歐陽光耀海軍工程大學

① 怎樣做一個優秀的汽車外形畢業設計

電控共軌噴射系統的新進展原作者:武漢海軍工程大學 安士傑 歐陽光耀 出處:OneTwoFree.Sp【論文摘要】
摘要：介紹了共軌系統新的發展。為改善共軌噴油器的漏泄特性，提出了內腔式共軌電控噴油器；為增強共軌系統噴油規律的可控性，提出的高低壓組合式的新一代共軌系統，為共軌系統的發展研究開拓了思路。
關鍵詞：柴油機 共軌系統 發展

1 前言

共軌式燃油噴射系統，是隨著世界范圍內對內燃機排放要求的提高以及電控燃油系統的發展，產生的第三代電控燃油系統，在對內燃機排放要求和經濟性要求日益增長的今天，共軌系統相對於其它燃油系統具有極大的優越性。國內外已有多家公司和研究機構投入大量人力、物力進行研究，國外已有成熟的機型獲得應用。雖然如此，該型燃油系統也有它固有的不足，如整個系統始終處於高壓燃油作用之下，各系統產生變形而使得漏泄量更大，由於油軌壓力固定使得實現理想靴型噴油規律較困難等。為克服這些不足，針對以上的缺點提出了對共軌系統的新構想。

2 內腔式共軌噴油器

共軌噴油器作為系統中的重要部件以及最復雜部件，對整個共軌系統噴射特性具有重要的影響。常規典型共軌噴油器結構如圖1 所示，為保證對噴油器針閥的控制，噴油器上部為控制柱塞，與控制柱塞套為精密配合偶件。由於控制室為高壓燃油，在高壓燃油的作用下，控制柱塞直徑減小，控制柱塞套直徑增大，使該偶件的配合件的配合間隙增大，導致漏泄量增大。為解決此問題，提出了內腔式共軌噴油器[1]，結構如圖2 所示。圖3 為控制部分的詳細結構圖。
圖1 典型共軌噴油器 圖2 內腔式共軌噴油器
圖3 控制部分結構圖 圖4 內腔式共軌噴油器漏泄量該型噴油器的主要特點，是將高壓燃油引入控制柱塞內部，利用高壓燃油的平衡來減小控制柱塞的變形，從而減小由控制柱塞部分的漏泄量。圖4 給出了該型噴油器控制柱塞和針閥偶件處的漏泄量對比，控制柱塞的漏泄量是針閥體漏泄量的1/5，這一方面是由於使用的是常規噴射系統採用的標准S 形噴嘴，針閥體的徑向配合間隙是4μm，而柱塞體的徑向間隙是2μm，並且在控制柱塞上有一個接通進油量孔的充滿高壓燃油的較大的內孔，這意味著控制柱塞由於內孔中的高壓燃油的壓力而使其外徑增大，這樣由於當導向體的內徑由於壓力而增大時，則可保證配合間隙保持在一個范圍之間，從而使其漏泄量相對於沒有內孔的柱塞少。

該型噴油器的另一個特點是用一個平面閥代替通常共軌噴油器採用的球形閥，如圖5 所示。採用平面電磁閥，可大大減小電磁閥關閉時對閥座的沖擊應力，為減小高壓燃油作用在電磁閥上的液壓力，在電磁閥座上開了泄流槽，保證電磁閥在燃油壓力下產生小的漏泄時的燃油迅速泄流。採用該型電磁閥後，其靜態漏泄量極小，圖6 給出了不同壓力下的電磁閥靜態漏泄量試驗結果，如在柴油機轉速1000r/min，系統壓力2000bar 時，其漏泄量為每循環16mm3，而對應於此時的循環噴油量為每循環220mm3。
圖5 平面電磁閥結構示意圖 圖6 平面電磁閥的靜態漏泄試驗結果3 新一代共軌系統(NCRS)

由於共軌系統具有極大的柔性，在噴油壓力和噴油定時控制方面具有更大的自由度，使得在任何運行狀態下實現噴油壓力和噴油定時的優化控製成為可能，這使得共軌系統成為未來最滿意的燃油噴射系統之一。但是共軌系統具有一個近似於矩形的噴油規律，相對於脈動式噴射系統如泵管嘴系統和凸輪驅動的整體噴油器系統來說，起初的噴油量較大。這產生的後果就是發動機的燃燒雜訊和Nox水平較高，為解決此矛盾，提出了新一代共軌系統[2]的概念。

圖7 為新一代共軌系統結構示意圖。NCRS 的基本部件包括：(a)噴油器，(b)低壓油軌(LPCR)，(c)高壓油軌(HPCR)，(d)高壓油泵，(e)LPCR 控制閥，(f)噴油器的開關控制閥，(g)檢查閥和量孔，( h)油管和連接件。這個系統除了轉換閥、LPCR 和LPCR 壓力控制閥以外，就是典型的CRS。
圖7 新一代共軌系統結構示意圖噴油規律形狀的控制通過打開LPCR 和HPCR 向噴油器的供油來實現。在噴射開始前，所有的電磁閥和轉換閥都是關閉的，低壓燃油通過LPCR 供給噴油器。噴油器電磁閥打開，開始噴油，由於初始噴射階段轉換閥仍保持關閉，又LPCR 提供燃油進行低壓噴射。在達到設定時間時，轉換閥打開，高壓燃油由HPCR 供給噴油器，完成高壓噴射。在高壓噴射期間，檢查閥防止了高壓燃油迴流到LPCR。完成噴射後，噴油器電磁閥關閉停止噴油，然後關閉檢查閥。由此可以看出，如果LPCR 壓力、HPCR 壓力、轉換閥的開啟時間同時調整，就可實現噴油規律的柔性控制。

圖8 給出了在不同轉換閥開啟定時情況下的噴油規律測試結果。從圖中可以看出噴油規律的靴型部分可由轉換閥的開啟定時有效控制，靴型部分持續到轉換閥完全開啟，然後高壓主噴射開始。這樣，NCRS的噴油規律為明顯的靴型，而常規的CRS 的噴油規律近似於矩形，當NCRS 的轉換閥開啟定時為0，即LPCR 不起作用時，NCRS 系統即為傳統的CRS。測試結果也可看出，噴油規律的靴型部分決定於LPCR的壓力，轉換閥打開後，由於HPCR的供油而使壓力持續上升，在噴油規律的後半段達到HPCR 壓力。
圖8 轉換閥開啟定時對噴油規律的影響 圖9 LPCR 壓力對噴油規律的影響圖9 給出了LPCR 在不同壓力時對噴油規律的影響對比，這里所有測試狀態的轉換閥開啟定時相同。可以看出，隨著LPCR 壓力的增加，噴油規律由靴型逐漸變為梯形，初始噴油量增加，然而和傳統CRS相比較，初始噴油量仍然非常低。在LPCR壓力為20MPa時，初始噴油量比傳統CRS低90%，到40MPa時仍比傳統CRS 低一半。這可看出NCRS 可柔性控制初始噴油量，從而根據柴油機運轉狀態有效優化初始噴油量。

4 結束語

為使具有極大優越性的共軌燃油噴射系統具有更好的性能，採用不同的方法來改進其不足之處，可使共軌噴射系統在未來內燃機性能發展中發揮極大的作用，在共軌燃油系統研究中已處於相對落後狀態的情況下，更應注重共軌系統發展的最新動態，加大研究力度，縮短與國際研究水平的差距，提高我國內燃機發展水平。

② 怎麼做好汽車系畢業設計

電控共軌噴射系統的新進展原作者:武漢海軍工程大學 安士傑 歐陽光耀 出處:OneTwoFree.Sp【論文摘要】
摘要：介紹了共軌系統新的發展。為改善共軌噴油器的漏泄特性，提出了內腔式共軌電控噴油器；為增強共軌系統噴油規律的可控性，提出的高低壓組合式的新一代共軌系統，為共軌系統的發展研究開拓了思路。
關鍵詞：柴油機 共軌系統 發展

1 前言

共軌式燃油噴射系統，是隨著世界范圍內對內燃機排放要求的提高以及電控燃油系統的發展，產生的第三代電控燃油系統，在對內燃機排放要求和經濟性要求日益增長的今天，共軌系統相對於其它燃油系統具有極大的優越性。國內外已有多家公司和研究機構投入大量人力、物力進行研究，國外已有成熟的機型獲得應用。雖然如此，該型燃油系統也有它固有的不足，如整個系統始終處於高壓燃油作用之下，各系統產生變形而使得漏泄量更大，由於油軌壓力固定使得實現理想靴型噴油規律較困難等。為克服這些不足，針對以上的缺點提出了對共軌系統的新構想。

2 內腔式共軌噴油器

共軌噴油器作為系統中的重要部件以及最復雜部件，對整個共軌系統噴射特性具有重要的影響。常規典型共軌噴油器結構如圖1 所示，為保證對噴油器針閥的控制，噴油器上部為控制柱塞，與控制柱塞套為精密配合偶件。由於控制室為高壓燃油，在高壓燃油的作用下，控制柱塞直徑減小，控制柱塞套直徑增大，使該偶件的配合件的配合間隙增大，導致漏泄量增大。為解決此問題，提出了內腔式共軌噴油器[1]，結構如圖2 所示。圖3 為控制部分的詳細結構圖。
圖1 典型共軌噴油器 圖2 內腔式共軌噴油器
圖3 控制部分結構圖 圖4 內腔式共軌噴油器漏泄量該型噴油器的主要特點，是將高壓燃油引入控制柱塞內部，利用高壓燃油的平衡來減小控制柱塞的變形，從而減小由控制柱塞部分的漏泄量。圖4 給出了該型噴油器控制柱塞和針閥偶件處的漏泄量對比，控制柱塞的漏泄量是針閥體漏泄量的1/5，這一方面是由於使用的是常規噴射系統採用的標准S 形噴嘴，針閥體的徑向配合間隙是4μm，而柱塞體的徑向間隙是2μm，並且在控制柱塞上有一個接通進油量孔的充滿高壓燃油的較大的內孔，這意味著控制柱塞由於內孔中的高壓燃油的壓力而使其外徑增大，這樣由於當導向體的內徑由於壓力而增大時，則可保證配合間隙保持在一個范圍之間，從而使其漏泄量相對於沒有內孔的柱塞少。

該型噴油器的另一個特點是用一個平面閥代替通常共軌噴油器採用的球形閥，如圖5 所示。採用平面電磁閥，可大大減小電磁閥關閉時對閥座的沖擊應力，為減小高壓燃油作用在電磁閥上的液壓力，在電磁閥座上開了泄流槽，保證電磁閥在燃油壓力下產生小的漏泄時的燃油迅速泄流。採用該型電磁閥後，其靜態漏泄量極小，圖6 給出了不同壓力下的電磁閥靜態漏泄量試驗結果，如在柴油機轉速1000r/min，系統壓力2000bar 時，其漏泄量為每循環16mm3，而對應於此時的循環噴油量為每循環220mm3。
圖5 平面電磁閥結構示意圖 圖6 平面電磁閥的靜態漏泄試驗結果3 新一代共軌系統(NCRS)

由於共軌系統具有極大的柔性，在噴油壓力和噴油定時控制方面具有更大的自由度，使得在任何運行狀態下實現噴油壓力和噴油定時的優化控製成為可能，這使得共軌系統成為未來最滿意的燃油噴射系統之一。但是共軌系統具有一個近似於矩形的噴油規律，相對於脈動式噴射系統如泵管嘴系統和凸輪驅動的整體噴油器系統來說，起初的噴油量較大。這產生的後果就是發動機的燃燒雜訊和Nox水平較高，為解決此矛盾，提出了新一代共軌系統[2]的概念。

圖7 為新一代共軌系統結構示意圖。NCRS 的基本部件包括：(a)噴油器，(b)低壓油軌(LPCR)，(c)高壓油軌(HPCR)，(d)高壓油泵，(e)LPCR 控制閥，(f)噴油器的開關控制閥，(g)檢查閥和量孔，( h)油管和連接件。這個系統除了轉換閥、LPCR 和LPCR 壓力控制閥以外，就是典型的CRS。
圖7 新一代共軌系統結構示意圖噴油規律形狀的控制通過打開LPCR 和HPCR 向噴油器的供油來實現。在噴射開始前，所有的電磁閥和轉換閥都是關閉的，低壓燃油通過LPCR 供給噴油器。噴油器電磁閥打開，開始噴油，由於初始噴射階段轉換閥仍保持關閉，又LPCR 提供燃油進行低壓噴射。在達到設定時間時，轉換閥打開，高壓燃油由HPCR 供給噴油器，完成高壓噴射。在高壓噴射期間，檢查閥防止了高壓燃油迴流到LPCR。完成噴射後，噴油器電磁閥關閉停止噴油，然後關閉檢查閥。由此可以看出，如果LPCR 壓力、HPCR 壓力、轉換閥的開啟時間同時調整，就可實現噴油規律的柔性控制。

圖8 給出了在不同轉換閥開啟定時情況下的噴油規律測試結果。從圖中可以看出噴油規律的靴型部分可由轉換閥的開啟定時有效控制，靴型部分持續到轉換閥完全開啟，然後高壓主噴射開始。這樣，NCRS的噴油規律為明顯的靴型，而常規的CRS 的噴油規律近似於矩形，當NCRS 的轉換閥開啟定時為0，即LPCR 不起作用時，NCRS 系統即為傳統的CRS。測試結果也可看出，噴油規律的靴型部分決定於LPCR的壓力，轉換閥打開後，由於HPCR的供油而使壓力持續上升，在噴油規律的後半段達到HPCR 壓力。
圖8 轉換閥開啟定時對噴油規律的影響 圖9 LPCR 壓力對噴油規律的影響圖9 給出了LPCR 在不同壓力時對噴油規律的影響對比，這里所有測試狀態的轉換閥開啟定時相同。可以看出，隨著LPCR 壓力的增加，噴油規律由靴型逐漸變為梯形，初始噴油量增加，然而和傳統CRS相比較，初始噴油量仍然非常低。在LPCR壓力為20MPa時，初始噴油量比傳統CRS低90%，到40MPa時仍比傳統CRS 低一半。這可看出NCRS 可柔性控制初始噴油量，從而根據柴油機運轉狀態有效優化初始噴油量。

4 結束語

為使具有極大優越性的共軌燃油噴射系統具有更好的性能，採用不同的方法來改進其不足之處，可使共軌噴射系統在未來內燃機性能發展中發揮極大的作用，在共軌燃油系統研究中已處於相對落後狀態的情況下，更應注重共軌系統發展的最新動態，加大研究力度，縮短與國際研究水平的差距，提高我國內燃機發展水平。

參考文獻
1 M. A. Ganser. Common rail injectors for 2000 bar and beyond. SAE-2000-010-0705.
2 Susumu Kohketus, Keiki Tanabe and Koji Mori. Flexibly controlled injection rate shape with next generation common rail system for heavy ty DI diesel engines. SAE-2000-010-0706.

③ 中國人民解放軍海軍工程大學的辦學條件

截止2014年，學校下設5個學院（理學院、動力工程學院、電子工程學院、電氣工程學院、勤務學院），7個系部（兵器工程系、艦船工程系、核能科學與工程系、信息安全系、管理工程系、裝備經濟管理系、訓練部）。有20個本科專業。 專業設置 類別學院專業合訓專業軍隊指揮類艦艇通信潛艇陸戰非合訓專業電氣與信息工程學院電氣工程及其自動化雷達工程導航工程電子工程學院電子對抗指揮與工程軍用光電工程通信工程指揮信息系統工程軍用水聲工程動力工程學院艦船動力工程核動力工程艦船工程系艦船與海洋工程艦船消磁工程勤務學院戰勤指揮軍需勤務信息安全系信息安全訓練部外國語言文學

截止2014年，學校擁有教授、副教授500多名，其中碩士以上學歷佔90%以上。有中國工程院院士、第十八屆中央候補委員馬偉明教授，有軍隊傑出專業人才獎獲得者朱石堅、何琳教授，還有35歲破格晉升教授、求是傑出青年獎獲得者王東、帥長庚等一大批年輕優秀骨幹，有4人進入國家「百千萬人才工程」，2人進入教育部「新世紀優秀人才支持計劃」，6人次進入教育部教學指導委員會，69人享受政府特殊津貼，先後有4人被評為全國優秀教師，38人次被評為全軍優秀教師，19人獲得軍隊育才金獎。
專職中國工程院院士（1人）：馬偉明
兩彈一星功臣（1人）：姚樹人
國家突出貢獻的中青年專家（1人）：王源升
首屆全國高等院校名師（1人）：康穎
全軍重大專業技術貢獻獎獲得者（1人）：劉德志
質量工程 截止2014年，學校有國家精品課程3門、軍隊院校優質課程4門，國家級創新研究群體、第二屆軍隊科技創新群體獎1個。
特色專業：電子對抗指揮與工程、艦船動力工程、核動力工程、軍用水聲工程、艦船消磁工程等
國家精品課程（3門）：大學物理（康穎）、內燃機（歐陽光耀）、艦船動力裝置原理（曾凡明）
軍隊院校優質課程（4門）：大學物理（康穎）、內燃機（歐陽光耀）、艦船物理場（林春生）、艦船動力裝置原理（曾凡明）
國家級創新研究群體、第二屆軍隊科技創新群體獎（1個）：電力系統電磁兼容創新研究群體（馬偉明、2005年） 教學成果 截止2008年，學校獲得全國和全軍教育成果獎近100項，其中榮獲國家級教學成果特等獎1項、國家二等獎1項、全軍一等獎9項。
國家級優秀教學成果特等獎（1項）：「建立由理論教學、社會實踐、業餘生活三大課堂組成的馬克思主義理論課教學體系」
學校曾被評為「全國學位與研究生教育管理工作先進集體」和「湖北省學位與研究生教育工作先進單位」。 學校先後被評為全國學位與研究生教育先進單位、全軍學員思想政治教育先進院校、全軍教學優秀單位、全軍科學發展觀教學先進院校和全軍後勤保障社會化工作先進單位，是中國高等教育學會的常務理事單位。 學生獲獎 截止2008年，海工大學員連續12年獲得30個全國大學生數學建模競賽一等獎、24個全國二等獎；2000年以來我校學員在全國大學生英語競賽中獲6個特等獎、27個一等獎，並捧回全國大學生首屆機械創新設計大賽一等獎3項、二等獎2項，08年學校將承辦第三屆全國大學生機械創新設計大賽。67人次獲中國航海學會和中國造船學會獎學金。
2013年5月12日，海軍工程大學代表中國海軍參加在土耳其伊斯坦布爾舉行的第16屆土耳其國際航海技能競賽，一舉奪得總分第一和4個單項比賽中的2項冠軍。 這項國際賽事由土耳其海軍學院於1998年創辦，共設帆船、船藝、游泳和救生4個比賽項目，每年4至5月舉行。中國海軍此次參賽的6名選手均為海軍工程大學本科學員，其中4人為首次參賽。
畢業的研究生先後有1人獲「做出突出貢獻的中國博士學位獲得者」，1人獲「做出突出貢獻的中國碩士學位獲得者」，3人獲全國「做出突出貢獻的工程碩士學位獲得者」，13人獲全軍、海軍優秀畢業研究生。獲得全國優秀博士學位論文7篇（總數在全軍綜合大學排名第二），獲省部級表彰的優秀博士學位論文52篇、優秀碩士學位論文103篇。張達伍被中央軍委授予「獻身海防事業的模範幹部」榮譽稱號。 截止2014年，學校有2個國家重點學科、8個軍隊「2110工程」重點學科專業領域、8個海軍重點建設學科專業、2個省級優勢學科、2個省級特色學科、3個省級一級學科重點學科和18個省級重點學科；7個博士後流動站，5個一級學科、25個二級學科博士學位授權點，15個一級學科、70個二級學科碩士學位授權點，12個工程領域面向全國招收工程碩士專業學位研究生。 博碩士學位授予 博士後科研流動站（7個）：兵器科學與技術、電氣工程、動力工程及工程熱物理、船舶與海洋工程、信息與通信工程等
一級學科博士點（5個）：動力工程及工程熱物理、電氣工程、兵器科學與技術、核科學與技術等
一級學科碩士點（15個）：哲學、材料科學與工程、機械工程、動力工程及工程熱物理、核科學與技術、軍事裝備學、電氣工程、軍事後勤學、兵器科學與技術、管理科學與工程、軍事訓練學等
工程碩士專業（12個）：機械工程、材料工程、動力工程、電氣工程、電子與通信工程、控制工程、計算機技術、船舶與海洋工程、兵器工程、核能與核技術工程、項目管理等 重點學科 國家重點學科（2個）：輪機工程、電力系統及其自動化
軍隊「2110工程」重點學科（2個）：電力系統及其自動化、艦船動力工程
省級優勢學科（2個）：電力系統及其自動化、輪機工程
省級特色學科（2個）：工程熱物理、船舶與海洋結構物設計製造
省級一級學科重點學科（3個）：動力工程及工程熱物理、兵器科學與技術、核能科學與工程 截止2014年，學校有「電力電子技術應用研究所」等15個重點研究機構，其中國家級重點實驗室1個，國家級新能源研發中心1個，全軍重點實驗室2個，海軍重點實驗室1個。
國家級重點實驗室（1個）：艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室
國家級新能源研發中心（1個）：國家能源新能源接入設備研發（實驗）中心 截止2014年，近幾年學校先後獲國家和軍隊科技進步獎500多項，其中國家科技進步一等獎3項、二等獎6項，軍隊一等獎35項；申請專利600多項。國際首創的「交直流電力集成新技術」被國家科技部評為年度公眾關注的十大科技事件，「交直流電力集成雙繞組發電機系統」入選年度中國高等學校十大科技進展。 先後在艦船動力系統、武備系統、信息系統等領域共申請國家專利5項，國防專利9項。
國家科技進步一等獎（3項）：艦船新型供電系統（馬偉明）、珊瑚島礁淡水資源的開發與應用（李決龍、姜海波）等
湖北省科學技術獎自然科學獎一等獎（1項）：兩熱源正反向理論循環的有限時間熱力學分析和優化（陳林根） 校訓 嚴謹求實、拼搏創新 校歌 《海軍工程大學校歌》
我們沐浴著黨的陽光，肩負著人民的期望
年輕的戰友集合在一起
誓把青春獻給海防
大海的波濤呼喚著我們
要像海燕搏擊風浪
啊！海工
你是革命的熔爐
啊！海工
你永遠充滿著力量
海軍一代代優秀人才
從你這里奔向萬裏海疆 校徽 學校實施大德育工程，營造積極向上的育人環境，確保辦校治學的正確方向；積極構建大文化體系，發揮文化育人功能，開展群眾性文體活動，形成了豐富多彩的校園文化生活。中國龍獅運動協會解放軍首個龍獅基地正式在學校掛牌，學校龍獅隊多次參加全國龍獅大賽獲獎，07年8月代表國家赴馬來西亞參加國際華人龍獅邀請賽，獲特別榮譽獎。新生入伍教育演講、紅安野營拉練、校園放歌篝火晚會、博士論壇等品牌傳統活動效果很好。衡陽搶險英雄群體三次贏得胡主席親筆批示，成為全國先進典型；同時也涌現出了抗洪搶險英雄潛水分隊、全國見義勇為先進個人、獻身海軍事業的模範幹部、雲南救火三英烈等大批先進群體，學校被評為全軍學員思想政治教育先進院校。