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ME主机燃油喷油系统仿真研究

谢钧  
【摘要】:随着日益严格的强制性排放控制法规和能源危机,对柴油机性能提出了更高的要求,而燃油喷油系统是柴油机动力来源,对柴油机的可靠性、动力性、排放性以及经济性等各项性能都有相当重要的影响,是研究改善柴油机性能发展无法绕开的问题。本文以ME型柴油机的燃油喷油系统为研究对象,将其与MC型柴油机总体结构设计进行对比分析,阐述ME型柴油机的结构设计在性能上的优越性。通过深入分析该系统结构组成和工作原理,包括燃油增压泵、FIVA阀、喷油器,蓄能器。对整个喷油系统做出适当的假设和简化,结合流体力学控制方程组、系统部件的运动方程和状态方程,基于一维非定常可压缩流体理论对各组成部分工作过程建立了数学模型,通过查阅资料确立合理参数,采用Simulink仿真工具进行建模,包括液压泵模型、共轨管模型、蓄能器模型、燃油泵模型、先导针阀与主针阀模型,结合实际情况将各个模型联立在额定工况下进行模拟仿真并得出仿真结果,包括液压动力系统、燃油增压泵、先导针阀、主针阀的仿真曲线。结果表明曲线所示性能指标符合柴油机实际运行工况,验证了模型的准确性与参数选取的合理性。针对ME型柴油机的燃油喷油系统的特点,本文选取了对燃油喷射性能影响较大的关键参数,包括柱塞增压面积比、柱塞腔容积、先导针阀预紧力、主针阀预紧力、喷孔直径、喷嘴流量系数与喷孔数目进行模拟仿真并对结果进行对比分析得出:ME型柴油机的燃油喷油系统结构参数需在一定范围内选取,太大或太小都会对燃油喷油特性产生不同程度的影响。通过对燃油喷油系统的仿真建模分析,可以总结出一些改善燃油喷油性能的方法,对燃油喷油系统的部件选型与参数优化都有一定的指导意义。


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