高压共轨系统分油器的设计.pdf

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1、第4期(总第207期)车用发动机No．4(Seria1No．207)2013年8月VEHICLEENGINEAug．2013高压共轨系统分油器的设计王国莹，付海燕，许春光，孙民忠，任贵峰，袁永先，王继新，金玉梅(中国北方发动机研究所，山西大同037036)摘要：为了满足某发动机高压共轨系统的要求，设计了一种高压共轨分油器，通过仿真计算确定了该分油器的容积，并根据其安装要求及系统特点对分油器进行了结构设计。试验结果表明，该分油器可靠性高，安装方便，能够满足发动机对性能和安装的要求。关键词：柴油机；高压共轨；分油器DOI：10．3969／j．i

2、ssn．1001—2222．2013．04．004中图分类号：TK423．8文献标志码：B文章编号：1001—2222(2013)04—0015—04高压共轨系统具有很高的燃油压力，而且能使2分油器容积确定柴油机的响应性和驾驶舒适性达到汽油机水平，同时具有燃油经济性好、排放低的特性。在发动机所在高压共轨系统中分油器也是共轨管，共轨管有转速范围内保证高燃油压力可以使发动机在低转的作用是减小高压油泵供油过程和电控喷油器燃油速工况下获得良好的燃烧特性。因此，高压共轨系喷射过程中产生的压力波动。随着共轨管容积的增统在国内外柴油机上得到了广泛的应用。

3、大，共轨管中的压力波动逐渐减小，但二者不是线性对于应用在V型柴油机的单压双轨高压共轨关系，即当共轨管容积增大到一定程度以后，压力波系统，国外的发展已经比较完善，可以通过控制双轨动的减少量逐渐减小。在系统正常运行时，共轨管中单个共轨管的轨压实现高压共轨系统的喷油一致中的压力比较稳定，这时共轨管容积的变化对喷油性和稳定性]。国内现有的技术很难达到国外的规律几乎没有影响，主要是在共轨管与喷油器之间存在高压油管、限流器、喷油器内油管等许多节流型水平。本研究通过在高压共轨系统中加入分油器，通道，从而减小了共轨管中压力波动的影响_6。]。使高压泵的油通

4、过分油器分别与V型发动机左右2．1共轨系统模型建立两个共轨管相连，通过对分油器的油压监测和控制本研究利用GT—Fuel一维仿真软件建立了4缸来实现对双轨的油压监测和控制]。高压共轨系统的仿真模型(见图1)。GT—Fuel采用1分油器结构设计原则一维交错网格，即整个系统会离散成一个个相互连接的网格。标量在网格中心计算，如压力、温度等；分油器作为柴油机共轨系统的一部分，需要承矢量在网格的交接面计算，如速度、质量流量等。受180MPa以上的轨压，同时要满足柴油机对性能整个高压共轨系统模型由高压泵、分油器、左右和安装的要求，因此，分油器的设计要兼顾

5、以下共轨管及喷油器模块组成。高压泵以一恒定燃油压原则：力(150MPa)向系统供油。分油器及共轨管主要由1)分油器要满足整机布置要求；直管与分叉管组成。管路的压力损失Ap与压损系2)分油器不影响共轨系统轨压建立速度，同时数C，密度』D，流速V成正比：不会影响喷油规律；Ap：Cpp2。3)分油器要保证高压密封性及可靠性；4)分油器要具有高压测量及超高压泄压的此处试验得到的C。值由壁面粗糙度(Surface作用。Roughness)计算得到，不考虑壁面摩擦的影响。喷收稿日期：2013—05—15；修回日期：2013-08一Ol基金项目：国家“八

6、六三”基金项目(2012AA111709)作者简介：王国莹(1981一)，女，工程师，硕士，主要研究方向为发动机供油系统；ymyl81@126．com。车用发动机2013年第4期油器在共轨系统中起到很关键的作用，其在共轨系1．41(—P0)。一0．032(P—P。)。统模型中打包成组，每组模型由运动件、低压回油管式中：T。===298K，Po一0．1MPa。路、高压管路及电磁阀组成(见图2)。假定燃油系统是绝热的，燃油弹性模量为R一()l。2．2仿真计算根据设计要求对分油器的容积进行计算与分析，确定分油器的主要设计参数。分油器的8种设计方案

7、见表1。8种方案4个喷油器喷油量计算结果见图3与图4。表1分油器设计方案分油器方案分油器直径／ram分油器长度／ram方案1472方案2872方案31072方案4l272图1共轨系统模型方案54144方案68144方案71O144方案812144156154机械运152蓦奋150148l460120240360480600720曲轴转角／(。)图2喷油器模型图38种方案分油器内压力波动随线系统中的燃油根据实际情况定义为油与空气157．5(空气占0．0001)的混合。根据系统的温度和压-lI力变化，通过经验公式计算出相应的燃油密度、弹性155

8、．0模量等参数。

9、1．152．5燃油密度经验公式如下：宝‘＼．＼．

10、—，——、、当燃油压力在1O～50MPa时，●幽150．0一—'T)一9553-+————＼／J147．5＼．