电控喷油器喷油特性的仿真与试验研究.pdf

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1、第4l卷第2期2012年4月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．41No．2Apr．2012电控喷油器喷油特性的仿真与试验研究王琳1张志刚2(1一武汉船舶职业技术学院动力工程系湖北武汉刘平平24300502一渤海船舶重工有限责任公司)摘要：建立了电控喷油器的数值仿真模型，利用试验数据对模型进行了验证。基于该模型研究了喷油器不同喷孔直径和喷孔数的组合对喷油速率的影响。研究结果表明：运用软件仿真技术对高压共轨燃油系统进行仿真计算和优化设计是一种有效方法

2、。关键词：高压共轨；电控喷油器；仿真；喷油特性中图分类号：TK421+．42文献标识码：A文章编号：1671—0630(2012)02—0014—03SimulationandExperimentalStudyonInjectionCharacteristicsofElectronicControlInjectorWangLinl。ZhangZhigan92。LiuPingpin921一DepartmentofPowerEngineering，WuhanInstituteofShipbuildingTechnology(

3、Wuhan，Hubei，430050，China)2一BohaiShipbuildingHeavyIndustryCo．，Ltd．Abstract：Numericalsimulationmodeloftheelectroniccontrolinjectorissetup，whichisverifiedbyexperi—mentaldata．Basedonthismodel．theinfluencesofcombinationsofdifferentdiameters诵thnumbersofsprayorificeonfu

4、elinjecfionrate,ql'estudied．Theresultsshowthat，itganeffectivemethodtocarryoutthesimula—tingcalculationandoptimizingdesignforhigh·pressurecommon-railfuelsystemusingsoftwaresimulationtech-nology．Keywords：High—pressurecommon—rail，Electroniccontrolinjector，Simulation

5、，Injectioncharacteristics引言自20世纪70年代以来，随着环境污染的加剧和能源危机的日益暴露，各国相继出台了日益严苛的排放法规，促使柴油机电控燃油喷射技术飞快的发展起来。1o。高压共轨燃油系统采用时间压力式供油原理，喷射定时、喷油量和喷射压力各自独立控制，可以实现灵活可控的喷油规律，与其他电控喷油系统相比具有明显的优越性，已成为柴油机电控技术发展的重要方向B1。随着计算机技术的发展，采用数学仿真模拟技术可以对高压共轨系统进行性能预测和优化设计，这种开发方法与传统的开发方法相比缩短了开发周期，降低了

6、试验费用，提高了工作效率。本文根据电控喷油器工作过程的数学模型，建立了数值仿真模型，利用模型对喷油器不同喷孔直径和喷孔数的组合对喷油速率的影响进行仿真研究，仿真结果为喷油器喷孑L几何参数的优化设计提供理论依据。1数学模型典型电控喷油器由电磁阀、针阀、控制腔、蓄压腔和压力室等组成。喷油器的喷射过程可分为针阀开启、全开和关闭三个过程。1)开启过程足指从接通驱动脉冲起到针阀全开的过程；2)全开过程是指针阀升程为最大值的过程；3)关闭过程是指从切断驱动脉冲起到针阀由弹簧推回而落座的过程pJ，而针阀的运动作者简介：王琳(1975一

7、)，女，硕士，主要研究方向：汽车检测与维修，车辆工程等。第2期王琳等：电控喷油器喷油特性的仿真与试验研究15与电磁阀、控制腔、蓄压腔和压力室的工作状态紧密相关。下面分别列出各部分的数学方程。1．1电磁阀方程当磁路未达到饱和状态，忽略磁漏、铁心的磁阻和涡流的影响，并假定磁路为线性，根据电磁学中的麦克斯韦方程，电路的电磁力为：‰：f—ro了(iN万)一2S式中：砌为空气磁导率舶=1．25×10“(H／m)；i为线圈电流(A)；Ⅳ为线圈匝数；S为吸合面积(m2)；6为工作气隙长度(m)。1．2控制腔燃油压力变化方程：dP—E『

8、Q“一一Qc一]dt一‰【一口-+S，业dtj式中：p⋯为控制腔中压力【41；k。为控制腔容积；Q⋯。为共轨腔至控制腔的流量；Q。，卜。。为控制腔至电磁阀腔的流量；Q。为由液压活塞向下泄漏的流量；S。为控制活塞的顶面积；警为针阀的运动速度；Y为针阀的位移。1．3蓄压腔燃油压力变化方程：如。E『Qc～一Q一一]d‘一k