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当代先进的车用柴油发动机都采用电子控制技术,而电控柴油喷射系统是电控柴油机的核心部分。如何获得满足使用要求的系统动态特性,包括其核心部件——电磁控制旁通阀的动态响应特性和液力系统的动态特性,是所有电控柴油喷射系统面临的关键技术问题。因此,深入研究电控系统的动态特性并掌握其规律,有助于开发新的电控柴油喷射系统。
本文介绍了作者对时间控制的脉动式电控柴油喷射系统动态特性所进行的一系列试验分析和机理研究;以及结合仿真分析,对电控单体泵柴油喷射系统进行的开发。所取得的研究成果主要表现在以下几个方面。
首先查明了影响清华大学早先开发的一种电控直列泵-管-阀-嘴式柴油喷射系统的电磁阀动态响应特性和液力系统动态特性的因素及影响规律,有针对地改进了电控柴油喷射系统的液力系统结构,解决了高压油管嘴端主喷射前不能形成稳定残余压力的关键技术问题,从而实现了电控直列泵-管-阀-嘴式柴油喷射系统的最终匹配与优化。
在分析电磁阀电磁特性和阻尼特性的基础上,开发出一种新的满足响应要求的电磁阀的基本结构,利用电磁仿真计算,改进设计了电磁铁芯的结构。提出了油膜阻尼的简化计算方法,与有限元方法相比较,简化方法能较为准确地估算出最佳阻尼孔的位置。
在试验研究该电控直列泵-管-阀-嘴式柴油喷射系统液力特性的基础上,建立了电控柴油喷射系统的仿真计算模型,分析了影响电控柴油喷射系统动态特性的因素。最后,又将所有前述研究成果应用于结构类似的电控单体泵喷射系统的开发,开发出了一种新的电控单体泵系统的基本结构,并优化出了带出油阀的电控单体泵柴油喷射系统。
试验研究表明,新开发的电控单体泵柴油喷射系统的动态特性明显优与早先的电控直列泵-管-阀-嘴式柴油喷射系统,其电磁阀的动态响应特性以及液力系统的动态特性基本上达到了国外同类电控柴油喷射系统的水平。
本论文研究所得到的技术和经验,从电控柴油喷射系统的部件到喷射系统总体,都具有实用价值,现已开始产业化。