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发动机开发设计中高压共轨技术的实践

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摘要:柴油机发动机开发中,运用了高压共轨技术,与此同时促进柴油发动机开发设计方案的不断完善。为减少发动机噪音,减少污染,将高压共轨技术广泛运用于柴油发动机开发设计中。本文首先介绍高压共轨柴油发动机的构成,然后介绍高压共轨柴油机喷射技术的优势,最后介绍高压共轨技术在柴油发动机开发设计中的运用,同时还进行喷射结构优化案例分析,以此方式增强人员对柴油发动机的开发设计意识,掌握高压共轨技术。

关键词:高压共轨技术;柴油发动机;开发设计;实践分析

引言

汽车行业发展促进柴油发动机开发设计技术的不断进步,推动高压共轨技术的广泛运用。对于当前的柴油发动机开发设计方案进行及时分析,促进开发设计技术的再次完善。明确柴油发动机开发设计要点,掌握高压共轨技术,根据复杂的执行元件及柴油电控喷射系统,形成多样化的高压共轨柴油机,了解其供油方式,掌握燃油压力以及柴油机负荷和转速,便于提高对柴油机运行过程的重视,以高效的运行速度,更好的服务于行业。

1高压共轨柴油发动机的介绍

高压共轨柴油机发动机主要是由电子控制单元、传感器、执行元件等部分构成,复杂的执行元件和柴油电控喷射系统组成高压共轨柴油机,为提高系统运行的有效性,及时了解柴油机供油方式,明确其系统功能[1]。避免喷射过程影响燃油机运行,采用高压共轨形式,有效控制喷油量,改善现有的燃油消耗,进一步改善燃油消耗,避免高压共轨柴油发动机运行中产生巨大噪音和振动,只有这样方可更好的满足行业发展需求。

2高压共轨柴油机喷射技术的优势

高压共轨柴油机喷射技术具有广阔的运用市场,系统运行的稳定性和可靠性有保障,燃油喷射均匀,同时燃烧控制精准度很高。高压共轨柴油机的使用情况与实际情况相符,在电子系统控制中,保持燃油压力一定,由电子控制单元来确定喷油量,更好的达到了节约能源保护环境的良好作用[2]。运用高压共轨技术来进行柴油机系统的开发和利用,科学控制喷油压力,将高压共轨技术运用在柴油发动机开发设计中得到广泛运用。

3高压共轨技术在柴油发动机开发设计中的运用

3.1柴油发动机开发设计

依据国家部门对机动车尾气排放法规的要求,为进一步提升产品功能,继续加大对高压共轨柴油机的研究力度,对各个零件进行科学设计,改进燃烧系统,保持燃油压力。明确柴油机系统功能及技术参数,选择高压共轨系统,对水温传感器、油轨、高压油管、喷油器、转速传感器、温度传感器等进行重点分析,将油轨设置在气缸盖上,更好的满足高压油管长度要求[3]。

3.2可靠性

积极提高发动机运行的可靠性,根据相应的设计目标,以提升发动机的安全性为主,将发动机目标设置在一定范围内,对发动机的各个零件进行有限元分析。首先构建有限元三维模型:采用三维造型软件对气缸盖、气缸套、主轴承盖、齿轮室盖、油底壳、悬置支架、主轴承盖螺旋等各个零件进行有效的设计,成功构建三维实体模型[4]。构建发动机整体有限元计算模型,及时明确各个坐标信息,考虑机体组件的主要作用,了解实际工况,保持一定的爆发压力,有效减少活塞侧压力的影响,将机体全部安装在整车上,将飞轮壳与离合器连接起来,及时固定好螺栓,避免位置发生移动。了解气体压力、活塞压力、运动部件的荷载力,明确柴油发动机发火顺序,将气体压力作用在气缸内,从而减少活塞侧压力的影响。

3.3气缸套变形分析

了解气缸套变形状况,了解气缸套运行特点,对于气缸底部与顶部的最大半径提高重视,确保各缸各截面最大半径的变化,运用高压共轨技术来了解柴油机开发设计现状,分析缸质上的应力,固定好螺栓,提高钢质气缸质的密封性,明确油孔和水孔压力。分析柴油机的运行状况,了解冷却水的密封性,了解渗水变化,掌握气缸套变形情况。

3.4系统开发

3.4.1高压共轨燃烧系统燃烧系统是柴油发动机性能得以体现的关键,主要包括混合气形成方式、燃烧方式、进气系统定义、电控系统与燃油系统匹配等内容,为研究柴油机内的燃烧情况,某工作人员利用高压共轨系统,同时结合电控系统,在燃油嘴中以喷射方式形成混合气,从而实现燃烧。系统燃烧环节,人员及时关注燃烧室状态,同时明确燃油参数、进气参数、燃烧程度等信息,便于降低柴油机运行中的排放,更好的提高了燃烧质量。电控系统的主要作用是有效控制喷油量,实践中得知,高压油泵能够为柴油机提供160MPa的燃油,采取燃油雾化方式提高燃烧质量,从而实现了节油的目的,同时还最大程度减小燃烧过程中燃油的压力波动。

3.4.2燃油喷射系统为有效的开发柴油机燃油喷射系统,作业人员积极了解喷射高度、喷油落点坐标、喷射高程等具体信息,同时合理布置喷油器,进一步优化喷油器功能,在此基础上,促进了喷射系统功能的不断完善。平时工作中时常出现严重的油压波动问题,为解决这个问题,从实际情况出发,及时考虑内部管路与喷油器的连接是否可靠,并认真检查高压共轨与喷油器连接是否牢固。明确柴油机整体的密封性要求,便于及时确定柴油机高压共轨燃油喷射系统的开发方案,为确保燃油喷射系统开发的有效性,还对运用软件进行了有效测试,比如某人员及时展开燃油喷射系统软件测试工作,及时关注预喷油量、主喷提前角、喷油总量、轨压等参数信息,并在满足喷射系统标准油温前提下,加强噪声控制。

3.4.3冷却系统高压共轨柴油机的冷却系统主要采用双节温技术,及时了解冷却系统运行原理,如:打开大循环,小循环通道关闭,散热量增加,冷却下来。以现场模拟为出发点,作业人员根据气缸尺寸和缸盖套具体情况来设计冷却装置,为提升冷却效果,积极开发升温系统,让冷却液顺利流过水套壁并实现升温,在此环节,采取的是大小循环结合的操控模式。

3.5开发设计工艺优化

柴油机开发设计中,及时对相应的操作工艺进行优化,促进技术创新,有效控制活塞铸造中网状碳化物的含量,根据统一标准,将网状碳化物的含量控制在3.3%到3.8%范围内,稳定原始组织,强化波动控制,以此方法避免后期出现裂纹。优化模型控制参数,利用专用软件,了解各个工况点,分析最低油耗,确定喷油压力和喷油提前角,掌握高压共轨电控柴油机开发技术优化工序,比如在活塞杆铸造生产环节,对涂料厚度与配比、铸造砂型预热温度与时间、浇筑参数、冷铁厚度与大小等做好控制,关注活塞杆冷却效果,对于活塞杆对活塞基体组织的影响进行综合分析,以提升系统安全性为第一考虑,避免冷却速度过快,及时处理好活塞杆表面的裂纹,促进设计工艺优化。掌握喷射系统定时标定的知识,利用喷油系统电磁阀的喷射脉冲确定喷射定时,主要采用基于时间的喷射定时和基于角度的喷射定时这两种方式,更好的提升了喷射系统运行的可靠性。在喷射系统定时过程优化的环节,及时根据最终喷油量和喷油速度来确定柴油发动机运行时的喷油定时值,同时根据进气温度和进气压力进行基本值修正,实时了解冷却水温变化,使得最终喷油定时更为有效。

4柴油发动机喷射结构优化案例分析

工作人员为提升高压共轨柴油机的可靠性,对喷射系统进行优化设计,比如优化喷油器,关注电磁阀打开后油压的变化,对现有的喷油器进行技术优化,采用电控式喷油器精准了解喷油规律及喷油量信息。依据喷油指令,采取脉冲喷油方式,指令脉冲宽度决定喷油量,快速实现多次喷射[5]。优化喷油器电气参数,合理改进喷油器结构设计,更为精准的掌握喷油量、喷油速度、喷油定时等信息,满足电控喷射系统要求,广泛运用高压共轨电控原理,对原有的喷射结构做出科学改进与优化,采用电控喷射形式,减少废气排放量,降低柴油机运行产生的噪声。

5结束语

工作人员了解高压共轨柴油机发动机的构成,明确各项技术参数,科学的进行柴油发动机开发设计。改进燃烧系统,保持燃油压力,电子控制单元来确定喷油量,了解气体压力、活塞压力、运动部件的荷载力,明确柴油发动机发火顺序,以提升系统安全性为第一考虑,避免冷却速度过快,对于活塞杆对活塞基体组织的影响进行综合分析,对现有的喷油器进行技术优化,采用电控喷射形式,提升高压共轨柴油机运行的可靠性。

参考文献:

[1]江立.高压共轨技术在柴油发动机开发设计中的应用[J].现代职业教育,2016(15):85.

[2]李小燕,黄军.解决高压共轨柴油机燃油系统聚气引起汽车发动机熄火和起动困难的技术难题[J].内燃机与配件,2014(9):35-37.

[3]周胜利,冯勇,郑尧军,等.基于喷射故障控制高压共轨柴油机仿真实训台开发[J].科技通报,2016,32(5):232-235.

[4]王瑞,于正同.一种高压共轨柴油发动机的轨压控制算法[J].测控技术,2015,34(12):86-89.

[5]谭小锋,张奇峰,蒲德星.汽车柴油发动机电控高压共轨维修技术的应用[J].商业故事,2016(8):29.

作者:王嘉楠 单位:浙江吉利新能源商用车集团有限公司

发动机开发设计中高压共轨技术的实践责任编辑:张雨    阅读:人次