GDI喷油器针阀动力学特性研究_孔祥栋

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1、ＧＤＩ喷油器针阀动力学特性研究———孔祥栋张振东王小燕等ＧＤＩ喷油器针阀动力学特性研究孔祥栋１１１２张振东王小燕程强１．上海理工大学，上海，２０００９３２．上海交通大学，上海，２００２４０摘要：针阀动力学行为是影响ＧＤＩ（汽油直接喷射式）喷油器工作稳定性和可靠性的关键因素。为了揭示不同参数对针阀动力学特性的影响机理，以某款ＧＤＩ多孔喷油器为对象，依据针阀的受力特点建立了针阀动力学模型和ＧＤＩ喷油器ＡＭＥＳｉｍ工作过程仿真模型，仿真分析了阀座锥角、阀座与钢球的接触方式、阀针运动质量等参数对针阀动力学特性的影响规律。结果表明：适当减小阀座锥角、增大阀座与钢球的接触面积、减小针阀运动质量可有效

2、抑制开启或落座过程中针阀的振荡幅度。根据仿真分析结果对ＧＤＩ喷油器的结构进行了综合改进，结果表明，结构改进后，ＧＤＩ喷油器针阀的动力学特性得到显著改善。关键词：ＧＤＩ喷油器；针阀振荡；动力学特性；结构改进中图分类号：ＴＫ４２３ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－１３２Ｘ．２０１６．０３．０１５ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｉｎｅｔｉｃｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＮｅｅｄｌｅｉｎＧＤＩＩｎｊｅｃｔｏｒ１１１２ＫｏｎｇＸｉａｎｇｄｏｎｇＺｈａｎｇＺｈｅｎｄｏｎｇＷａｎｇＸｉａｏｙａｎＣｈｅｎｇＱｉａｎｇ１．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈ

3、ｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００９３２．ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２００２４０Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＫｉｎｅｔｉｃｓｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｔｈｅｎｅｅｄｌｅｈａｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＧＤＩｉｎｊｅｃｔｏｒ．ＷｉｔｈａＧＤＩｉｎｊｅｃｔｏｒａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｋｉｎｅｔｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｎｅｅ－ｄｌｅａｎｄａｎＡＭＥＳｉｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＧＤＩｉｎｊｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａ

4、ｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｒｕｌｅｓｏｆｄｉｆ－ｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｒｅｄｕｃｉｎｇｓｅａｔｃｏｎｅａｎｇｌｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ，ｉｎ－ｃｒｅａｓｉｎｇｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｂｅｔｗｅｅｎｂａｌｌａｎｄｎｅｅｄｌｅ，ａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｍｏｖｉｎｇｍａｓｓｏｆｔｈｅｎｅｅｄｌｅｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｏｓ

5、ｃｉｌｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎａｂｏｖｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｔｈｅＧＤＩｉｎｊｅｃｔｏｒ．Ｔｈｅｆｉｎａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｋｉｎｅｔｉｃｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｎｅｅｄｌｅｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＤＩ（ｇａｓｏｌｉｎｅｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ｉｎｊｅｃｔｏｒ；ｎｅｅｄｌｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ；ｋｉｎｅｔｉｃｓｃｈａｒａｃ

6、ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ０引言为了改善ＧＤＩ喷油器的动态响应特性，国内［２］在汽油缸内直喷系统中，汽油直接喷射式外学者从不同侧面开展了研究工作。宋睿智等（ｇａｓｏｌｉｎｅｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，ＧＤＩ）喷油器是精密计借助动量控制方法，通过减小运动件质量减小了［３］量燃油并形成喷雾的关键部件，其性能直接影响ＧＤＩ喷油器针阀反跳幅度；Ｈｕ等建立了一种油气混合过程和混合气形成质量。随着对缸内直电控喷油器动态响应过程的简化模型，分析了流喷汽油机节能减排要求的不断提高，对ＧＤＩ喷油动损失、压力波动、电磁力及弹簧力对针阀动态特［４］器的工作稳定性、动态响应

7、特性也提出了更为严性的影响规律；Ｈｏｒｎｂｙ提出了一种直喷喷油器［１］格的要求。在工作过程中，ＧＤＩ喷油器的针阀结构，可根据发动机性能对电磁力进行调整，改善受到电磁力、液体力、弹簧力等的共同作用，在针了针阀动态响应性能。阀开启或落座过程中，针阀与铁芯端面或阀座碰ＧＤＩ喷油器针阀动力学特性受到多种复杂撞均会产生振荡，特别是在落座过程中，若针阀振因素的影响，因此需要开展更深入的研究工作，进荡幅度过大会造成ＧＤＩ喷油器不正常喷射，直接一步