柴油机高压共轨系统供油及喷射过程压力波动仿真研究
发布时间：2024-06-02 12:23
在目前国家大力提倡发展高效、清洁能源汽车的大背景下,国家对传统发动机的排放指标要求越来越高,目前电控柴油机依然大规模被使用在大功率机动车上,为了满足排放指标,需要对燃油喷射、雾化以及燃烧性能影响较大的过程进行优化开发。高压共轨系统因为能够实现对喷油量、喷油次数以及喷油规律的柔性控制,贯穿燃油的供给、喷射与雾化过程,成为了柴油机核心部件,而共轨系统在工作过程中产生的压力波动会对喷射一致性与稳定性产生巨大影响,进而影响缸内的燃烧过程,因此精准的轨压控制技术是柴油机研发的核心任务之一。本文以5V高压共轨系统为研究对象,对系统供油与喷射过程中压力波动的影响因素以及产生与传播过程进行了全面研究,为压力波动抑制技术的研究提供了理论依据,论文中的研究工作与获得的成果主要体现在以下几个方面:首先对高压供油泵、共轨管以及喷油器的工作过程进行了合理的简化,通过详细阐述以上三大部分关键结构的数学模型,根据泵-轨-喷油器的结构与工作过程,先后搭建了供油泵、喷油器仿真模型,最终组合搭建了整个5V高压共轨系统一维仿真模型,并且在特定的多个工况下对供油泵和高压共轨系统仿真模型的计算结果与试验所得的结果进行了对比,验...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 压力波动特性研究
1.2.2 压力波传播特性研究
1.2.3 共轨系统内部流场仿真研究
1.3 研究意义与目的
1.4 论文主要内容
2 高压共轨系统压力波动一维仿真模型建立
2.1 共轨系统组成及工作原理
2.1.1 高压供油泵
2.1.2 高压共轨管
2.1.3 高压共轨电控喷油器
2.2 系统关键部件数学模型
2.2.1 高压油泵数学模型
2.2.2 高压共轨管路数学模型
2.2.3 喷油器数学模型
2.3 共轨系统关键结构模型建立
2.3.1 AMESIM软件
2.3.2 高压供油泵系统建模过程
2.3.3 高压共轨管建模过程
2.3.4 喷油器建模过程
2.3.5 高压共轨系统仿真建模
2.4 仿真模型试验验证
2.4.1 高压供油泵仿真模型试验验证
2.4.2 高压共轨系统一维仿真模型试验验证
2.5 本章小结
3 共轨系统关键参数对轨内压力波动的影响研究
3.1 供油泵关键参数对压力波动影响仿真研究
3.1.1 高压泵凸轮型线对压力波动产生的影响研究
3.1.2 供油相位对压力波动的影响研究
3.1.3 高压泵出油阀球阀质量对压力波动的影响研究
3.2 喷油器关键参数对压力波动特性影响研究
3.2.1 喷油器针阀开启与关闭对压力波动影响研究
3.2.2 喷油器喷油脉宽对压力波动影响研究
3.2.3 喷油器进油孔直径对压力波动影响研究
3.2.4 喷油器针阀升程对压力波动影响研究
3.2.5 喷油器喷孔直径对压力波动影响研究
3.2.6 喷油器出油孔直径对压力波动影响研究
3.2.7 共轨压力对压力波动影响研究
3.2.8 喷油次序对压力波动影响研究
3.2.9 喷油器控制室容积对压力波动影响研究
3.3 供油与喷射过程压力波动叠加分析
3.4 本章小结
4 高压共轨管内部燃油流动及压力波传播过程研究
4.1 共轨管三维模型建立
4.1.1 共轨管三维模型流场几何结构
4.1.2 模型网格划分
4.1.3 湍流模型及算法选择
4.1.4 边界条件设置
4.2 网格独立性分析与模型准确性验证
4.3 轨内燃油流动压力波动特性研究
4.3.1 循环喷射过程轨内燃油流动速度分析
4.3.2 循环喷射过程轨内燃油压力波传播过程分析
4.3.3 单次喷射过程中共轨与高压油管压力波动结果分析
4.3.4 单次喷射过程中共轨与高压油管燃油流动速度分析
4.3.5 关键参数对喷射过程压力波传播影响研究
4.3.6 高压共轨管内压力波动传播与叠加过程研究
4.4 本章小结
5 喷油器控制腔内压力波动特性及燃油流动仿真研究
5.1 喷油器控制室内部流动数学模型
5.1.1 混合模型
5.1.2 湍流模型
5.1.3 空化模型
5.2 喷油器控制腔三维仿真模型建立
5.2.1 控制室流场几何模型建立
5.2.2 模型网格划分
5.2.3 初始条件及边界条件设置
5.2.4 网格独立性分析与模型准确性验证
5.3 喷油器控制室燃油流动仿真研究
5.3.1 喷射过程控制室压力波动及其对喷油特性影响研究
5.3.2 喷油器喷射过程控制室内压力波动研究
5.3.3 喷油器喷射过程控制室燃油流动速度分析
5.3.4 喷油器喷射过程控制室空化特性研究
5.4 喷油器控制室内压力波动与不稳定空化现象研究
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3987247
【文章页数】：134 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 压力波动特性研究
1.2.2 压力波传播特性研究
1.2.3 共轨系统内部流场仿真研究
1.3 研究意义与目的
1.4 论文主要内容
2 高压共轨系统压力波动一维仿真模型建立
2.1 共轨系统组成及工作原理
2.1.1 高压供油泵
2.1.2 高压共轨管
2.1.3 高压共轨电控喷油器
2.2 系统关键部件数学模型
2.2.1 高压油泵数学模型
2.2.2 高压共轨管路数学模型
2.2.3 喷油器数学模型
2.3 共轨系统关键结构模型建立
2.3.1 AMESIM软件
2.3.2 高压供油泵系统建模过程
2.3.3 高压共轨管建模过程
2.3.4 喷油器建模过程
2.3.5 高压共轨系统仿真建模
2.4 仿真模型试验验证
2.4.1 高压供油泵仿真模型试验验证
2.4.2 高压共轨系统一维仿真模型试验验证
2.5 本章小结
3 共轨系统关键参数对轨内压力波动的影响研究
3.1 供油泵关键参数对压力波动影响仿真研究
3.1.1 高压泵凸轮型线对压力波动产生的影响研究
3.1.2 供油相位对压力波动的影响研究
3.1.3 高压泵出油阀球阀质量对压力波动的影响研究
3.2 喷油器关键参数对压力波动特性影响研究
3.2.1 喷油器针阀开启与关闭对压力波动影响研究
3.2.2 喷油器喷油脉宽对压力波动影响研究
3.2.3 喷油器进油孔直径对压力波动影响研究
3.2.4 喷油器针阀升程对压力波动影响研究
3.2.5 喷油器喷孔直径对压力波动影响研究
3.2.6 喷油器出油孔直径对压力波动影响研究
3.2.7 共轨压力对压力波动影响研究
3.2.8 喷油次序对压力波动影响研究
3.2.9 喷油器控制室容积对压力波动影响研究
3.3 供油与喷射过程压力波动叠加分析
3.4 本章小结
4 高压共轨管内部燃油流动及压力波传播过程研究
4.1 共轨管三维模型建立
4.1.1 共轨管三维模型流场几何结构
4.1.2 模型网格划分
4.1.3 湍流模型及算法选择
4.1.4 边界条件设置
4.2 网格独立性分析与模型准确性验证
4.3 轨内燃油流动压力波动特性研究
4.3.1 循环喷射过程轨内燃油流动速度分析
4.3.2 循环喷射过程轨内燃油压力波传播过程分析
4.3.3 单次喷射过程中共轨与高压油管压力波动结果分析
4.3.4 单次喷射过程中共轨与高压油管燃油流动速度分析
4.3.5 关键参数对喷射过程压力波传播影响研究
4.3.6 高压共轨管内压力波动传播与叠加过程研究
4.4 本章小结
5 喷油器控制腔内压力波动特性及燃油流动仿真研究
5.1 喷油器控制室内部流动数学模型
5.1.1 混合模型
5.1.2 湍流模型
5.1.3 空化模型
5.2 喷油器控制腔三维仿真模型建立
5.2.1 控制室流场几何模型建立
5.2.2 模型网格划分
5.2.3 初始条件及边界条件设置
5.2.4 网格独立性分析与模型准确性验证
5.3 喷油器控制室燃油流动仿真研究
5.3.1 喷射过程控制室压力波动及其对喷油特性影响研究
5.3.2 喷油器喷射过程控制室内压力波动研究
5.3.3 喷油器喷射过程控制室燃油流动速度分析
5.3.4 喷油器喷射过程控制室空化特性研究
5.4 喷油器控制室内压力波动与不稳定空化现象研究
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3987247
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