船用高速柴油机蓄压式高压共轨喷射系统建模及研究.pdf

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1、第41卷第6期2012年12月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSⅡONENGINEANDMOTORCYCLEV01．41NO．6Dec．2012船用高速柴油机蓄压式高压共轨喷射系统建模及研究+黄康常汉宝安士杰陈海龙(海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033)摘要：建立了船用高速柴油机蓄压式高压共轨燃油喷射系统仿真模型，阐明了该系统的结构组成和工作原理，详尽地分析了系统主要部件的物理抽象和软件建模的过程。并就系统主要部件的结构参数对整个系统性能的影响进行了研究，计算结果表明蓄压室容积设定为一次喷油量的50一55倍时可使蓄压器内的压力波动趋于最小化

2、。关键词：共轨蓄压器节流孔中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1671—0630(2012)06—0010—03ModelingandResearchofHighPressureCommonRailInjectionSystemwithAccumulatorofHigh-SpeedDieselEngineHuangKang，ChangHanbao，AnShijie，ChenHailongShippingandPowerAcademy，NavyUniversityofEngineering(Wuhan，Hubei，430033，China)Abstract：Asi

3、mulationmodelofhigh--pressurecommonrailfuelinjectionsystemwithaccumulatorofhigh·-speedmarinedieselwasestablished．Thestructureandworkingprincipleofthesystemwasclarified。Thephysicalabstractionofthemaincomponentsofthesystemandsoftwaremodelingprocesswasanalyzedde—tailedly．Theinfluenceofstruct

4、uralparametersofthemaincomponentstothesystemwasstudied，andthecal-culationresultsshowedthatthepressurefluctuationsinaccumulatortendtominimizewhentheaccumulatorvolumewassetto50to55timesofthemaximumfuelinjectionquantityeverytime．Keywords：Commonrail，Accumulators，Orifice引言柴油机燃油喷射系统的件能，如燃油喷射速度、

5、喷雾贯穿距以及燃油喷射规律等直接影响着燃油在柴油机气缸内的雾化、燃烧和排放产物的生成，从而也直接影响柴油机的动力性、经济性和排放性能。因此对燃油喷射系统的改进是使柴油机性能得到有效提升的重要手段。本文针对船用高速柴油机的特点，建立了一套蓄压式高压共轨燃油喷射系统仿真模型，并就主要部件的结构参数对系统性能的影响进行了研究。1共轨燃油喷射系统简介及方案设计本文以TBD620L6柴油机为原型机，原机采用泵一管一嘴机械传动式燃油系统，主要由喷油泵、高压油管和喷油器组成。为适应新一代柴油机的性能要求，对TBD620L6柴油机的燃油系统进行改装，改装后的蓄压式高压共轨燃油系统示意图如

6、图1所示，主要由电控高压油泵、共轨管、蓄压器、电控喷油器以及电控单元组成，两个喷油器共用一个蓄压器。该系统可以实现喷油压力、喷油正时、喷油规律柔性可调，对不同负荷和转速可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机的综合性能。2计算模型蓄压式高压共轨系统的工作过程十分复杂，涉及}基金项目：国防“十二五”预研项目(2010701010101)。作者简介：黄康(1986一)，男，博士生，主要研究方向为动力机械设计、仿真与优化。第6期黄康等：船用高速柴油机蓄压式高压共轨喷射系统建模及研究1l馨趟蚓蚓幕掣蝌_II．丽兰兰竺竺竺—高压共轨瞪—叫甄蓄压器Ih喷油脉冲信号IJf油脉冲信号V裔

7、l叮需燃油箱图1高压燃油共轨系统示意图到电磁、液力过程和机械运动等诸多方面，且各种参数之间相互作用，相互影响。本文利用液压系统仿真软件建立蓄压式高压共轨系统的仿真计算模型。根据软件中模块的分类方法及特点，可首先将高压共轨系统中各组件分别抽象为相应的物理模型，即：容积、液力驱动阀、活塞、孔、管道、电磁阀、凸轮等。然后在软件中找到对应的模块，经合理布置连接成系统模型。2．1高压油泵模型电控高压油泵模型可以抽象为凸轮控制类容器，容器内压力的变化主要由于容积和质量的变化引起的。容积的变化是由于柱塞的运动产生，质量的变化是由于油管中或节