[發(fā)明專利]一種高壓共軌噴油器噴孔處燃油生熱計(jì)算方法

有效

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• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112211736B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙建輝;盧相東
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F02D41/38
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明的目的在于提供一種高壓共軌噴油器噴孔處燃油生熱計(jì)算方法，包括如下步驟：在沒有外部功時(shí)，在節(jié)流孔前后燃油滯止焓守恒，定義噴嘴孔上游和下游目標(biāo)燃油的位置與孔口距離，對溫度和壓力進(jìn)行雙求導(dǎo)，對燃油比焓的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行從噴嘴孔上游燃油壓力到下游燃油壓力的積分，得到噴孔上下游壓差引起的燃油穩(wěn)態(tài)溫升，在考慮到噴射脈寬基礎(chǔ)上定義新的系數(shù)，建立不同噴射脈寬下噴油器工作時(shí)噴嘴孔處燃油的穩(wěn)態(tài)溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，提取試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，預(yù)測在不同噴射脈寬和噴射壓差下燃油生熱值。本發(fā)明解決無法實(shí)現(xiàn)噴孔內(nèi)溫升的預(yù)測技術(shù)問題。提供的計(jì)算方法可以和共軌噴油器噴射特性模型進(jìn)行實(shí)時(shí)耦合，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的循環(huán)噴油量精確預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種高壓共軌計(jì)算方法，具體地說是高壓共軌燃油生熱計(jì)算方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境污染和化石資源枯竭，更高的熱效率成為柴油機(jī)行業(yè)追求的目標(biāo)。高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)由于可以實(shí)現(xiàn)噴射特性不取決于發(fā)動機(jī)工況而成為現(xiàn)代化柴油機(jī)燃油系統(tǒng)不可或缺的重要系統(tǒng)。共軌噴油器是高壓共軌系統(tǒng)的重要部件之一，在對噴油器進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，更多集中開展結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制參數(shù)等對噴射特性的影響。專利《一種共軌噴油器一致性的在線診斷方法》通過采集噴油器噴射動作引起的壓力降推算實(shí)際噴油器噴入氣缸內(nèi)的燃油量，在推算時(shí)假設(shè)燃油的彈性模量為定值。實(shí)際上，在高壓燃油從噴油器噴孔噴射出去時(shí)，噴孔作為一個(gè)節(jié)流孔，帶有高壓差的燃油通過節(jié)流孔后會導(dǎo)致燃油溫度的升高，燃油溫度的改變導(dǎo)致燃油彈性模量等物理性質(zhì)的變化，而上述專利在進(jìn)行噴油量推算時(shí)采用不合理的假設(shè)條件可能導(dǎo)致噴油量預(yù)測精度的下降。在現(xiàn)代化的高壓共軌噴油器噴射特性計(jì)算中，噴嘴噴孔處燃油生熱的計(jì)算是重要的，可實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確地預(yù)測循環(huán)噴油量等噴射特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供可以準(zhǔn)確預(yù)測不同噴射壓力下噴嘴處燃油的溫升，同時(shí)能夠和噴射特性計(jì)算模型進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)噴射特性和燃油溫升實(shí)時(shí)計(jì)算的一種高壓共軌噴油器噴孔處燃油生熱計(jì)算方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種高壓共軌噴油器噴孔處燃油生熱計(jì)算方法，其特征是：

(1)設(shè)共軌噴油器內(nèi)高壓燃油流經(jīng)噴孔的過程為絕熱節(jié)流膨脹過程，在沒有外部功時(shí)，在節(jié)流孔前后燃油滯止焓守恒：

上式中，h為燃油的比焓，是溫度T和壓強(qiáng)P的函數(shù)，u為燃油流動速度，下標(biāo)up和dw分別代表噴孔的上游和下游；

(2)定義噴嘴孔上游和下游目標(biāo)燃油的位置與孔口距離為X，并認(rèn)為噴孔上游處燃油流速u_up和下游燃油流速u_dw相等，即u_up≈u_dw，對公式中的溫度和壓力進(jìn)行雙求導(dǎo)為：

上式中，C_p為燃油定壓比熱容，ρ為燃油密度，體積熱膨脹系數(shù)β為：

(3)對燃油比焓的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行從噴嘴孔上游燃油壓力P_up到下游燃油壓力P_dw的積分，得到噴孔上下游壓差引起的燃油穩(wěn)態(tài)溫升為：

上式中，ε為在壓差ΔP下燃油連續(xù)流經(jīng)噴孔時(shí)穩(wěn)態(tài)溫升系數(shù)；

(4)針對高壓共軌噴油器為脈沖噴射，在考慮到噴射脈寬t基礎(chǔ)上定義新的系數(shù)ε^*為：

(5)建立不同噴射脈寬下噴油器工作時(shí)噴嘴孔處燃油的穩(wěn)態(tài)溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，提取試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)對公式進(jìn)行擬合，得到對應(yīng)的擬合系數(shù)a₁-a₄，公式ΔT＝ε^*×ΔP預(yù)測在不同噴射脈寬和噴射壓差下燃油生熱ΔT值：