随着排放法规的日益严格,各国技术人员不断研发新技术以实现柴油机更低的油耗和更低的有害物排放。高压共轨燃油系统由于可以实现喷油定时、喷油规律和喷油量不取决于工况的灵活控制,从而在现代化柴油机上得到了广泛的应用。共轨喷油器是高压共轨燃油系统的核心部件,大量学者对此关键部件开展了大量的理论和实验研究,如进行喷孔内空化流动、喷油器喷射稳定性和喷油器性能优化研究等。然而,上述提及的研究内容更多是在假设共轨喷油器等温条件下开展的,实际上,共轨喷油器在喷射过程中,由于大的压差流,会导致喷油器喷嘴处和控制阀处温度的升高,这两处的温升会强烈影响燃油在喷油器内部的高压高速流动特性,降低控制系统对喷射特性的控制精度。因此,研究共轨喷油器工作过程中的热效应以及其对喷油量影响的研究具有较大的工程应用价值和理论意义。在本文中,在油泵试验台上针对真实工作状态下Bosch共轨喷油器进行热效应研究,并利用试验和仿真相结合的手段分析热效应对共轨喷油器高速电磁阀动态响应以及燃油喷射特性的影响。本文的实验研究是基于油泵实验台上进行的,不考虑缸内高温燃气对喷油器喷嘴的热效应现象,重点研究喷射压力以及喷射脉宽两个因素对共轨喷油器本身生热的影响。在本文中,对Bosch共轨喷油器进行了改造,通过PT100热电阻测量喷嘴头部和控制阀出油口处集油腔内燃油温度实现燃油温度的测量,采用红外热像仪和K型热电偶传感器测量喷油器体表面的温度。在油泵试验台上开展了喷射压力和喷射脉宽对共轨喷油器温升影响的试验研究,获得了喷孔处和控制阀处温升随喷油器工作时间变化的定量实验数据,得到了稳态温升随轨压的定量变化规律,同时指出了红外热像仪测量喷油器表面温度的不准确性。在23-140℃范围内开展了高速电磁阀软磁材料磁化过程的温度依赖性试验研究,得到了磁滞回线和B-H磁化曲线在不同温度下的实验数据。在线圈铜导线电阻温度依赖性研究方面,开展了不同温度下电磁阀用的铜导线电阻实验,修正了电阻率系数。采用三维电磁仿真手段,研究了不同温度下高速电磁阀的动态响应特性。在高速电磁阀动态试验台上,进行了自主设计的船用低速机共轨喷油器高速电磁阀动态响应实验研究,指出对于船机用的大电磁力的电磁阀来说,衔铁的撞击的正确模拟是重要的,并基于一维和三维耦合的方法建立了考虑衔铁撞击的带有电流反馈驱动电路的高速电磁阀动态响应模型。采用AMESim软件分别建立了共轨喷油器绝热计算模型和考虑传热的非等温计算模型,通过和本文得到的温升实验数据对比,发现共轨喷油器绝热模型无法正确预测喷油器工作过程中的温升现象,而考虑传热效应的共轨喷油器非等温计算模型的计算结果和实验数据在稳态温升数值方面和温升随工作时间变化曲线两方面均有着较好的吻合性。最后,基于共轨喷油器非等温计算力模型,分析了温升对循环喷油量的影响规律,揭示了热现象对喷射稳定性的影响机理。