柴油机电控喷油器性能研究与响应优化

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中文摘要：随着全球能源紧缺以及发动机尾气排放问题日益严重，推行高效低污染的柴油机势在必行。高压共轨燃油喷射系统的改进与研发至今仍是柴油机发展的重要方向，良好的高压共轨燃油喷射系统能够明显改善柴油机的动力性、经济性、环保性。本文在分析了电控柴油机高压共轨燃油喷射系统的发展历程及国内外研究情况的基础上，运用数值模拟的方法对影响电控柴油机高压共轨喷油器的响应性能的因素进行了分析，并运用遗传算法对喷油器的响应性能进行了优化，最终给出了优化方案。首先，本文对电控柴油机高压共轨燃油喷射系统的结构组成与工作原理进行了介绍，分析了喷油器响应特性对柴油机工作性能的影响并给出了响应性能相关评价指标。依据实际的需要对电控柴油机高压共轨燃油喷油器作出了一些简化假设，在此基础上建立了相应的数学模型。运用AMESim软件搭建了电控柴油机高压共轨喷油器的仿真计算模型并进行了试验验证，结果表明，计算误差在工程允许的范围内，能够满足仿真模拟的要求。其次，在搭建的仿真计算模型的基础上，对共轨压力、喷油脉宽、进油孔孔径、出油孔孔径、控制腔容积、针阀弹簧预紧力、针阀弹簧刚度、控制阀最大升程、进油孔流量系数、出油孔流量系数、喷油孔流量系数等参数对响应性能的影响进行了详细分析，对优化喷油器结构提供了参考。最后，本文运用遗传算法以喷油器针阀开启到达时间最小和针阀关闭落座时间最小为目标函数进行优化，结果表明：在其他参数不变时，针阀弹簧预紧力为62.176N、进油口孔径为0.2506mm、回油口孔径为0.29mm、控制阀最大升程为0.06mm时，针阀整体响应性能最佳，优化后的喷油器针阀动态响应性能较优化前提升了32.79%。

作者：

孔令飞

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关键词：

柴油机电控喷油器响应特性 AMESim软件遗传算法

授予学位：

硕士

学科专业：

船舶与海洋工程

导师：

张德福、宋东先、张灜

学位年度：

2019

学位授予单位：

天津理工大学

语种：

中文

中图分类号：