同一工况下,不同EGR率时,混合器对SCR系统排气流动特性、排气温度及压力损失的影响。研究表明:(1)混合器的叶片角度和结构会影响SCR入口前端气流分布均匀性,并且随着排气流量的增大,其影响程度更高。(2)四种混合器方案在温度分布均匀性、压力分布上差别较小,但方案2的混合器后形成的气体流动扰动更强,湍流动能更大,这有利于排气与尿素水溶液的混合,能提高SCR整体的工作效率,综合比较方案2最优。(3)相同工况下EGR率越高,排气流量越小,SCR混合器后的湍流动能减少,不同混合器方案气流分布差异变小,SCR入口压力降低而温度升高。在柴油机性能及排放试验基础上,基于不同工况,研究了EGR率及氨氮比对SCR系统NOx转化效率的影响,并通过一维仿真软件,研究分析氨氮比及温度对SCR工作效率的影响。研究表明:(1)EGR率越高,SCR入口NOx的排放量越少,当喷射尿素水溶液后,SCR出口的NOx排放量随氨氮比的增加而逐渐减小。(2)NOx转换效率在氨氮比为0.8到1.1之间提升较快,1.1到1.2之间提升较慢。(3)仿真计算表明NOx的转化效率随温度先升高后降低;温度低于300℃时,NOx转换效率较低;在310~490℃时可获得较高的NOx转换效率;当SCR入口温度超过500℃后,随着温度的进一步升高,NOx的转化效率迅速降低。

靖沛[8](2021)在《基于AURIX的六缸高压共轨柴油机ECU硬件系统研究与设计》文中指出面对日益严格的排放法规和严峻的能源危机,开发能够精确控制喷油量和喷油时刻的电控高压共轨系统是柴油机先进技术的研究方向。ECU作为整个电控系统的核心单元,对柴油机的动力性、经济性和排放特性有重要影响。针对6缸高压共轨柴油机工作环境恶劣、驱动负载大、电磁环境复杂等特点,基于英飞凌AURIXTMTC275微控制器为其设计了ECU硬件系统。通过对6缸高压共轨柴油机所要实现的控制功能进行分析,得到所需传感器和执行器的类型与数量,以此为依据确定ECU硬件系统的总体设计方案,并对微控制器片上资源进行合理分配。按照所要实现的功能对ECU分模块设计相应的电路,主要包括最小系统模块、电源模块、信号处理模块、功率驱动模块与通信模块。根据6缸高压共轨柴油机ECU对信号处理以及驱动电路的抗干扰、散热等需求,完成了PCB的叠层结构、布局布线、接地、散热和防干扰等设计。采用硬件在环模拟发动机不同工况对ECU硬件系统进行测试。实验结果表明,不同工况、不同转速下经曲轴、凸轮轴信号调理电路处理后的信号能够精确反应发动机位置。其次,所设计的6缸高压共轨喷油驱动电路能够在确定的喷油位置为高压电磁阀Peak控制阶段提供18A开启电流,Hold阶段提供12A保持电流。同时,在高压电磁阀工作过程中,电源管理系统能够确保输出的电压电流满足后端工作电路的需求,使得各电压模块受喷油工作影响较小。综上,ECU硬件系统能够在发动机不同工况下实现正常稳定工作,设计满足预期要求。

黄荣坤[9](2021)在《甲醇/柴油双燃料RCCI发动机电控系统硬件研究》文中研究指明面对全球性的能源短缺和环境污染问题,燃料多元化逐渐成为柴油机的发展方向。以甲醇/柴油为基础的反应性控制压缩燃烧(RCCI,Reactivity Controlled Compression Ignition)技术是一种能够同时降低氮氧化物与碳烟颗粒排放的高效、清洁新型燃烧技术。为实现该燃烧技术,对RCCI发动机系统中的关键集成控制器电子控制单元(ECU,Electronic Control Unit)硬件进行了研究。以改装的云内D30发动机为对象,研究甲醇/柴油双燃料RCCI发动机集成ECU硬件系统。首先,从RCCI发动机控制系统功能需求出发,分析了硬件系统架构,明确控制器的设计方案,并对特殊执行器、传感器的工作原理和电气特性进行分析。其次,以模块化的设计方法对硬件系统的电源供电模块、执行器驱动模块、传感器信号调理模块、通信模块等进行了电路原理设计。同时,为降低信号间的相互串扰,提高信号质量,从印制电路板(PCB,Printed Circuit Borad)板中信号的属性角度考虑,对PCB的布局、布线、散热、电磁兼容、信号线阻抗进行了系统性的分析,提出了相应的设计规则和设计方案。最终,结合现有的实验条件,对ECU硬件系统进行了离线模拟测试、硬件在环测试、台架实验测试。在离线模拟测试中通过编写测试代码对甲醇/柴油喷射系统进行了协调喷射测试。实验结果表明,ECU硬件系统能够控制甲醇和柴油喷嘴在发动机对应的位置时刻实现燃油协调喷射,喷油阶段的提动电流在48V的驱动电压下到达了18A,保持阶段的电流在24V的电压作用下达到了12A。从两者的喷射电流中可以分析出甲醇和柴油喷射电磁阀能够正常开启。硬件在环和台架实验同时表明,ECU硬件系统的柴油喷射模块在发动机怠速工作阶段电源跌落2.1V,产生的电源噪声频率为48MHz,在该噪声频率下对滤波器进行优化后可确保ECU在全工况下正常运行。

王建,陈沛,王斌,刘胜吉,尹必峰,邵汉祥[10](2021)在《低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配》文中研究指明以非道路单缸风冷192 F柴油机为研究对象,匹配蓄压式喷油系统,以低排放为核心目标,计算并设计了高压油泵凸轮和电控喷油器喷嘴参数,优化了螺旋进气道,重新设计了燃烧室几何形状并优化了喷油油线在燃烧室的分布,使燃烧室、进气道与蓄压式喷油系统相匹配.在标定工况、最大转矩工况下进行了喷油参数对工作过程、排放和性能影响的研究,以标定最佳喷油参数,得到该样机的全工况喷油参数Map.该样机稳态8工况排放试验的CO、HC+NOx和颗粒物(PM)排放结果分别为3.66、5.72和0.35 g/(kW·h),与非道路柴油机国Ⅲ排放限值相比,其劣化余量系数分别为1.50、1.31和1.71,在劣化周期内各排放均具有足够的劣化余量,该样机可满足现行非道路柴油机排放法规要求,具有满足未来更严格排放法规的潜力.

二、谈柴油机喷油系统的发展与组成(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、谈柴油机喷油系统的发展与组成(论文提纲范文)

(1)高压油管的压力优化与仿真研究(论文提纲范文)

1背景介绍
2问题描述
3问题分析
4问题求解
5结束语

(2)柴油机喷油特性及其喷嘴瞬态空化现象数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 能源短缺和环境污染
        1.1.2 尾气排放标准日益严格
        1.1.3 柴油机污染物的组成
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究进展
        1.2.2 国外研究进展
    1.3 柴油机喷嘴空化现象机理分析
        1.3.1 柴油相变
        1.3.2 空化现象机理
    1.4 本文研究的技术路线和内容
2 数值模拟计算方法与理论
    2.1 计算流体动力学概述
        2.1.1 CFD简介
        2.1.2 CFD求解流程
    2.2 多相流模型
    2.3 湍流模型
    2.4 空化模型
    2.5 动网格
        2.5.1 动网格简介
        2.5.2 动网格流场计算方法
        2.5.3 动网格模型算法概要
        2.5.4 边界运动指定
3 喷油器喷油特性仿真分析
    3.1 喷油器仿真模型的建立
        3.1.1 喷油器的结构组成
        3.1.2 喷油器的工作原理
        3.1.3 喷油器液压模型建立及验证
    3.2 工况参数对喷油特性的影响
        3.2.1 不同进口压力的喷油特性
    3.3 结构参数对喷油特性的影响
        3.3.1 不同容积腔大小的喷油特性
        3.3.2 不同进油孔直径的喷油特性
        3.3.3 不同泄油孔直径的喷油特性
        3.3.4 不同活塞直径的喷油特性
        3.3.5 不同针阀直径的喷油特性
        3.3.6 不同针阀弹簧刚度的喷油特性
        3.3.7 不同针阀弹簧预紧力的喷油特性
        3.3.8 不同针阀组件质量的喷油特性
        3.3.9 不同喷油孔直径的喷油特性
        3.3.10 不同针阀最大升程的喷油特性
    3.4 流量系数对喷油特性的影响
        3.4.1 不同进油孔流量系数的喷油特性
        3.4.2 不同泄油孔流量系数的喷油特性
        3.4.3 不同喷油孔流量系数的喷油特性
    3.5 本章小结
4 喷嘴内部空化现象三维瞬态仿真分析
    4.1 物理模型和网格
    4.2 计算参数和模型验证
    4.3 柴油空化过程
    4.4 进口压力影响分析
    4.5 进油孔直径影响分析
    4.6 泄油孔直径影响分析
    4.7 活塞直径影响分析
    4.8 针阀直径影响分析
    4.9 泄油孔流量系数影响分析
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(3)高压共轨系统瞬变流动特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高压共轨研究现状
        1.2.2 瞬变流研究现状
    1.3 本文研究目标和内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
2 高压共轨系统瞬变流动仿真模型的建立
    2.1 一维仿真模型的建立
        2.1.1 高压共轨系统总成
        2.1.2 高压共轨系统的数学模型
        2.1.3 一维模型的建立
        2.1.4 模型的验证
    2.2 三维CFD仿真模型的建立
        2.2.1 计算流体力学控制方程
        2.2.2 几何建模与网格模型
        2.2.3 边界条件及求解设置
        2.2.4 动网格技术
        2.2.5 模型验证
    2.3 本章小结
3 高压共轨系统关键零部件瞬变流动特性研究
    3.1 高压油泵出油阀
        3.1.1 高压油泵出油阀瞬变流动特性分析
        3.1.2 阀芯直径对出油阀瞬变流动特性影响
        3.1.3 阀进口直径对出油阀瞬变流动特性影响
        3.1.4 阀口锥角对出油阀瞬变流动特性影响
    3.2 共轨管进油口
        3.2.1 共轨管进油口瞬变流动特性分析
        3.2.2 入口直径对共轨管进油口瞬变流动特性影响
        3.2.3 进油口形状对共轨管进油口瞬变流动特性影响
        3.2.4 锥角对共轨管进油口瞬变流动特性影响
    3.3 喷油器控制阀
        3.3.1 喷油器控制阀瞬变流动特性分析
        3.3.2 阀芯直径对控制阀瞬变流动特性影响
        3.3.3 阀进油量孔直径对控制阀瞬变流动特性影响
        3.3.4 阀口锥角对控制阀瞬变流动特性影响
    3.4 本章小结
4 关键零部件液压冲击对系统主要部件性能的研究
    4.1 高压油泵出油阀
        4.1.1 不同阀芯直径下阀处冲击对油泵性能影响
        4.1.2 不同阀进口直径下阀处冲击对油泵性能影响
        4.1.3 不同阀口锥角下阀处冲击对油泵性能影响
    4.2 共轨管进油口
        4.2.1 进油口入口直径处的冲击对共轨管性能影响
        4.2.2 不同进油口形状下的冲击对共轨管性能影响
        4.2.3 不同锥角下的液压冲击对共轨管性能影响
    4.3 喷油器控制阀
        4.3.1 不同阀芯直径下阀处冲击对喷油器性能影响
        4.3.2 不同阀进油量孔直径下阀处冲击对喷油器性能影响
        4.3.3 不同阀口锥角下阀处冲击对喷油器性能影响
    4.4 本章小结
5 高压共轨系统液压冲击的优化
    5.1 正交试验方案设计
        5.1.1 正交试验方法
        5.1.2 正交试验方案
    5.2 正交试验结果及结果分析
    5.3 优化前后数据对比
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

(4)基于燃料特性的双燃料发动机喷油控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 内燃机面临的能源和环境问题
        1.1.2 内燃机新型燃烧模式发展现状
    1.2 RCCI燃烧模式发展现状
    1.3 燃料特性和喷油策略对RCCI燃烧模式燃烧和排放的影响
        1.3.1 燃料特性对RCCI燃烧和排放的影响
        1.3.2 喷油策略对RCCI燃烧模式燃烧和排放的影响
    1.4 课题研究内容和意义
第2章 试验研究平台及测控系统
    2.1 试验研究平台建立
        2.1.1 试验台架
        2.1.2 试验发动机
        2.1.3 试验主要的仪器和设备
    2.2 试验系统搭建
        2.2.1 燃油喷射控制系统
        2.2.2 发动机性能参数采集和分析系统
        2.2.3 进排气控制系统
        2.2.4 废气再循环控制系统
        2.2.5 微粒排放测试系统
        2.2.6 其他重要参数定义及说明
    2.3 本章小结
第3章 燃油喷射参数及燃料特性对RCCI发动机的影响
    3.1 气道喷射燃料能量占比对燃烧的影响
    3.2 直喷燃料喷油定时对燃烧的影响
        3.2.1 直喷燃料预喷定时对燃烧的影响
        3.2.2 直喷燃油主喷定时对燃烧的影响
    3.3 直喷燃油两次喷射比例对燃烧的影响
    3.4 喷油控制策略对污染物排放的影响
        3.4.1 喷油控制策略对HC排放的影响
        3.4.2 喷油控制策略对CO排放的影响
        3.4.3 喷油控制策略对NOx排放的影响
        3.4.4 喷油控制策略对微粒排放的影响
    3.5 本章小结
第4章 基于发动机性能指标的多工况喷油参数优化设计研究
    4.1 价值函数介绍
    4.2 基于价值函数的喷油策略评定方法
    4.3 不同负荷工况下喷油策略及发动机性能指标
        4.3.1 低负荷工况最佳燃油喷射参数及性能指标
        4.3.2 中负荷工况最佳燃油喷射参数及性能指标
        4.3.3 高负荷工况最佳燃油喷射参数及性能指标
    4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢

(5)船用低速柴油机燃烧特性可视化实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 可视化试验研究现状
        1.2.1 常见的可视化研究方法
        1.2.2 国内外可视化技术的应用
    1.3 研究现状
        1.3.1 喷雾及燃烧特性的研究现状
        1.3.2 喷孔结构的研究现状
    1.4 本文研究内容与方法
2 燃烧可视化实验及数据处理方法
    2.1 实验台布置
        2.1.1 定容燃烧弹系统
        2.1.2 燃油喷射系统
        2.1.3 同步控制系统
        2.1.4 拍摄系统
    2.2 实验方案及喷油量标定
        2.2.1 实验方案
        2.2.2 喷油量标定
    2.3 图像处理方法
        2.3.1 尺寸标定
        2.3.2 滞燃期数据处理
        2.3.3 火焰面积数据处理
        2.3.4 发光强度数据处理
    2.4 本章小结
3 环境条件及喷射条件对燃烧特性的影响
    3.1 环境压力对燃烧特性的影响
        3.1.1 宏观火焰发展
        3.1.2 燃烧阶段
        3.1.3 火焰面积
    3.2 环境温度对燃烧特性的影响
        3.2.1 宏观火焰发展
        3.2.2 燃烧阶段
        3.2.3 火焰面积
    3.3 喷射压力对燃烧特性的影响
        3.3.1 宏观火焰发展
        3.3.2 燃烧阶段
        3.3.3 火焰面积
    3.4 本章小结
4 喷孔结构对燃烧特性的影响
    4.1 直孔孔径对燃烧特性的影响
        4.1.1 宏观火焰发展
        4.1.2 燃烧阶段
        4.1.3 火焰面积
        4.1.4 火焰发光强度
    4.2 交叉孔孔径对燃烧特性的影响
        4.2.1 宏观火焰发展
        4.2.2 燃烧阶段
        4.2.3 火焰面积
        4.2.4 火焰发光强度
    4.3 交叉孔交叉角度对燃烧特性的影响
        4.3.1 宏观火焰发展
        4.3.2 燃烧阶段
        4.3.3 火焰面积
        4.3.4 火焰发光强度
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(6)船用柴油机喷油器直孔和交叉孔喷嘴喷雾特性可视化实验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 低速机发展历史和市场概况
        1.1.2 排放法规的限制
    1.2 船用柴油机喷雾特性研究现状
        1.2.1 船用柴油机喷雾特性国外研究进展
        1.2.2 船用柴油机喷雾特性国内研究进展
    1.3 孔式喷嘴结构的研究进展
    1.4 本文主要研究内容
2 可视化实验台与实验方案
    2.1 喷雾特性可视化实验平台
        2.1.1 定容燃烧弹
        2.1.2 燃油喷射系统
        2.1.3 光路系统
        2.1.4 信号采集与控制系统
    2.2 实验方案
        2.2.1 喷油嘴结构
        2.2.2 喷射条件和环境条件
    2.3 结果处理
        2.3.1 图像标定
        2.3.2 直接摄影法喷雾图像处理方法
        2.3.3 阴影法喷雾图像处理方法
    2.4 本章小结
3 船用柴油机喷油器单直孔喷嘴雾化特性
    3.1 喷油压力的影响
        3.1.1 喷油量和喷油持续期
        3.1.2 非蒸发态雾化特性
        3.1.3 蒸发态雾化特性
    3.2 环境压力的影响
    3.3 环境温度的影响
    3.4 孔径的影响
        3.4.1 非蒸发态雾化特性
        3.4.2 蒸发态雾化特性
    3.5 本章小结
4 船用柴油机喷油器交叉孔雾化特性
    4.1 喷油量标定
    4.2 交叉孔子孔相交角度的影响
        4.2.1 非蒸发态雾化特性
        4.2.2 蒸发态雾化特性
    4.3 交叉孔子孔直径的影响
    4.4 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(7)EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 柴油机主要污染物的排放控制技术
        1.2.1 柴油机排气中NOx和PM的来源
        1.2.2 柴油机NOx和PM的处理技术选择
        1.2.3 废气在循环技术(EGR)
        1.2.4 两级增压技术
        1.2.5 SCR技术简介
    1.3 SCR国内外研究现状
        1.3.1 SCR国外研究现状
        1.3.2 SCR国内研究现状
    1.4 本课题主要的研究内容
    1.5 本课题技术路线及创新点
        1.5.1 技术路线
        1.5.2 创新点
第二章 柴油机试验研究及仿真模型构建
    2.1 柴油机SCR试验台架介绍
        2.1.1 试验台架介绍
        2.1.2 测试设备介绍
    2.2 试验方法
    2.3 SCR仿真模型的构建及处理
        2.3.1 基本数学方程
        2.3.2 三维模型介绍
        2.3.3 模型验证
    2.4 本章小结
第三章 EGR耦合两级增压对柴油机性能和排放影响研究
    3.1 两级增压柴油机性能与排放试验
        3.1.1 两级增压柴油机外特性
        3.1.2 两级增压柴油机的万有特性
        3.1.3 两级增压柴油机的瞬时放热率
        3.1.4 两级增压柴油机的缸内压力
    3.2 EGR和喷油油压对柴油机性能的影响
        3.2.1 EGR和喷油压力对柴油机进气流量的影响
        3.2.2 EGR和喷油压力对增压比的影响
        3.2.3 EGR和喷油压力对空燃比的影响
        3.2.4 EGR和喷油压力对涡前温度的影响
        3.2.5 EGR和喷油压力对柴油机BSFC的影响
    3.3 EGR和喷油压力对柴油机排放特性的影响
        3.3.1 EGR和喷油压力对NOx排放的影响
        3.3.2 EGR和喷油压力对Soot排放的影响
        3.3.3 EGR和喷油压力对CO排放的影响
    3.4 EGR和喷油油压对柴油机排气温度及背压的影响
        3.4.1 EGR和喷油压力对柴油机排气温度的影响
        3.4.2 EGR和喷油压力对柴油机排气背压的影响
    3.5 本章小结
第四章 混合器对柴油机SCR装置流动特性影响仿真研究
    4.1 混合器方案设计
    4.2 不同混合器方案对比分析
        4.2.1 不同混合器方案对气流均匀性的影响
        4.2.2 不同混合器方案对湍流动能的影响
        4.2.3 不同混合器方案对温度均匀性的影响
        4.2.4 不同混合器方案对压力分布对比的影响
    4.3 本章小结
第五章 EGR对柴油机SCR性能的影响研究
    5.1 一维SCR数值模拟
        5.1.1 模型构建
        5.1.2 模型验证
    5.2 EGR率及氨氮比对SCR性能的影响研究
        5.2.1 50%负荷时EGR率及氨氮比对SCR性能的影响
        5.2.2 100%负荷时EGR率及氨氮比对SCR性能的影响
    5.3 温度及氨氮比对SCR性能的影响研究
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献

(8)基于AURIX的六缸高压共轨柴油机ECU硬件系统研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 高压共轨柴油机电控技术的发展过程
        1.2.1 国外柴油机电控技术发展现状
        1.2.2 国内柴油机电控技术发展现状
    1.3 主要研究内容
第二章 六缸高压共轨柴油机ECU功能需求分析
    2.1 六缸高压共轨柴油机ECU硬件系统设计目标
    2.2 高压共轨系统工作原理
    2.3 高压共轨系统核心部件
        2.3.1 传感器
        2.3.2 电子控制单元
        2.3.3 喷油器
        2.3.4 其他执行器
    2.4 ECU硬件需求分析
        2.4.1 传感器需求分析
        2.4.2 执行器需求分析
        2.4.3 微控制器需求分析
    2.5 微控制器选型
        2.5.1 微控制器TC275 介绍
        2.5.2 微控制器资源分配
    2.6 本章小结
第三章 六缸高压共轨柴油机ECU硬件电路分析与设计
    3.1 六缸柴油机ECU硬件总体设计
    3.2 微控制器最小系统设计
        3.2.1 微控制器供电设计
        3.2.2 时钟电路设计
        3.2.3 复位电路设计
        3.2.4 调试电路设计
    3.3 ECU电源模块设计
        3.3.1 电源输入电路
        3.3.2 主电源电路
        3.3.3 预驱栅极电源电路
        3.3.4 喷油电源电路
    3.4 ECU信号调理模块设计
        3.4.1 模拟信号处理电路
        3.4.2 脉冲信号处理电路
        3.4.3 数字信号处理电路
    3.5 ECU功率驱动模块设计
        3.5.1 喷油器驱动电路
        3.5.2 油量计量单元驱动电路
        3.5.3 其他功率模块电路
    3.6 ECU通信模块设计
    3.7 本章小结
第四章 六缸高压共轨柴油机ECU硬件PCB设计
    4.1 PCB设计流程
    4.2 ECU硬件PCB的布局设计
    4.3 ECU硬件PCB的叠层结构设计
    4.4 ECU硬件PCB的布线、接地设计
        4.4.1 PCB地线抗干扰设计
        4.4.2 PCB接地方式
    4.5 本章小结
第五章 ECU硬件电路试验验证
    5.1 试验条件
        5.1.1 静态测试
        5.1.2 硬件在环测试
    5.2 电源模块测试
    5.3 信号调理测试
    5.4 喷油驱动模块调试及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文
    附录 A1 参与项目
    附录 A2 发表论文

(9)甲醇/柴油双燃料RCCI发动机电控系统硬件研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 甲醇燃料应用研究
        1.2.1 甲醇燃料的理化特性
        1.2.2 高压共轨柴油机甲醇燃料应用研究
    1.3 RCCI国内外研究现状及发展
        1.3.1 RCCI国外研究现状
        1.3.2 RCCI国内研究现状
        1.3.3 RCCI发展趋势
    1.4 本文研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 甲醇/柴油RCCI发动机ECU需求
    2.1 RCCI发动机ECU功能需求分析
    2.2 传感器需求及特性
        2.2.1 磁电式曲轴与凸轮轴传感器
        2.2.2 宽域氧传感器
        2.2.3 空气流量计
        2.2.4 电阻式传感器
    2.3 执行器需求及特性
        2.3.1 高压电磁阀
        2.3.2 甲醇喷嘴
        2.3.3 电子节气门
        2.3.4 电控EGR阀
    2.4 微控制器选型
        2.4.1 TC1728 微控制器
        2.4.2 TC1728 微处理器功能
    2.5 小结
第三章 甲醇/柴油RCCI发动机ECU电路原理设计
    3.1 RCCI发动机ECU总体设计方案
    3.2 系统电源设计
        3.2.1 防护电路设计
        3.2.2 滤波器设计
        3.2.3 DC-DC升压电源设计
        3.2.4 低压降稳压器电路设计
    3.3 ECU信号调理电路设计
        3.3.1 磁电式曲轴与凸轮轴传感器信号调理
        3.3.2 宽域氧传感器信号调理
        3.3.3 电阻式传感器信号调理
        3.3.4 空气流量计信号调理
    3.4 ECU功率电路设计
        3.4.1 高压电磁阀的驱动电路设计
        3.4.2 甲醇喷嘴电磁阀驱动设计
        3.4.3 EGR/电子节气门驱动电路设计
        3.4.4 低边驱动设计
    3.5 ECU通信电路设计
    3.6 小结
第四章 甲醇/柴油RCCI发动机ECU印制电路板设计
    4.1 印制电路板设计
        4.1.1 电路板物理结构需求设计
    4.2 硬件电路接地设计
        4.2.1 地平面划分方式
        4.2.2 接地方式
        4.2.3 PCB板分层设计
        4.2.4 PCB布线规则
    4.3 电磁兼容设计
        4.3.1 电磁兼容性标准体系
        4.3.2 电磁兼容测试内容
        4.3.3 电磁兼容性设计方法
    4.4 小结
第五章 甲醇/柴油RCCI发动机ECU测试
    5.1 离线测试驱动软件
        5.1.1 RCCI发动机状态机
        5.1.2 曲轴信号运行状态机
        5.1.3 凸轮轴信号运行状态机
        5.1.4 曲轴和凸轮轴同步判断
        5.1.5 甲醇/柴油RCCI发动机角度基和时间基建立
    5.2 甲醇/柴油RCCI发动机ECU实验测试
        5.2.1 离线测试
        5.2.2 硬件在环测试
        5.2.3 台架实验测试
    5.3 甲醇/柴油喷射测试
    5.4 曲轴凸轮轴信号处理测试
    5.5 喷油过程对电源和曲轴凸轮轴信号影响测试
    5.6 小结
第六章 总结与展望
    总结
    展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文

(10)低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配(论文提纲范文)

1 燃烧系统设计
    1.1 喷油系统结构设计
        1.1.1 喷油系统
        1.1.2 油嘴参数
    1.2 进气系统优化
    1.3 燃烧室结构设计
        1.3.1 燃烧室形状
        1.3.2 喷雾油线在燃烧室的分布
2 试验方法及思路
3 样机参数与试验仪器
4 典型工况的试验结果分析
    4.1 标定工况轨压试验
        4.1.1 缸内工作过程
        4.1.2 排放特性
    4.2 标定工况预喷量试验
        4.2.1 缸内工作过程
        4.2.2 排放特性
    4.3 最大转矩工况喷油提前角试验
        4.3.1 缸内工作过程
        4.3.2 排放特性
5 喷油Map与整机排放试验
    5.1 整机喷油参数Map
    5.2 整机排放试验
        5.2.1 有效燃油消耗率
        5.2.2 整机比排放
6 结论

四、谈柴油机喷油系统的发展与组成(论文参考文献)

  • [1]高压油管的压力优化与仿真研究[J]. 杨晓祺,公言硕,孙文琪,孙海惠,冯晓雪,徐丽. 科技创新与应用, 2021(32)
  • [2]柴油机喷油特性及其喷嘴瞬态空化现象数值模拟研究[D]. 王瑞. 西安理工大学, 2021(01)
  • [3]高压共轨系统瞬变流动特性研究[D]. 张盛棕. 中北大学, 2021(09)
  • [4]基于燃料特性的双燃料发动机喷油控制策略研究[D]. 刘忠宇. 吉林大学, 2021(01)
  • [5]船用低速柴油机燃烧特性可视化实验研究[D]. 张雨新. 大连理工大学, 2021(01)
  • [6]船用柴油机喷油器直孔和交叉孔喷嘴喷雾特性可视化实验研究[D]. 陶伟. 大连理工大学, 2021(01)
  • [7]EGR对两级增压柴油机及SCR性能影响[D]. 余春伟. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [8]基于AURIX的六缸高压共轨柴油机ECU硬件系统研究与设计[D]. 靖沛. 昆明理工大学, 2021
  • [9]甲醇/柴油双燃料RCCI发动机电控系统硬件研究[D]. 黄荣坤. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [10]低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配[J]. 王建,陈沛,王斌,刘胜吉,尹必峰,邵汉祥. 内燃机学报, 2021(02)

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柴油机燃油喷射系统的研制与组成
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