[發(fā)明專利]一種脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710412311.2
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107133424A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉福水;康寧;黎一鍇;王沛;花陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,付雷杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)燃燒分析、故障診斷以及反饋控制領(lǐng)域，具體涉及一種脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法。

背景技術(shù)

脈動式燃油噴射系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)改造較小，具有噴油量和噴油正時靈活可控的工作特性，能夠?qū)崿F(xiàn)超過200MPa的噴油壓力，加上高壓油管短且連接接頭少，燃油系統(tǒng)管路發(fā)生泄露的問題較高壓共軌燃油系統(tǒng)而言優(yōu)勢明顯。另外，其系統(tǒng)性能可靠和壽命高。因此，脈動式燃油噴射系統(tǒng)在中、重型柴油機(jī)上得到較廣泛的應(yīng)用。

目前，關(guān)于脈動式燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)研究主要集中在脈動式燃油噴射系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計、電控單元的設(shè)計、結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化、控制策略的優(yōu)化、壓力波動原因分析、噴油量循環(huán)波動原因分析以及由控制閥所引起的“空化”問題等方面。尚沒有相關(guān)科學(xué)及技術(shù)文獻(xiàn)給出脈動式燃油噴射系統(tǒng)中噴油器針閥的運(yùn)動與燃油壓力波動之間的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)燃油噴射系統(tǒng)正常工作時，噴油器針閥的打開和關(guān)閉動作均會引起高壓燃油的壓力波動。本發(fā)明通過對針閥的運(yùn)動及燃油壓力波動特點(diǎn)的詳細(xì)分析，能夠在燃油壓力曲線上確定與針閥各動作相對應(yīng)的燃油壓力特征點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)針閥位移曲線的預(yù)測，有利于技術(shù)人員對發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃燒分析、故障診斷以及反饋控制。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法，根據(jù)噴油器針閥的運(yùn)動特點(diǎn)和燃油壓力曲線上的壓力波動特點(diǎn)，確定針閥打開和關(guān)閉的相位，進(jìn)而通過對壓力波的延遲計算得到針閥的位移曲線，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃燒分析、故障診斷以及反饋控制的目的。

一種脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法，具體過程為：

步驟一：測試脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥的燃油壓力曲線；

步驟二：在燃油壓力曲線上確定針閥開始打開時、針閥x％打開時、針閥y％關(guān)閉時及完全關(guān)閉時的燃油壓力特征點(diǎn)，x％等于當(dāng)針閥處有效流通面積與噴孔總面積相等時的針閥位移與針閥最大升程之比，x％與y％之和為1；

步驟三：計算針閥在各燃油壓力特征點(diǎn)的壓力波傳播的延遲相位；

步驟四：根據(jù)所述延遲時間計算針閥開始打開時、針閥打開處有效流通面積與噴孔總面積相等時、針閥關(guān)閉處有效流通面積與噴孔總面積相等時及完全關(guān)閉時的相位，利用各相位預(yù)測針閥的位移曲線。

進(jìn)一步地，所述針閥開始打開時的燃油壓力特征點(diǎn)為燃油壓力變化率開始大幅下降的起點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述針閥x％打開時的燃油壓力特征點(diǎn)為燃油壓力曲線升高階段內(nèi)壓力波的波谷點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述針閥y％關(guān)閉時的燃油壓力特征點(diǎn)為燃油壓力曲線下降階段內(nèi)壓力波的波谷點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述完全關(guān)閉時的燃油壓力特征點(diǎn)為燃油壓力曲線下降階段內(nèi)壓力波的波峰點(diǎn)。

有益效果：

1、本發(fā)明提出的脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法，可以代替針閥位移傳感器，解決位移傳感器安裝困難、成本高等問題。

2、本發(fā)明提出的脈動式燃油噴射系統(tǒng)噴油器針閥位移曲線預(yù)測方法，工作原理簡單，可以快速得到針閥的位移曲線，方便對發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃燒分析、故障診斷以及反饋控制。

附圖說明

圖1為電控單體泵試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖；

圖2為針閥位移曲線預(yù)測流程圖；

圖3為凸輪轉(zhuǎn)速1250r/min、噴油持續(xù)期15°CAM工況下的燃油壓力曲線；

圖4為不同噴油器彈簧預(yù)緊力下的針閥位移、燃油壓力曲線和燃油壓力變化率曲線；

圖5為不同針閥最大升程下的針閥位移和燃油壓力曲線；

圖6為不同針閥關(guān)閉響應(yīng)時間下的針閥位移和燃油壓力曲線；

圖7為針閥位移曲線預(yù)測值與試驗(yàn)值的對比圖。

其中，1-油箱，2-濾網(wǎng)，3-輸油泵，4-一級粗濾，5-二級粗濾，6-調(diào)壓閥，7-油壓表，8-一級細(xì)濾，9-二級細(xì)濾，10-單向閥，11-針閥，12-電控單體泵，13-瞬態(tài)壓力傳感器，14-機(jī)械噴油器，15-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，16-高壓油管，17-EFS單次測量儀，18-EFS采集單元，19-凸輪軸，20-試驗(yàn)臺控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。