电控喷油器研究现状分析
电控燃油喷射系统市场分析报告

电控燃油喷射系统市场分析报告1.引言1.1 概述概述:电控燃油喷射系统是现代汽车发动机中的关键部件,它通过精确控制燃油的喷射,实现了高效燃烧和低排放。
随着汽车工业的发展,电控燃油喷射系统的需求也在不断增加,市场规模不断扩大。
本报告旨在对电控燃油喷射系统的市场情况进行深入分析,为行业相关人士提供参考和决策支持。
文章将从系统简介、市场现状、市场趋势和发展前景等方面进行全面剖析,为读者呈现全面、客观的市场分析报告。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括对整篇文章的结构和各部分内容的简要介绍。
例如可以写道:文章结构部分将会对整篇文章的结构进行介绍。
首先会简要说明各部分的标题和内容概述,然后对每个部分的主要内容进行简要介绍,以便读者对整篇文章的结构有一个清晰的了解。
1.3 目的本报告旨在对电控燃油喷射系统市场进行全面分析,包括市场现状、趋势以及未来发展前景。
通过对市场的深入了解,有助于企业制定合理的市场策略,把握市场机遇,促进企业的可持续发展。
同时,对于行业从业者和相关研究人员也可提供参考,帮助他们更好地了解电控燃油喷射系统市场的发展状况,掌握市场动态,有效应对市场竞争。
通过本报告的分析,希望能为电控燃油喷射系统行业的发展和市场竞争做出一定的贡献。
1.4 总结:通过本报告的分析,我们可以看到电控燃油喷射系统在汽车行业中扮演着重要的角色。
随着汽车行业的不断发展,对于更高效、节能的汽车发动机的需求也在不断增加。
电控燃油喷射系统作为一种高效、节能的技术,在未来市场上将会有更广阔的发展前景。
同时,随着技术的不断进步和创新,电控燃油喷射系统市场也将会出现更多的发展机会和趋势。
例如,智能化、电动化和环保化将是未来电控燃油喷射系统发展的重要方向。
在市场竞争方面,我们需要注意市场上的主要竞争对手以及他们的竞争策略。
了解市场的竞争情况有助于我们更好地定位自己的产品和服务,制定更加有效的市场营销策略。
综合分析来看,电控燃油喷射系统市场的发展前景十分广阔,但同时也面临着激烈的市场竞争。
柴油发动机电控电喷控制油门的现状与发展方向

柴油发动机电控电喷控制油门的现状与发展方向————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2柴油发动机电控电喷控制油门的现状与发展方向目前,国际上的一些知名柴油发动机生产厂家,例如:美国CATERPILIER公司的3126系列发动机;德国的MAN 发动机等等,现在已采用了ECU电子控制技术来控制发动机的喷油量和转速,他的优点是:燃油量可根据负载的大小自动调节,发动机的转速升降加速度得到最佳匹配控制、转速的控制取消了传统的软轴而使得机械结构简化;缺点是:价格昂贵,特别是对于工程机械来说,由于他们的ECU软件保密,控制方式和参数无法修改来适应工程机械的特殊需要,因此,在我国国内仅有小批量使用。
在我国国内,目前发动机生产厂家,无论是国内的合资企业产品,如:康明斯发动机,斯太尔发动机,道义兹发动机等等,还是国产老品牌的发动机,如:上海柴油机厂的发动机等等。
由于受国外产品技术封锁,关键技术尚未得到充分利用,特别是一些高科技的控制技术,包括硬件、软件等,当然也包括发动机的ECU电子控制技术,受制于国外,加上我国国内的一些技术人员由于受到“国外的产品好”的思想束缚,只把别人的东西拿来用,使得高科技技术基本上处于技术空白。
笔者认为:如果我们一下子将所有的技术问题都解决掉,有一些不现实,但可以通过其他方式来解决上述问题中的一部分,譬如讲:第一步先将柴油发动机电动控制油门,取代ECU电子控制技术来控制发动机。
第二步,在发动机厂家的配合下,逐步完成对发动机喷油量的自动控制。
由于ECU电子控制技术是将发动机的喷油量按功率扭矩的最佳匹配曲线来控制,目前以我们的现有技术,尚无法做到。
但我们可以另辟蹊径,在喷油泵不作改动的基础上,我们可以做成柴油发动机电动控制油门,可以使得发动机的转速与负载功率达到最佳匹配。
例如:工程机械中的发动机,拖动电控液压泵站,泵的排量受电流大小控制(非电控液压泵站,由于系统中的溢流阀的保护作用,在设备不工作时,发动机的负载最大,效率最低,发热量最大)。
2024年电控燃油喷射系统市场发展现状

2024年电控燃油喷射系统市场发展现状引言电控燃油喷射系统在现代汽车行业中扮演着重要角色,被广泛应用于汽油和柴油发动机中。
本文旨在分析电控燃油喷射系统市场的发展现状,并探讨其未来的发展趋势。
市场概述自20世纪80年代以来,随着汽车行业的发展和技术的进步,传统的机械式燃油喷射系统逐渐被电控燃油喷射系统所取代。
电控燃油喷射系统具有更高的燃油效率、更低的排放和更好的动力性能,成为了汽车制造商的首选。
市场驱动因素1. 环保要求随着全球环保意识的增强,各国政府对汽车排放的要求日益严格。
电控燃油喷射系统能够更精确地控制燃油的喷射量和喷射时机,减少了废气排放和燃油浪费,满足了环保要求。
2. 燃油效率电控燃油喷射系统能够调整燃油喷射量和喷射时机,使燃烧更加充分,提高燃油的利用率。
这不仅减少了燃油消耗,也降低了使用成本。
3. 动力性能电控燃油喷射系统能够更精确地控制燃油的喷射量和喷射时机,提高了发动机的动力性能和响应速度。
这使得汽车在加速和行驶过程中更加平顺和稳定。
市场现状1. 市场规模目前,全球电控燃油喷射系统市场规模不断扩大。
据报告显示,2019年全球电控燃油喷射系统市场总收入达到xxx亿美元,并有望在未来几年保持稳定增长。
2. 市场竞争电控燃油喷射系统市场存在着激烈的竞争。
主要的市场参与者包括博世、德尔福、大陆等知名的汽车零部件供应商。
这些公司不断推出创新的产品和技术,以迎合市场需求并提高市场份额。
3. 技术发展随着汽车行业的不断发展,电控燃油喷射系统也在不断演进。
目前,多点喷射、直喷、高压共轨等新技术被广泛应用于电控燃油喷射系统中,以提高燃油效率和动力性能。
市场前景1. 新能源汽车的兴起随着新能源汽车的兴起,电控燃油喷射系统市场也面临新的机遇和挑战。
部分新能源汽车仍然使用内燃机作为动力源,因此对电控燃油喷射系统的需求仍然存在。
2. 自动驾驶技术的发展自动驾驶技术的发展将进一步推动电控燃油喷射系统的需求增长。
2024年汽车电喷系统市场分析现状

2024年汽车电喷系统市场分析现状1. 引言汽车电喷系统(Electronic Fuel Injection,EFI)是近年来在汽车领域中快速普及的一项技术。
相比传统的化油器供油系统,电喷系统具有更高的燃烧效率、更低的尾气排放以及更好的动力响应等优势。
本文将对当前汽车电喷系统市场进行分析,从技术发展、市场规模和市场竞争等角度进行深入探讨。
2. 技术发展汽车电喷系统的发展可以追溯到20世纪70年代,但直到近年来才得到广泛应用。
随着科技的进步和汽车工程的不断革新,电喷系统已经逐渐取代了化油器成为主流的供油系统。
目前,电喷系统已经发展到第四代,涵盖了多种不同的技术架构,如集成式电喷系统、直接喷射系统和缸内直喷系统等。
3. 市场规模据市场调研公司的数据显示,全球汽车电喷系统市场规模正在稳步增长。
2019年,全球汽车电喷系统市场规模达到XX亿美元,并预计在未来几年内将保持持续增长。
主要驱动该市场增长的因素包括汽车工业的快速发展、环保要求的提高以及消费者对燃油效率的关注。
在地理分布上,亚太地区是最大的汽车电喷系统市场。
该地区拥有庞大的汽车市场以及不断增长的汽车制造业,使得汽车电喷系统需求量巨大。
欧洲和北美地区也是重要的市场,其对环保和燃油效率要求的提高促使电喷系统的应用普及化。
4. 市场竞争目前,汽车电喷系统市场呈现出一定的竞争格局。
市场上存在着多家主要的电喷系统供应商,如博世、德尔福、大陆、日立等。
这些供应商在电喷技术研发和产品创新方面具有较强的实力和优势,不断推出新型电喷系统以满足不同市场需求。
此外,一些汽车制造商也开始在电喷系统领域进行自主研发和生产。
这些制造商通过自身的技术积累和专利储备,进一步提升了电喷系统的性能和稳定性。
这种竞争格局使得汽车电喷系统市场更加活跃和竞争激烈。
5. 总结汽车电喷系统作为汽车工程领域的一项重要技术,在市场上的应用和普及程度不断增加。
技术发展、市场规模和市场竞争是影响汽车电喷系统市场现状的关键因素。
电控喷油器研究现状分析

关键 词 : 喷油器; 模型; 分析
电控 喷油器是 电控燃油 喷射系 统的核 心部件 ,用 以精确地 计量燃 器 奠定 了一定 的基础 。 油并形成喷雾 , 其快速的动态响应 、 宽广 的线性流量范围 、 良好的雾化 2 . 2优化 电磁 场 、 提升 电磁 力 性 能决定 了燃 油喷射 系统 的工作 特性 。 目前 , 德国 B O S C H、 美 国D E L — 优化 电控 喷油器 的 电磁 特性 是缩短 动态 响应 时间 的有效 途径 , 众 P H I 、 德国 S I E M E N S和 日本 D E N S O等 公 司已有 电控 喷油器产 品 , 且 基 多研究者进行 了有益的探索。G r e i n e  ̄M 。 等人通过理论分析, 指出了提 本 瓜分和垄 断了全球市场 。 高 电控 喷油器动 态响应 的途径 , 并从 电磁线 圈 、 衔铁 及铁芯 设计 、 制造 、 1 概述 加工、 测试等方 面来保证 电控喷油 器微小 流量时 的线性度 。R . A n d o 等 电控 喷油器本质 上是一 电磁 阀 , 图1 为~球 阀式 电控 喷油器 , 主要 人对 电控 喷油器动态 特 l 生 进行 了一维模拟 , 研究结 果表 明电磁后效 ( a f _ 包括: 线圈 、 铁芯 、 衔铁 、 轭铁 、 钢球 、 阀座 、 喷孔板 、 喷 管进 口、 喷 管主体 等 t e r e f e c t )对动态 响应 的影 响 随着 开启 时间 的减少 而增加 。D e a n 组成 C v e t k o v i c 等人分析了电磁场结构参数、 材料特 陛、 衔铁质量等参数对响 当线 圈不通 电时 , 在 弹簧 预 紧 应时 间 、 电磁 力 的影响规 律 , 通 过 多个方 案 的计算 对 比 , 优化 了 电磁部 力及内部燃油压力的共同作用下 , 件 的几何参数 , 电控喷油器的整体结构尺寸减小 , 动态响应 陛能得以提 钢球 被压紧在 阀座上 , 处 于关 闭状 高 。 喷 管 进 态, 喷油器 不喷油 。线 圈通 电后 , 线 上述研究多是通过增加电磁力的方法,以提高电控喷油器开启过 圈内的磁通量 逐渐增大 ,衔铁 及钢 程的响应 陛能。 但是 , 电磁场所产生的电磁力与阀芯的机械运动具有耦 轭铁 同时还受到电磁场零部件的几何结构 、 磁} 生 材料特性等参数影 弹 簧顶 头 球组件受到 的电磁力逐渐 增加并 克 合关系, 服弹簧力 、 燃 油压力及 自身重 力 , 衔 响 。 线圈 铁及 钢球组件 开始升起 ,燃油从 喷 2 . 3对 内部 流动进行 分析 、 减 小流动 阻力 衔铁 喷 管 主 体 孔板上 的喷孔 喷 出 , 直 至线 圈断 电 电控喷油器的流量特陛和喷雾特 f 生 受到燃油在其内部的流动特I 生 铜球 后 ,在燃油 压力和 弹簧 预 紧力 的作 的影响, 该方面的研究是进一步探明电控喷油器动态机理的重要环节 。 阀座 : : : 用下衔铁及钢球组件回位, 钢球与 J . H . S p u r k 等人建立了电控喷油器内部流动的数值模型。计算分析了 防 积炭 板 阀座密切结 合 ,起到密 封阻 断燃油 针阀体的运动过程 、 速度和内部流体压力的变化趋势 , 提出了针阀体机 图 1 电控 喷 油 器结构 图 的作用 。 至此 , 完 成一次燃 油喷射过 械运 动和 内部 液体 流动之 间的耦合关 系 ,指 出喷油器 的 内部流 体流 动 程。 也是影响其动态开启与关闭时间的重要因素。 M. H . S h o j a e e f a r d 等人将 2 国内外研 究现状 内部燃 油流 动视为绝 热不可 压的定 常流和准 定常流过 程 ,计算 分析 了 为了提 高发 动机经济 性 、 减 少排放 、 改善 汽油 机 的瞬态 响应 杼 眭 , 各针阀升程下喷油器内部和喷孔处的压力及速度分布,得出了喷孑 L 流 使用 多孔汽 油喷油器 ( 包 括缸 内直喷喷油 器 ) 已成 为主流趋 势 。这 对 电 量 系数 与针 f 闶升程 的关系 曲线 。D . K o l o k o t r o n i s 等人 通过 C F D仿真计 控喷油器开启与关闭响应时间的要求更高,需具备更宽的线性流量范 算及 可视化 试验 ,研 究 了两 种类型 的电控喷 油器喷孔 内部气穴 产生 与 围, 且 在微小 流量时具 有 良好 的线性度 。因此 , 电控喷油器 动态性 能 的 分布现象, 并实现了对喷油器喷孔内部气穴的预测。 这些研究利用不同 研究成为当前的一个热点。 方法 揭示 了电控喷 油器 内部 流动 的特 征 ,为优 化燃油 流动路径 优化 和 近年来 围绕喷油器喷射过程及其动态性能机理开展一些研究工 提 高喷射雾化 l 生 能做好 了充 分的准备 。 作 。主要在 以下 几个方面 : 2 . 4喷雾雾化过 程及分布研 究 2 . 1 建 立喷射过 程模 型 , 进行数值计 算与分析 电控喷油器的最终 目的是喷射出适量燃油并形成喷雾, 因此 , 研究 建立准确的数学模型是深人研究电控喷油器工作过程及动态特I 生 喷雾雾 化 特征 是提 高 电控 喷油 器性 能 的一 个重 要方 面 。Ma t s u o T e t — 的基础。 D a v i d H _ S m i t h 等人以单点喷射系统的轴针式喷油器为研究对 s o h a r u等人分 析 了上 游来流 及喷孔 内部 的燃 油流动规 律 ,为 提高雾 化 象, 将 喷 油器分 为 电磁模 型 、 机械 动力 学模 型和 流动模 型 三部分 , 建立 性 能对多孔喷 油器的喷孔结 构进行 了改进。 N o u r i 等人采 用可视化方 法 了一种通用 的 电控 喷油器动 态过程 模型 ,提 出增加 与衔铁在 最大行程 研 究了汽 油机直 喷多孑 L 电控喷油器 的 内部 流动 、 气穴特 征及 喷雾分 布 。 时接触处 的层流 衰减 区 、 提 高阀 的动 力学 阻尼 、 改变驱 动电路类 型 以及 其 他学者 则采用仿 真和实 验相结 合的方法研 究 了电控喷油 器喷雾在 时 减少针 阀衔 铁运 动组 件 的质 量及行 程 ,以达到改善 喷油器 的动态特 性 间和空间上 的分布情况 。 的 目的。K u a n - Y a Y u a n 等人 同样 针对单 点喷射 系统的轴 针式喷油 器 , 3结 束语 提出一种新型有限元算法进行仿真分析 , 并对电控喷油器动态性能进 上述研究 从不 同侧 面深入分 析 了电控喷油器 工作过 程建模 、动态 行预测 , 试验结果表明 , 该模型的预测结果基本与试验相吻合。O . H u 响应特陛预测 、 内部流动特征和喷射雾化效果等问题。由于电控喷油器 等人将电控喷油器简化为上部的滤清器 、 中间的线圈弹簧与针阀组件、 的工作过 程涉及 到 电磁学 、 流体力学 及摩擦 等多学科 知识 , 是 一个动 态 下部 的喷孑 L 三个 部分 , 通 过计算 表明液体 流经滤清 器 时的动能损 失系 非线性过程, 如何从整体上全面研究 电控喷油器的动态机理 , 探明磁路 数基本为一常数 ,而经喷孑 L 喷出时的液体动能损失系数却和针阀与阀 参数 、 流动路径、 喷孔几何结构参数的综合优化设计规律, 设计一种精 座之 间的截 面积有关 。 试 验表 明, 该模型 可 比较准确地 对喷油器 的动态 度高、 简单有效的电控喷油器综合 能参数测试与评价方法 , 成为当前 响应进行 预测 。 亟待解决的—个重要问题。 我 国对 汽车发动 机电控 喷油器 的相关 研究起 步较 晚 ,且多集 中在 参考文 献 仿真计算方面。 马忠杰 、 颜伏武等人通过理论分析建立了电控喷油器喷 [ 1 ] 李瑞忠都 凤云, 杨宁. 2 0 1 0 年世界能源供需分析 . 当代石油石化2 0 1 1 . 射过程的非线性计算模型。张振东等人建立了喷油器开启动态过程的 [ 2 ] 张振 东, 刘 坚, 周萍吨 控 喷射 阀开 启过程 影响 因素分析 叨. 农 业机 械 学 数学模型, 分析了电磁参数和结构参数对喷油器动态特 陛的影响规律。  ̄ L2 o 0 3 . 这些研究结果为揭示电控喷油器动态性能机理 、 设计和优化电控喷油
2024年电控燃油喷射系统市场前景分析

2024年电控燃油喷射系统市场前景分析摘要本报告对电控燃油喷射系统市场进行了深入研究和分析。
首先,介绍了电控燃油喷射系统的定义和功能。
然后,通过对市场规模、市场增长率、竞争状况和未来趋势等方面的分析,对电控燃油喷射系统市场的前景进行了评估。
最后,本报告提出了一些关于电控燃油喷射系统市场的发展策略和建议。
1. 引言电控燃油喷射系统是一种控制燃油喷射的技术,可以提高发动机的燃烧效率、降低尾气排放、提高汽车的动力性能。
电控燃油喷射系统已在汽车行业得到广泛应用,并且在未来的发展中将继续发挥重要作用。
2. 市场规模根据市场研究数据,电控燃油喷射系统市场在过去几年中呈现稳定增长。
预计在未来几年中,市场规模将继续扩大。
这主要受到以下几个因素的影响:一是汽车行业的增长,特别是新能源汽车的推广;二是政府对尾气排放的限制和环保要求的提高;三是消费者对汽车性能和燃油经济性的关注。
3. 市场增长率电控燃油喷射系统市场的增长率在过去几年中保持了一个较高的水平。
根据市场预测,未来几年中电控燃油喷射系统市场的增长率仍将保持在一个相对稳定的水平。
这主要受到汽车行业的增长和技术创新的推动。
4. 竞争状况电控燃油喷射系统市场存在着激烈的竞争。
目前,市场上存在着多家知名的电控燃油喷射系统供应商,它们在技术、产品质量和市场份额等方面存在差异化竞争。
此外,新的竞争者也可能进入市场,加剧竞争。
5. 市场趋势未来几年中,电控燃油喷射系统市场将出现一些明显的趋势。
首先,随着新能源汽车的普及,电控燃油喷射系统将得到更广泛的应用。
其次,市场将出现更高效、更智能的电控燃油喷射系统产品。
此外,环保要求的提高将促使电控燃油喷射系统不断创新和升级。
6. 发展策略和建议针对电控燃油喷射系统市场的前景和竞争状况,制定相应的发展策略和建议是非常重要的。
首先,供应商应加强技术研发,提高产品质量和性能,以满足市场需求。
其次,要加强市场营销,提高品牌知名度和市场份额。
柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展

柴油机高压共轨喷油系统的现状及发展陈然摘要:随着排放法规的日益严格和柴油机电控技术的不断进步,高压共轨喷油系统作为一种高度柔性控制的燃油喷射系统,以其显著的优越性,已经成为现代柴油机技术的主要发展方向之一。
本文介绍了电控高压共轨喷油系统的组成、工作原理和特点,概括了国内外的研究状况,最后提出了未来的研究目标和发展趋势。
关键词:柴油机;喷射系统;高压共轨;发展趋势能源危机和环境污染问题以及世界各国日益严格的排放法规促使人们进一步改善柴油机的燃烧过程,而影响燃烧过程的关键是燃油喷射系统的性能。
电控高压共轨喷油系统通过各种传感器检测出发动机的实际运行状况,由计算机计算和处理,可以精确、柔性地控制柴油机喷油量、喷油定时和喷射压力,与传统的喷射技术相比,进一步降低了燃油消耗和排放,增强了动力性能,实现了柴油机综合性能的又一次飞跃。
柴油机高压共轨系统在整个内燃机行业被公认为20世纪三大突破之一[1],是21世纪柴油喷射系统的主流。
1电控高压喷油系统的原理和结构与前两代喷油系统相比,电控共轨燃油喷射系统克服了燃油压力受柴油机转速的影响,不再采用传统的柱塞泵脉动供油原理,而采用了公共控制油道——共轨管,高压油泵只是向公共油道供油以保持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来控制喷射压力,使其达到与工况相适应的最优数值,而且还使得喷油压力和喷油速率的控制成为可能,且系统的控制自由度及精度得到了大幅度提高。
高压共轨喷油系统的结构见图1,为典型的电控高压共轨喷射系统,主要由高压泵、带调压阀的共轨管、带电磁阀的喷油器、各种传感器和电控单元(ECU)组成。
图1 高压共轨喷射系统结构2 国外主要的高压共轨喷射系统目前,国外在柴油机电控共轨喷射系统方面的研究进展很快,并有多种共轨喷射系统设计并投产。
德国Bosch公司、意大利菲亚特集团、英国LUCAS、日本电装公司、美国德尔福公司等世界著名油泵油嘴制造商相继开发了高压共轨系统。
直喷式柴油机电控燃油系统的发展现状与动向_卢兰光

直喷式柴油机电控燃油系统的发展现状与动向武汉交通科技大学 卢兰光摘 要阐述直喷式柴油机电控燃油喷射系统的发展过程,以及发展各阶段燃油系统的特征,并介绍国内外多个喷油系统,分析各个系统的特点及存在的技术难点,指出现代柴油机燃油喷射系统所必备的要求,最后展望未来燃油喷射系统的发展方向。
关键词: 直喷式柴油机 排放性 电子控制燃油系统 展望1 概述现今柴油机发展越来越完善,以它的高效、功率范围宽广,已广泛应用于工业、农业、军用和民用等领域。
在今后相当长的时间内,柴油机还将占有极重要的地位。
随着柴油机数量的不断增多,也引起了人们对柴油机燃油经济性和排放性能的关注。
特别是当今排放性能已经被提到首要位置。
各国政府从20世纪70年代开始就陆续出台了越来越严格的排放法规。
如U S98、EU ROⅡ、EU ROⅢ等等。
因此人们也一直在不断地致力于完善柴油机的性能,以期得到好的排放性、经济性、动力性及低噪声,保持一个人类赖于生存的良好环境。
影响柴油机排放性、经济性的因素很多,而且相当复杂。
改善柴油机的排放性能、经济性能最主要的手段是改善燃烧性能,这在实践中也得到了证实[1]。
控制燃烧性能的最主要的方法有两种[2]:一是合理组织燃烧室内的涡流;二是采取燃烧室内燃油高压喷射。
日本研制的KOM PICS电子高压喷射系统,在实机上进行试验,得出高压喷射时的燃烧性能优于空气涡流模式的燃烧性能的结论。
因此现代柴油机燃油系统均采用高压喷射。
如Ro bert Bo sch公司的高压泵喷嘴[3];卡特彼勒公司的HEU I喷射系统、M EUI喷射系统[4];日本电装公司ECD-U2高压共轨喷油系统[5],喷射压力可达120MPa;德国Daimler-Benz公司开发的共轨式喷油系统,喷射压力可达135M Pa[6]。
喷射压力有逐年增加的趋势。
如HEU I系统1993年时的喷射压力为132MPa,到1995年提高到147M Pa, 2000年,新一代HEUI系统喷射压力将提高到171M Pa,而且不同工况下要求的喷射压力也不同。
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电控喷油器研究现状分析
文章对电控喷油器近几年的研究情况作了回顾,分析了多种研究方向及现状,为喷油器的开发提供了有益借鉴和参考。
标签:喷油器;模型;分析
电控喷油器是电控燃油喷射系统的核心部件,用以精确地计量燃油并形成喷雾,其快速的动态响应、宽广的线性流量范围、良好的雾化性能决定了燃油喷射系统的工作特性。
目前,德国BOSCH、美国DELPHI、德国SIEMENS和日本DENSO等公司已有电控喷油器产品,且基本瓜分和垄断了全球市场。
1 概述
电控喷油器本质上是一电磁阀,图1为一球阀式电控喷油器,主要包括:线圈、铁芯、衔铁、轭铁、钢球、阀座、喷孔板、喷管进口、喷管主体等组成。
当线圈不通电时,在弹簧预紧力及内部燃油压力的共同作用下,钢球被压紧在阀座上,处于关闭状态,喷油器不喷油。
线圈通电后,线圈内的磁通量逐渐增大,衔铁及钢球组件受到的电磁力逐渐增加并克服弹簧力、燃油压力及自身重力,衔铁及钢球组件开始升起,燃油从喷孔板上的喷孔喷出,直至线圈断电后,在燃油压力和弹簧预紧力的作用下衔铁及钢球组件回位,钢球与阀座密切结合,起到密封阻断燃油的作用。
至此,完成一次燃油喷射过程。
2 国内外研究现状
为了提高发动机经济性、减少排放、改善汽油机的瞬态响应特性,使用多孔汽油喷油器(包括缸内直喷喷油器)已成为主流趋势。
这对电控喷油器开启与关闭响应时间的要求更高,需具备更宽的线性流量范围,且在微小流量时具有良好的线性度。
因此,电控喷油器动态性能的研究成为当前的一个热点。
近年来围绕喷油器喷射过程及其动态性能机理开展一些研究工作。
主要在以下几个方面:
2.1 建立喷射过程模型,进行数值计算与分析
建立准确的数学模型是深入研究电控喷油器工作过程及动态特性的基础。
David H. Smith等人以单点喷射系统的轴针式喷油器为研究对象,将喷油器分为电磁模型、机械动力学模型和流动模型三部分,建立了一种通用的电控喷油器动态过程模型,提出增加与衔铁在最大行程时接触处的层流衰减区、提高阀的动力学阻尼、改变驱动电路类型以及减少针阀衔铁运动组件的质量及行程,以达到改善喷油器的动态特性的目的。
Kuan-Ya Yuan等人同样针对单点喷射系统的轴针式喷油器,提出一种新型有限元算法进行仿真分析,并对电控喷油器动态性能进行
预测,试验结果表明,该模型的预测结果基本与试验相吻合。
Q. Hu 等人将电控喷油器简化为上部的滤清器、中间的线圈弹簧与针阀组件、下部的喷孔三个部分,通过计算表明液体流经滤清器时的动能损失系数基本为一常数,而经喷孔喷出时的液体动能损失系数却和针阀与阀座之间的截面积有关。
试验表明,该模型可比较准确地对喷油器的动态响应进行预测。
我国对汽车发动机电控喷油器的相关研究起步较晚,且多集中在仿真计算方面。
马忠杰、颜伏武等人通过理论分析建立了电控喷油器喷射过程的非线性计算模型。
张振东等人建立了喷油器开启动态过程的数学模型,分析了电磁参数和结构参数对喷油器动态特性的影响规律。
这些研究结果为揭示电控喷油器动态性能机理、设计和优化电控喷油器奠定了一定的基础。
2.2 优化电磁场、提升电磁力
优化电控喷油器的电磁特性是缩短动態响应时间的有效途径,众多研究者进行了有益的探索。
Greiner,M.等人通过理论分析,指出了提高电控喷油器动态响应的途径,并从电磁线圈、衔铁及铁芯设计、制造、加工、测试等方面来保证电控喷油器微小流量时的线性度。
R. Ando等人对电控喷油器动态特性进行了一维模拟,研究结果表明电磁后效(aftereffect)对动态响应的影响随着开启时间的减少而增加。
Dean Cvetkovic等人分析了电磁场结构参数、材料特性、衔铁质量等参数对响应时间、电磁力的影响规律,通过多个方案的计算对比,优化了电磁部件的几何参数,电控喷油器的整体结构尺寸减小,动态响应性能得以提高。
上述研究多是通过增加电磁力的方法,以提高电控喷油器开启过程的响应性能。
但是,电磁场所产生的电磁力与阀芯的机械运动具有耦合关系,同时还受到电磁场零部件的几何结构、磁性材料特性等参数影响。
2.3 对内部流动进行分析、减小流动阻力
电控喷油器的流量特性和喷雾特性受到燃油在其内部的流动特性的影响,该方面的研究是进一步探明电控喷油器动态机理的重要环节。
J. H. Spurk等人建立了电控喷油器内部流动的数值模型。
计算分析了针阀体的运动过程、速度和内部流体压力的变化趋势,提出了针阀体机械运动和内部液体流动之间的耦合关系,指出喷油器的内部流体流动也是影响其动态开启与关闭时间的重要因素。
M. H. Shojaeefard等人将内部燃油流动视为绝热不可压的定常流和准定常流过程,计算分析了各针阀升程下喷油器内部和喷孔处的压力及速度分布,得出了喷孔流量系数与针阀升程的关系曲线。
D. Kolokotronis等人通过CFD仿真计算及可视化试验,研究了两种类型的电控喷油器喷孔内部气穴产生与分布现象,并实现了对喷油器喷孔内部气穴的预测。
这些研究利用不同方法揭示了电控喷油器内部流动的特征,为优化燃油流动路径优化和提高喷射雾化性能做好了充分的准备。
2.4 喷雾雾化过程及分布研究
电控喷油器的最终目的是喷射出适量燃油并形成喷雾,因此,研究喷雾雾化
特征是提高电控喷油器性能的一个重要方面。
Matsuo Tetsuharu等人分析了上游来流及喷孔内部的燃油流动规律,为提高雾化性能对多孔喷油器的喷孔结构进行了改进。
Nouri 等人采用可视化方法研究了汽油机直喷多孔电控喷油器的内部流动、气穴特征及喷雾分布。
其他学者则采用仿真和实验相结合的方法研究了电控喷油器喷雾在时间和空间上的分布情况。
3 结束语
上述研究从不同侧面深入分析了电控喷油器工作过程建模、动态响应特性预测、内部流动特征和喷射雾化效果等问题。
由于电控喷油器的工作过程涉及到电磁学、流体力学及摩擦等多学科知识,是一个动态非线性过程,如何从整体上全面研究电控喷油器的动态机理,探明磁路参数、流动路径、喷孔几何结构参数的综合优化设计规律,设计一种精度高、简单有效的电控喷油器综合性能参数测试与评价方法,成为当前亟待解决的一个重要问题。
参考文献
[1]李瑞忠,郗凤云,杨宁.2010年世界能源供需分析[J].当代石油石化,2011.
[2]张振东,刘坚,周萍.电控喷射阀开启过程影响因素分析[J].农业机械学报,2003.。