单缸柴油机喷油系统的模拟计算与试验研究
柴油机原型喷嘴内线空化现象的试验研究
柴油机原型喷嘴内线空化现象的试验研究柴油机原型喷嘴内线空化现象的试验研究柴油机是一种高效能、高功率的内燃机，其燃油喷射系统是其关键部件之一。
在柴油机的燃油喷射系统中，喷嘴是起到关键作用的部件之一，其喷油效率和喷油质量直接影响着柴油机的性能和经济性。
然而，在柴油机喷嘴的使用过程中，会出现一种被称为“内线空化”的现象，这种现象会导致喷嘴的喷油效率和喷油质量下降，从而影响柴油机的性能和经济性。
因此，对柴油机原型喷嘴内线空化现象的试验研究具有重要的意义。
内线空化现象是指在柴油机喷嘴内部，由于燃油的高速喷射和喷嘴内部的流动状态，会形成一种低压区域，这种低压区域会导致燃油中的气体被释放出来，形成气泡，从而影响喷油效率和喷油质量。
为了研究内线空化现象，研究人员进行了一系列的试验研究。
首先，研究人员对柴油机喷嘴的内部结构进行了分析和研究，通过对喷嘴内部的流动状态进行模拟和仿真，得出了喷嘴内部的流动状态和压力分布情况。
其次，研究人员对不同喷嘴的内线空化现象进行了试验研究，通过对不同喷嘴的喷油效率和喷油质量进行测试和分析，得出了不同喷嘴的内线空化现象的特点和规律。
最后，研究人员对喷嘴内线空化现象的影响因素进行了分析和研究，得出了喷嘴内线空化现象的主要影响因素和控制方法。
通过以上的试验研究，研究人员得出了以下的结论：1. 喷嘴内线空化现象是由于喷嘴内部的流动状态和燃油的高速喷射所导致的，其主要影响因素是喷嘴的结构和燃油的喷射参数。
2. 喷嘴内线空化现象会导致喷油效率和喷油质量下降，从而影响柴油机的性能和经济性。
3. 控制喷嘴内线空化现象的方法包括改善喷嘴的结构、优化燃油的喷射参数和采用新型的喷嘴材料等。
总之，柴油机原型喷嘴内线空化现象的试验研究对于提高柴油机的性能和经济性具有重要的意义。
通过对喷嘴内线空化现象的深入研究和控制，可以提高柴油机的喷油效率和喷油质量，从而提高柴油机的性能和经济性。
未来，研究人员还需要进一步深入研究喷嘴内线空化现象的机理和控制方法，为柴油机的发展和应用提供更加可靠和高效的技术支持。
75缸径单缸柴油机直喷燃烧系统的开发研究
的 Ｌ系 列 ）
进行 直 喷化 改造后 的机 型 。其 主要 技术 经 济指标 如
表 １ 。
表 １ Ｒ １ ５柴 油 机 的 主 要 技 术 经 济 指标 Ｚ７
型 号 ＲＺ１ ５ ７
我 国小 型单 缸柴 油 机与 国外 先 进水 平 存在 较 大 的差距 ， 具体 表现 在 ８ ５以下 单缸 柴 油机 均是 涡 流 室
维普资讯
第 ３期
２０ ０ ８年 ６月
内燃 机
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单缸摩托车发动机电喷及试验系统设计与分析_硕士学位论文 精品
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
2
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
表 1.1 摩托车排放污染物排放限值（国Ⅲ） 类别 CO 两轮摩托车 <150ml（UDC） >=150ml （UDC+EUDC） 三轮摩托车 全部 UDC 2.0 2.0 4.0 排放限值（g/km） HC 0.8 0.3 1.0 NOx 0.15 0.15 0.15
注：1.UDC：指 ECE R40 试验循环模式，包括全部 6 个市区循环模式的排放污染物测量， 采样开始时间 T=0。 2.UDC+EUDC：指最高车速为 90 km/h 的 ECE R40+EUDC 试验循环模式，包括市区和市 郊全部循环模式的排放污染物测量，采样开始时间 T=0。
从表 1.1 可以看出，新的排放标准是从摩托车冷启动开始采样，而且各种污染物 的排放限值相对于国Ⅱ标准有很大程度的提高，提高百分数如表 1.2 所示。
华中科技大学 硕士学位论文 单缸摩托车发动机电喷及试验系统设计与分析 姓名：徐宁宁 申请学位级别：硕士 专业：动力机械及工程 指导教师：蒋炎坤 2011-01-11
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要
我国摩托车产业发展迅速，摩托车产销量逐年上升，随着摩托车国Ⅲ排放法规的 实施，摩托车产业面临巨大的考验。事实证明，唯有摩托车电喷化才是满足国Ⅲ法规 的唯一有效措施。 这里以某单缸摩托车用汽油机为对象，对其电控系统进行研究，主要工作包括： 1) 电控系统总体方案的确定。系统采用电喷闭环控制加三元催化转化器技术， 进气量测量采用速度开度法，供油方式为进气道喷射并且采用无回油的燃油 供给系统，点火方式采用 ECU-CDI 点火。基于国产化选择传感器和执行器， 且在试验中满足系统性能及可靠性要求。系统结构简单，安装方便，性能可 靠，适合摩托车用发动机。 2) ECU 硬件电路及软件设计。根据实际要求自主设计了 ECU 硬件电路并进行 了相应的软件开发，实验表明其性能可靠、功能稳定。 3) 电控系统控制策略改进与试验验证。对空燃比、喷油、点火、怠速控制及安 全保护控制策略等进行了分析研究；通过所搭建的发动机试验台以及自主开 发的标定软件完成了电控发动机标定所需试验， 包括基本喷油点火 MAP， 各 种喷油修正表和各工况控制策略试验验证与参数标定；并且完成了改装后电 控发动机外特性的测试以及与原化油器发动机性能的对比分析。
机车柴油机燃油喷射系统模拟仿真计算
机车柴油机燃油喷射系统模拟仿真计算
张晓琨;李明海
【期刊名称】《柴油机》
【年(卷),期】2007(029)004
【摘要】在对某机车柴油机燃油喷射系统改进的过程中,使用计算机模拟软件GT-Fuel对燃油系统的性能进行预分析,在模拟计算的基础上选取合适的方案进行试验验证,结果表明:计算结果和试验结果二者吻合性较好,对设计改进具有指导意义.【总页数】3页(P11-13)
【作者】张晓琨;李明海
【作者单位】大连交通大学交通运输工程学院,辽宁大连,116208;大连交通大学交通运输工程学院,辽宁大连,116208
【正文语种】中文
【中图分类】TK423.8+4
【相关文献】
1.国产机车柴油机燃油喷射系统的改进 [J], 刘建伟;李明海;姜培良
2.国产机车柴油机燃油喷射系统的改进 [J], 李明海
3.大功率柴油机高压燃油喷射系统仿真计算与平台试验验证 [J], 方文超;甘海燕;赵伟;平涛
4.中速高增压机车柴油机燃油喷射系统研究及改进 [J], 程财鹤
5.大功率机车柴油机燃油喷射系统改进 [J], 李明海;王迁;李昂
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轿车柴油机燃烧系统参数的数值模拟研究
２ ． Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ￣ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆＡ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｂ ｏ ａ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ ０ ８ ２
Ｌｉ Ｊ ｕ ｎ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ，Ｈａ ｎ Ｚ ｈ ｉ ｙ ｕ，Ｃｈ ｅ ｎ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ＆ Ｌ ｉ ｕ Ｙｕ ｎ
１ ． Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｈ ｔ ｍａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ ０ ８ ２ ；
李 军成 ， 韩 志玉 ， 陈 征， 刘 云
（ １ ． 湖南大学先进动力总成技 术研 究 中心， 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ２ ；２ ．湖南大学， 汽车车身先进设计制造 国家重点 实验 室， 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ２ ）
［ 摘要 ］ 为揭 示喷孔的锥角与伸 出高度和燃烧 室形 状对缸 内燃 烧和排 放性 能的影 响 ， 用Ｋ Ｉ Ｖ Ａ程序建 立 了某 轿 车柴 油机缸内工作过程计算模型并经试验验证 ， 在低速部分负荷工 况对 ２种喷孔 锥角 、 ４种 喷孔伸 出高度和 ３种 燃烧室形状 的 ２ ４种参 数搭配下的燃烧过程进行数值模 拟。结果 表明 ， 喷孔锥角 的小 幅度 变化对 Ｎ Ｏ 和碳烟排放 的
Ａ Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
微型柴油机用喷油嘴的试验研究
率 范 围为 １５ ２ｋ ． ～２ Ｗ。其 中缸 径 ≤７ １ 的微 型柴 油 ０１／ ／１ １ 机 自９ ０年代 以来 发 展迅 速 ， 产 量 在 ６ 年 ０～８ 台 ， ０万 但
产 品质 量 未得 到应 有 的 提高 ， 中怠速 稳 定性 、 其 经济 性
２ 试 验 装 置
测 量 喷 油 过 程 喷 油 特 性 的试 验 装 置 如 图 １所示 。
在 喷油 泵端 和喷 油 嘴 端 各 装 上 一 个 压 电 晶体 传 感 器 ， 用来 测 量喷 油 系 统 的泵 端 和 嘴 端 压 力 ， Ｂｓｈ长 管 用 ｏｃ
法 测量 喷 油规 律 ， 油时 的泵端 、 喷 嘴端 压力 以及测 得 的 喷油 规 律 信号 经 电 荷 放 大 器 放 大 后 ， 与转 角 信 号 一 起
ｃｃ ｃｖｒ ｔｎｏ ｊ ｔ ｎｉ ｃ ａｇ ｍ ｌ ｄｔ ｃｎｍ ｃｐｒ ｒ ａｃ ｐｏｅ ．Ｇ ｏ ｒ ｒ ａｃ ａ ｅ ｙｌ ａ ａ ｏ ｆ ｎ ｉ ｈ ｅ ｓ ａ ｅｅｏ ｏ ｉ ｅ ｆ ｍ ｅｉ ｉ ｒｖｄ ｏｄｐｆ ｍ ｎ ｅＣ ｂ ｉ ｉｉ ｉｅ ｏ ｓ ｎ ｄ ｃ ｌ ａ ｈ ｎ ｏ ｎ ｓｍ ｅ ｏ ｎ
行 比较 。结 果表 明 ： 阀升 程 变小 ， 泵端 压 力及嘴 端 压 力有 所提 高 ， 油持 续期 延 长 ， 油循环 波 动 变 针 则 喷 喷 小 ， 机 经济 性 改善 ， 微 型 柴油 机上 应 用能 改善发 动 机性 能 。 整 在
关 键词 柴油 机 喷油 ｅｆｒＭ ｉｉｔ ｒ ｅｅ ｇｎ ｓ ｐ ｒｍｅ ｔｌＲｅｅ ｒ ｈ ｏ ｚ ｌ ｏ ｎ ａｕ ｅＤｉｓｌＥｎ ｉ ｅ
循 环喷 油 量和 燃烧 的不稳 定 性增 加 。 由于微 型 柴油 机
车用柴油机喷油泵实验台自动量油系统的研究
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仪器仪表学报
管 理 程 序 设 计 成 主 程 序 模 块 !用 来 管 理 系 统 的 工 作 !系 统 设 置 复 位"转 速"压 力"流 量"开 始"结 束"显 示"打 印
, 单片机系统的硬件设计
第 /+卷
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验台的量油系统进行智能化自动测量已成为可能4本 也可存储到外部数据存储器 >+5 中4=?=键盘用来
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第 D期
车用柴油机喷油泵实验台自动量油系统的研究
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输 入 数 据 或 指 令 !控 制 和 管 理 系 统 的 运 行 "
图 # 测试系统的组成
$%$ 油量测试系统的设计 本系统的设计主要是流量传感器的设计"由于本
测 量 系 统 的 信 号 处 理 电 路 有 信 号 放 大 电 路=E-F 转 换 电 路 =输 入 输 出 接 口 电 路 等 组 成 "本 系 统 有 三 个 调 节 信 号 !即 转 速 信 号 =压 力 信 号 和 流 量 信 号 " 其 中 流 量 信号和压力信号是模拟 信 号!在 量 程 范 围 内 保 持 线 性 变化!通过放大器放大后即可实现 E-F转换所需的要 求 " 转 速 信 号 为 脉 冲 信 号 !只 需 将 信 号 放 大 =调 节 到 满 足 单 片 机 输 入 要 求 的 QQ2电 平 即 可 " /\0 系 统 采 用 EFI[:芯片!完成一次转换的时间大约 <I]4"
电控单体泵燃油喷射系统的仿真策略研究
电控单体泵燃油喷射系统的仿真策略研究【摘要】21世纪随着工业技术的发展和应用，柴油机的保有量在迅速提高，新世纪保护生态环境、降低污染物排放成为各国发展的主题，因此高污染的特点成为柴油机进一步发展的瓶颈，随着我国颁布和实施国III、国IV排放标准，对电控电梯泵燃油喷射系统的改造升级成为行业面临的重要课题，建立该系统的仿真模型可以从多角度分析燃油喷射系统工作性能的影响因素，为改进工作提供依据。
电控单体泵燃油喷射系统属于电磁阀溢流控制式供油系统，对燃油喷射系统开展仿真研究不仅可以实现对柴油机的改进升级，而且也可以提高其排放的标准。
燃油喷射系统共分为：供油泵、高压油管以及喷油器系统三个部分，文中简单论述了电控单体泵燃油喷射系统的仿真结构，并深入分析了该系统的仿真过程与结果，为燃油喷射系统的匹配工作提供可靠依据。
【关键词】燃油喷射系统；仿真模型；研究分析0.引言21世纪随着工业技术的发展和应用，柴油机的保有量在迅速提高，新世纪保护生态环境、降低污染物排放成为各国发展的主题，因此高污染的特点成为柴油机进一步发展的瓶颈，随着我国颁布和实施国III、国IV排放标准，对电控电梯泵燃油喷射系统的改造升级成为行业面临的重要课题，建立该系统的仿真模型可以从多角度分析燃油喷射系统工作性能的影响因素，为改进工作提供依据。
电控单体泵燃油喷射系统属于电磁阀溢流控制式供油系统，对燃油喷射系统开展仿真研究不仅可以实现对柴油机的改进升级，而且也可以提高其排放的标准。
1.燃油喷射系统结构模型电控单体泵燃油喷射系统的工作原理是首先需要ECU发出驱动信号，然后高压电磁阀就会接通电源，接通电源之后的电磁阀会处于一种关闭的状态，同时柱塞作上升运动对密封燃油进行压缩，燃油进入高压油管之后会受到高压力波的作用，通过传播到喷油器中最终进入燃油喷入气缸[1]。
对该系统的仿真研究主要集中在燃油喷射系统的喷射过程，并需要考虑以下几点：①忽略喷射过程中燃油的温度变化；②高压油管的长度小于1m的时和最高喷射压力不是过高的情况下，可以忽略掉油路的摩擦，而且可以按照胜诉不变的微波管流进行处理；③将各个集中容积腔中的燃油视为均匀状态；④忽略燃油喷射系统的弹性变形等因素。
柴油机燃用小桐子油的喷油及燃烧过程模拟
柴油机燃用小桐子油的喷油及燃烧过程模拟王子玉;罗福强;梁昱;郭健【摘要】Based on three dimension CFD software, a simulation model was established for the work processes of diesel engine fueled with diesel or Jatropha curcas oil. The combustion process and spray development process of different fuels were simulated. The verifying of proposed model on single-cylinder direct injection diesel engine illuminates that simulation results are well consistent with test results. The spray development process and the fuel mass fraction distribution of 2 fuels were compared to discuss the spray difference. The results show that the distribution variation tendency of fuel mass fraction for different fuels is similar. The spray speed of Jatropha curcas oil is slightly larger at early injection stage and slower at main injection stage than those of diesel with low spray penetration. The injection timing of Jatropha curcas oil is early with smaller fuel mass fraction variation velocity than that of diesel. The zone of high fuel mass fraction of Jatropha curcas oil at later combustion stage is larger than that of diesel.%运用三维CFD软件,建立柴油机分别燃用纯柴油和小桐子油的计算模型.分析了柴油机燃用2种燃油的燃烧过程,模拟了喷雾的发展历程,通过在一台单缸直喷式柴油机上燃用柴油、小桐子油的试验采验证模型,模拟所得结果与试验结果较为吻合.通过对2种燃料的油滴颗粒发展和缸内燃油质量分数分布进行比较,对喷雾特性差异的成因进行了探讨.结果表明:不同燃油的质量分数分布变化的趋势大体相同,与柴油相比,小桐子油在喷射的初始阶段的喷射速度较柴油的略大,但主喷射期的喷射速度较低,油束的贯穿距离较小,小桐子油的喷射时间较早,在开始喷射后,小桐子油的质量分数分布变化速度明显小于柴油,到了燃烧后期,其燃油质量分数较高的区域较大.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】5页(P150-154)【关键词】直喷柴油机;小桐子油;喷油过程;三维模拟;燃烧【作者】王子玉;罗福强;梁昱;郭健【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;中国北方发动机研究所,山西大同037036;江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;贵阳学院机电系,贵州贵阳550003;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】TK464能源短缺和环境污染已成为影响内燃机应用和发展的关键因素.因此，开发新的对环境友好的可再生清洁能源日益得到各国的重视.在我国云南、广西、贵州、四川等一带山地，油料植物资源丰富，其中以小油桐最为突出，有望在这些地区用小桐子油作柴油机的辅助燃料.许多国内外学者已经开展了小桐子油作为柴油机代用燃料的研究［1-6］.但试验研究的周期长、成本高，且不能系统全面地研究发动机的缸内过程，制约了小桐子油在柴油机中的应用研究.多维燃烧模型能够研究缸内各参数随时间和空间分布的变化规律，不但能重现缸内过程宏观的表面特性，而且还能揭示并反映其微观机理.通过数值模拟对小桐子油在柴油机中的燃烧过程进行仿真，可弥补试验研究的不足.由于小桐子油的理化特性与柴油有所不同，因此燃烧过程与燃用柴油时相差较大，而目前针对小桐子油的燃烧过程的数值模拟研究鲜见报道.笔者使用CFD软件对燃用小桐子油的柴油机工作过程进行三维模拟，建立柴油机分别燃用纯柴油和小桐子油的计算模型，研究柴油机燃用2种燃油的燃烧过程，模拟喷雾的发展历程，并通过在一台单缸直喷式柴油机上燃用柴油、小桐子油进行试验验证.1 发动机台架试验采用自行开发的柴油机工作过程测量分析系统分别测量柴油机内的喷油和燃烧过程.试验装置见文献［7］.小桐子油和柴油的理化特性见文献［8］.试验工况为柴油机的标定工况，柴油机转速为2 200 r·min-1，平均有效压力为0.64 MPa，供油提前角为18°(文中的角度为曲轴转角)，喷孔直径为0.32 mm.试验燃料分别为柴油和小桐子油.依据上述系统测量了油管压力数据和缸内压力数据，如图1，2 所示. 图1 标定工况下不同燃料的油管压力对比图2 标定工况下不同燃料的气缸压力对比曲线从图1可以看出，由于2种燃料的黏度和密度不同，在相同的喷油泵、工况、喷油器和喷油控制策略下，与柴油相比，燃用小桐子油时油管压力峰值较大，其对应的相位提前(约4°)，油管压力上升始点提前.相应地，燃用小桐子油时的气缸压力峰值所在相位比燃用柴油时有所提前.从图2可以看出，由于燃用小桐子油时柴油机的喷油始点提前，着火始点也随之提前，比燃用柴油要早.2 CFD的建模2.1 计算网格的生成采用六面体单元对缸内的几何空间进行网格划分，划分时对缸内中心区域和顶部区域的网格进行了加密.动网格设置中，对于ω燃烧室内的网格设定为刚性运动网格;ω燃烧室上部的网格则根据活塞运动通过加层或减层来适应空间的变化.计算过程从进气门关闭时开始到排气门打开时结束，对应于文中柴油机的配气相位，计算从上止点前(BTDC)142°，到上止点后(ATDC)125°.图 3 为燃烧室的三维几何模型以及导入FIRE软件后的燃烧室模型.活塞在上止点时燃烧室网格数为52 288，在下止点时，网格数为106 048.图3 燃烧室模型2.2 相关计算模型运用连续性方程、动量守恒方程和标准k-ε模型，建立气体流动的CFD模型;设置的数值求解方法:二阶迎风差分格式离散对流项，中心差分格式离散扩散项，全隐式格式离散非稳态项.由于燃油的喷射过程十分复杂，是一种多相流现象，因而在进行数值计算时需要同时求解气相和液相的守恒方程［9］.对于液相，常基于离散液滴法(DDM)来进行数值模拟.气相控制方程求解采用欧拉法，液滴在计算网格中采用拉格朗日法对单个液滴进行追踪，两相间的耦合作用采用气液相互作用的附加源项来考虑.在模拟的子模型选用适合直喷式柴油机的模型:①破碎模型采用Wave模型，它的可调整参数不多，结果可靠，适用于多喷孔的柴油机;② 液滴扩散模型选用Enable 模型，碰壁模型选用walljet 1模型;③蒸发模型选用Dukowicz模型，它不需要进行迭代，计算时间短［9］.2.3 初始条件与边界条件模拟过程的计算从进气门关闭时开始，到排气门打开时结束，计算过程以曲轴转角作为时间步，计算步长为0.5°.计算中假设缸内的初始压力和温度均匀，初始压力和温度通过试验得到.初始涡流比按试验机型取值，为2.0.进气门关闭时的湍动能E TK和湍流长度尺度S TL［9］为式中:h为冲程;n为发动机转速;h v为气门最大升程.边界条件则包括速度边界和温度边界.温度边界采用恒温边界，分别取缸盖底部温度556 K、活塞凹坑温度593 K、气缸壁温度403 K.速度边界设定:气缸盖、气缸壁为静止壁面，速度为0.活塞顶的速度等于活塞运动速度.喷油过程的相关计算参数:喷孔直径为0.32 mm，喷孔数为4，燃油温度为353 K，环境温度为298 K，环境压力为0.1 MPa.3 计算模型的验证为了验证所选计算模型的模拟精度，选取标定点的缸内压力模拟值与试验数据进行对比.图4为标定工况下，燃用不同油时柴油机缸内压力的模拟值与试验值的对比.除了压力峰值部分略有差距外，燃烧的模拟结果与试验值吻合良好，整个运行工况下误差值在5%以内.图4 气缸压力试验与模拟值的对比4 模拟结果分析图5，6分别为标定工况时柴油机燃用柴油和小桐子油时缸内液滴颗粒图.d为液滴直径.图5a，b，c的曲轴转角分别为365°，370°，375°，图 6a，b，c 的曲轴转角分别为365°，370°，375°.由于喷油器的开启油压相同，而小桐子油的密度大，压缩率低(体积弹性模量高)，喷射时压力升高和传输更快，所以在喷射的初始阶段小桐子油的喷射速度较柴油的略大(见图5a，6a).但由于小桐子油的黏度高，流动性差，喷射时粒径较大，所以在主喷射期(上止点后10°)的喷射速度低于柴油，从而其油束的贯穿距离要小于柴油(图5b，6b).小桐子油产生的难以雾化的重质化合物会影响油气混合过程，在燃烧过程中局部富油缺氧而产生较多的CO.其高黏度导致喷射时产生的油滴索特平均直径也较大(约为柴油的1.8倍)，使得油滴的蒸发时间增长，从而降低油气混合速率，气缸压力峰值较燃用柴油时略低［7］.此后，不同的燃油液滴颗粒碰壁，气缸内的液滴逐渐减少.对比图5c，6c中的液滴颗粒数量，可以发现小桐子油的液滴数量较多，即其液滴颗粒存在时间较长，说明其混合、雾化进程比较慢.图7，8分别为标定工况时柴油机燃用柴油和小桐子油时缸内燃油质量分数分布图.w为燃油质量分数，图 7a，b，c，d，e 的曲轴转角分别为365°，370°，375°，380°，400°，图8a，b，c，d，e 的曲轴转角分别为365°，370°，375°，380°，400°.不同燃油的燃油质量分数分布变化趋势大体相同.其中，小桐子油的喷射时间较早，但是开始喷射后，小桐子油的燃油质量分数分布变化速度明显小于柴油，直到上止点后10°，小桐子油的燃油分布才发生明显的变化，这是由于前期缸内温度较低的情况下，小桐子油的黏度高，表面张力大，因此蒸发速度落后于柴油.此外，在燃烧后期，小桐子油的燃油质量分数高的区域分布较广，这是由于小桐子油挥发性能差，不利于燃烧的及时完成.不过2种燃油的组分都相对集中在燃烧室壁面附近，此时的燃烧以壁面的扩散燃烧为主.5 结论1)建立了柴油机燃用小桐子油的三维CFD模型，通过试验验证，气缸压力模拟结果与试验结果吻合较好.2)由于燃料的理化性质不同，与柴油相比，小桐子油在喷射的初始阶段喷射速度较柴油的略大，但喷射的粒径较大，所以在主喷射期的喷射速度较低，从而其油束的贯穿距离较小.3)通过对模拟结果燃油质量分数分布分析，可知小桐子油由于物理化学性质的原因，开始喷射后，其质量分数分布变化速度明显小于柴油;而在燃烧后期，燃油质量分数高的区域分布较广.参考文献(References)【相关文献】［1］ Sahoo P K，Das bustion analysis of Jatropha，Karanja and Polanga based biodiesel as fuel in a diesel engine［J］.Fuel，2009，88(6):994-999.［2］ Agarwal A K，Rajamanoharan K.Experimental investigations of perfprmance and emissions of Karanja oil and its blends in a single cylinder agricultural diesel engine ［J］.Applied Energy，2009，86(1):106-112.［3］ Banapurmath N R，Tewari P G，Hosmath R S.Performance and emission characteristics of a DI compression ignition engine operated on Honge，Jatropha and sesame oil methyl esters［J］.Renewable Energy，2008，33(3):1982-1988.［4］ Kumar M S，Ramesh A，Nagalingam B.An experimental comparison of methods to use methanol and Jatropha oil in a compression ignition engine［J］.Biomass and 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柴油机电控喷油器模型仿真设计研究
柴油机电控喷油器模型仿真设计研究李菲菲;贾利;吕慧;肖维【摘要】根据喷油器的结构与工作原理,基于准稳态模型提出喷油器模型的逻辑算法.喷油器模型以柴油机各部件的稳态特性数据为基础,采用特性MAP的方式建立.通过试验验证,在不同工况下单缸单循环喷油量与理论值误差不大,具备对控制策略先期验证及系统后期全面、快速仿真测试的能力.通过喷油器模型开展硬件在回路仿真测试可大大减少发动机台架试验的时间,有效缩短项目研发周期.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2018(000)016【总页数】2页(P44-45)【关键词】柴油机;喷油器模型;仿真测试【作者】李菲菲;贾利;吕慧;肖维【作者单位】中国北方发动机研究所,天津,300400;中国北方发动机研究所,天津,300400;中国北方发动机研究所,天津,300400;中国北方发动机研究所,天津,300400【正文语种】中文1 喷油器结构与工作原理电控喷油器是燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用是根据ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。
图1 喷油器结构高压燃油进入喷油器后分为两部分，一部分经节流阀流入控制腔，另一部分进入喷嘴腔。
当电磁阀不通电时，在电磁阀弹簧预紧力的作用下，电磁阀处于关闭状态，出油节流孔关闭，相同的油压同时作用在控制活塞的顶部和针阀承压锥面上，由于控制活塞顶部面积大于针阀锥面面积，因此针阀被压向座面，喷油器不喷油。
当ECU给电磁阀通电后，由于电磁吸力的作用，衔铁向上运动，出油节流孔开启，控制腔压力下降，作用在控制活塞顶部的燃油压力降低，这时作用在针阀承压锥面上的燃油压力克服弹簧压力和作用在控制活塞顶部的燃油压力将针阀升起，喷油嘴打开，开始喷油。
当电磁阀断电时，在电磁阀回位弹簧力的作用下，电磁阀关闭，共轨中的燃油又一次进入控制腔，控制腔的压力上升，控制活塞下行，喷嘴针阀关闭，停止喷油。
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２ 【 要】 摘 利用Ａ ＬＨ ＤＳ Ｖ －Ｙ Ｉ Ｍ模拟软件建立了１０ 柴油机喷油系 １ ５ 统的 仿真模型， 模拟了 此柴油机 《标定工况下的喷油性能， 从高压油管泵端压力以 及嘴端压力两方面与试验值进行了比较， 同时计算得出 ； 了 机燃油 规 样 喷射 律以 及压力室 压。 析了 油 分 样机不 通过改 足， 进供油凸 轮使得燃油 射压力 提高 喷 得到 。 ２ 关键词： 柴油机； 喷油系统； 模拟计算
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机 械 设 计 与 制 造
３ ２ 文章 编 号 ：０ １ ３９ （０ ０ ０ — ０ ２ ０ １０ — ９７ ２ １ ）８ ０ ３ — ３
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ
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Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
第 ８期 ２１ ０ ０年 ８月
单缸柴油机 喷油 系统的模拟计算与试验研 究
１弓Ｉ 言
我 国是世界上单缸柴油机产量最大的国家 ， 年产量达 ７ ０ ０ 万 台。随着石油资源的 日益匮乏以及环境污染 的 日益加剧 ， 现在
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对单缸机的节能环保要求不断提升。而对于单缸柴油机， 改善其
动力经济性能以及降低排放 的主要措施是机内净化 ， 优化单缸机 喷油过程则是机内净化的—个重要方面。以 １０ 柴油机为例建立 ５ １
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中图分类号 ： ＨＩ 。 ４ ４１６ 文献标 识码 ： Ｔ ２Ｕ ６ ． ３ Ａ
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模型库的建立［ 黑龙江工程学院学报，０ ８３ ｎ ２ ０（ ） ６ 谢伟莉． 基于 Ｐｏ ｒ／ Ｅ的减速箱齿轮三维参数化建 坍去 研究 ［］机械研究 Ｊ＿ 与应用，０ ８５ ２０（）
７ 罗家莉 基于 Ｐｏ ｒＥ的渐开线圆柱齿轮参数化设计［ ＿ ／ Ｊ 北京服装学院学报 ， ］ 图 ７参数变更后的齿轮三维实体模型
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４ 殷毅， 吴战国． 基于 Ｐｏ ｒ Ｅ的渐开线圆柱齿轮精确参数化建模ｌ ． ／ Ｊ 机械工程 ］
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５ 纪峻岭 ， 郑维日ｌ 月 基于 Ｐｏ ｎ ｉ ｅ 直齿锥齿轮参数化设计及 ｒ ｅｇ ｅｒ ／ ｎ 其二次开发
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