国家自然科学基金(51275309) 作品数:32 被引量:65 H指数:5 相关作者: 张振东 程强 郭辉 尹丛勃 谢乃流 更多>> 相关机构: 上海理工大学 上海工程技术大学 上海交通大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 上海市教育委员会创新基金 国家教育部博士点基金 更多>> 相关领域: 动力工程及工程热物理 机械工程 交通运输工程 一般工业技术 更多>>
GDI喷油器金属注射成形加工技术 2014年 GDI喷油器中的磁路零件作为核心部件,对加工技术的要求非常高,而传统金属切削存在效率低、精度低、材料利用率低、性能不稳定等缺点,故将金属注射成形技术(MIM技术)引入GDI喷油器的生产过程中。根据GDI喷油器性能要求和MIM技术的成形特点,选择铁基纳米晶软磁合金粉末Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9作为GDI喷油器磁路零件的成形材料,并对磁路零件进行结构优化设计。通过对样品生产过程的全程跟踪测试,分析了MIM技术较传统技术在生产制造、理化性能、软磁性能等方面的优势。分别采用三维电磁有限元仿真和试验测试的方法,对不同成形技术的GDI喷油器样品进行了性能对比分析。结果表明,采用MIM技术加工的样品有效降低了集肤效应和涡流损耗的影响,启动电流上升速率加快,动态响应时间缩短,动态喷油量升高,并且动态喷油量线性范围扩大,GDI喷油器的综合性能显著提高。 程强 张振东 郭辉 谢乃流关键词:金属注射成形 喷孔结构对多孔GDI喷油器喷雾特性的影响 被引量:6 2014年 喷孔结构直接决定多孔非对称缸内直喷汽油(GDI)喷油器的孔内流动状态,进而影响GDI喷油器的雾化特性.建立了不同喷孔内圆倒角、喷孔长径比和喷孔锥角等几何参数模型,并结合CFD仿真、高速摄影和激光测量技术对不同喷孔参数的空穴现象、喷雾形态、贯穿距离和索特平均直径的概率密度等进行了研究.结果表明:喷孔内圆倒角有利于减弱空穴现象,增加贯穿距离,但油雾的索特平均直径增大;喷孔长径比对于空穴现象的影响不明显,对贯穿距离和平均索特粒径的影响并不遵循线性规律;喷孔锥角对空穴现象的影响较小,喷雾贯穿距离随着喷孔锥角的增加而减小,但每一束油束锥角变大,喷雾范围扩大,雾化质量提高. 程强 张振东 谢乃流 朱希关键词:流动特性 GDI多孔喷油器喷雾特性的试验与仿真研究 被引量:3 2015年 利用工程分析软件AVL FIRE在不同进出口压力、燃烧室温度、长径比及喷孔倾角等变量条件下,对GDI喷油器流量特性、雾化形态、贯穿距离及雾化颗粒进行仿真分析,并采用高速摄影技术对仿真结果进行验证。研究结果表明:仿真与试验结果相吻合;随着喷射压力增大,雾束的贯穿距增大,雾化效果显著提高;燃烧室压力增大会使喷雾雾化粒径减小;燃烧室温度提高可使喷雾液滴蒸发加快,有利于混合气的形成;较小的喷孔直径使得孔内流速较高,雾化效果更理想;喷孔长度变化对喷雾的影响并不显著;喷孔倾角增大,喷雾粒径也相应增大。 朱希 张振东 程强关键词:内燃机 流动特性 低压电控喷油器无效喷油时间测量方法 被引量:1 2014年 以低压电控喷油器的结构模型为基础,结合电磁场理论分析了喷油脉冲作用下衔铁组件的运动历程以及线圈电流的变化规律,证实了衔铁组件运动过程中,特征位置出现的时刻与线圈电流突变时刻的一致性。依此提出了一种针对无效喷油时间的非接触式测量方法,并应用单片机技术开发了一款测量系统。通过试验对比的方法对测量系统进行了验证:测量结果的绝对误差最大值为0.02ms,相对误差最大值为2.94%。 叶昌 张振东 程强关键词:电控喷油器 测量方法 汽油发动机 电控喷油器流量特性及动态响应测试系统研究 被引量:2 2018年 针对当前喷油器检测的过程繁琐及人工读取结果参数误差大、精度低的问题,对高阻电控喷油器的工作原理进行了研究,分析了其流量特性及动态响应的检测意义,提出了一种基于ARM Cortex-M4内核单片机以及LabVIEW软件的电控喷油器流量特性及动态响应检测系统;系统以ARM单片机为控制核心,控制喷油器运作并采集相关信号,使用LabVIEW作为上位机显示结果曲线,后台结合Matlab script脚本对结果曲线数据进行了滤波及计算,帮助测试人员得出了精确结果。试验结果表明:该测试系统可以对电控喷油器的流量特性及动态响应进行高效率的自动检测,流量特性的测量误差小于0.02 mg,动态特性的测量误差小于7.1 us。 唐超 张振东 丁力 尹丛勃关键词:电控喷油器 测试系统 LABVIEW 单片机 GDI喷油器电磁场对动态响应特性影响的研究 被引量:2 2016年 为揭示不同电磁场参数对GDI喷油器动态响应特性的影响机理,建立了某款GDI多孔喷油器电磁阀的数学模型和Maxwell三维瞬态电磁场仿真模型,并进行仿真。结果表明:适当减小电磁线圈匝数、保持电压、工作气隙和滑动气隙,增大开启电压可有效改善喷油器的动态响应特性。另外,为降低铁芯的涡流损耗,结合参数匹配对GDI喷油器及其磁路进行了综合改进,使GDI喷油器的动态响应特性明显提高。 孔祥栋 张振东 谢乃流 程强 尹丛勃关键词:电磁阀 气助式直接喷射喷油器动态喷雾场数值模拟及试验 被引量:1 2013年 为了研究小型飞机发动机气助式直接喷射(air-assisted direct injection,AADI)喷油器喷雾形态及发展规律,采用数值模拟和高速摄影技术对其动态喷雾场进行研究.以锥阀运动的物理学模型为数值计算的移动边界条件,结合动网格技术对AADI喷油器动态喷雾场的速度分布、静动压分布和不同时刻雾化颗粒的空间分布进行动态数值模拟分析.以0.2ms为步长,对3.0ms内不同锥阀开启时刻的喷雾形态、雾化颗粒和贯穿距离进行了试验和仿真对比分析.结果表明:采用CFD仿真模拟技术可对AADI喷油器动态喷雾场的速度分布、压力分布、喷雾形态等参数进行定性分析,有利于揭示喷雾的发展规律,同时通过对喷雾粒径和贯穿距离的定量对比分析,表明了仿真计算的精确性,数值模拟计算与试验结果误差小于5%,满足工程应用的要求. 程强 张振东 谢乃流关键词:数值模拟 高速摄影 动网格 电控汽油喷油器动态响应及流量特性测试系统研究 被引量:5 2014年 分析了进气道喷射式电控汽油喷油器的结构及工作原理,利用钢球完全开启及完全关闭时刻线圈电流曲线出现拐点的特点,提出一种基于线圈电流变化的电控汽油喷油器动态响应时间测量方法,并以单片机为控制核心开发了电控汽油喷油器动态响应及流量特性测试系统。试验结果表明,该检测系统能够对电控汽油喷油器的动态响应及流量特性进行高精度检测,开启延迟时间的相对测试误差小于1.67%,关闭滞后时间的相对测试误差小于1.56%,流量特性的测试误差小于0.01 mg。 叶昌 张振东 程强 郭辉关键词:电控汽油机 喷油器 汽车发动机GDI喷油器喷孔流动特性的研究 被引量:2 2013年 研究喷孔内燃油流动特性与喷孔结构布置、工作条件之间的内在规律。为了给GDI喷油器喷孔结构与布置优化提供理论依据,提高缸内燃油喷雾雾化质量,本文采用湍流时均流的雷诺方法,对某型GDI多孔喷油器喷孔内部燃油流动过程进行了变参数数值模拟研究。结果表明:喷孔倾斜角增大,燃油蒸汽体积增大,喷孔流量减小;喷孔长度增加,发生气穴的区域随之加长,但其流速和流量变化不显著;喷孔直径增大,发生气穴的区域减小,喷孔流速降低,流量增大;进口压力增大,发生气穴的区域变大;出口压力增大则对气穴形成具有抑制作用。经实验验证的仿真结果对GDI多孔喷油器结构设计、优化以及直喷发动机燃油供给系统与燃烧室的匹配也具有参考价值。 朱希 张振东 郭辉 尹丛勃关键词:流动特性 电控喷油器的一种新型磁路结构 被引量:2 2014年 为提高喷油器的动态响应性能,以某款电控喷油器为研究对象,通过在其铁芯与导向管之间增加由不导磁材料制成的隔磁环开发了一种新型磁路结构。通过电磁场仿真分析了改进前后喷油器电磁性能的变化特点以及轭铁厚度对电磁性能的影响规律。结果表明:增加隔磁环能加快电磁力的上升速度,有效缩短喷油器的开启滞后时间,但饱和电磁力增大,造成落座滞后时间延长;适当减小轭铁厚度基本不影响电磁力的上升速度,但减小轭铁厚度会使磁阻增大,饱和电磁力降低,这样可有效缩短落座滞后时间。根据以上分析结果对喷油器进行了综合优化,并通过实验对其改进效果进行了验证,结果表明:优化后与优化前相比,喷油器的开启滞后时间缩短了0.25 ms,落座滞后时间缩短了0.3 ms。 卢金和 张振东 程强 尹丛勃关键词:电控喷油器