高压共轨式喷油器的无量纲参数对喷油器响应时间影响地研究.pdfVIP

984037 高压共轨式喷油器的无量纲参数 对喷油器响应时间影响的研究 杨洪敏汪洋孙芳苏万华(天津大学) 李绍安(无锡威孚集团有艰公司) 摘要 本文介绍了高Ei共轨式喷油器的模型，系统分析了主要结捣参数和控制参数对喷油器性能的影响．为 缩短电拧系统的开Zi周期，保证系统的恺能指标，提供了有力的设计依据和手段。 l、引言 随着社会对柴油机的动力性、经济性、排放和噪声要求的口益提高，尤其是近年来对有害排放产物的 苛刻要求，使得电复；投术在柴溉矶上的应用十分迅速，电控系统与柴池机的一体化，已成为当今榘、糟机技 术的发展趋势。柴油机电控的核心技术足燃油喷射系纰的电控。 柴油机电控燃泊喷射系统技其控制方式可分为两类：·是基f比例电磁铁或电控液压执行机构的位置 控制系统；二是基于脉冲电融阎的时间控制系统。存幕二一类电控喷射系统中，高压共轨式电控燃油喷射系 统．以其布置灵活．竞争十生的价珞优势以及近乎完美的喷酒特性(高的平均有效喷射压力，喷油定时灵活 控制，喷油压力独二一控制．预峨射或可控喷油规律快速断油)，成了国外子大公司近年柬竞相开发的目 自特色的高压共轨j：电控燃油喷射系统。其中具有代表性的足Bosch公司的高压共轨手统(图1)以及日 本电装公司的ECD—U2系统(图2)．这两种系统目前已进入到批量生产和应用阶段。 医力传棼嚣 图1Bosch公司的车用高压其轨式电控燃油系统示意图 圈2 日皋}坦姨公司的ECD—U2电控燃．也系统示意躅 Bosch尘司的高压共轨式电控喷I亩器与电转公司的ECD—U2电控喷油器是眄种典型设计，其结构圈 Ⅲ．置罨了二位三通电磁阀，另外ECD--U2在液压活塞与电磁阀之间还用了单向节流阀，用于实现喷油规 律P．奠制I=：：从性能上讲：：位三通阀能够保证愤油器的开启响应和停喷速度，但结构复杂，成本高。 本文拟通过计算模拟方法，为电控喷射系统中的核心部件一电控喷油器的开发工作提供可靠的设计原 则和饺据。 图3 Bosch 圈4 0司的高压其轨式电控喷油器结构示意图 ECD--U2喷油嚣结构示意圈 2、模拟软件的建立 2．1高压共轨式电控喷油器工作原理 原理图如图5所示。其工作过程是：电磁阀通电之前，电磁阀处于关闭状态，高压共轨油经节流孔与 液压活塞上部的控制室和嘴端连通，由于液压活塞上部的面积大于喷嘴针阀处的作用面积，在加之喷嘴弹 簧的作用力，使得喷嘴针闽不能抬起，而处于关闭状态：当电磁阀通电后，电磁阀在电磁力的作用下迅速 打开．而控制室与高压油管是通过一个节流孔连通的，从控制阀泄掉的油来不及迅速补充．控制室的压力 降低，这时液压活塞上行，喷嘴针闽打开，开始喷油。当电磁阀断电后，电磁阀在弹簧力的作用下复位， 控制室的压力上：斗，推动液压活塞下行，喷嘴针阀关闭，停止喷油。因此，通过控制电磁阀的通电时刻及 通电时间即可以实现喷油器的喷油定时和喷油量的灵活控制。 图5、高压菸轨式喷油器的工作原理 2．2简化假设 根据高压：乓轨系统的特点和模拟计算要求．在模型建立和计算中作了以下假定： (1)、假定各腔为集中容积，燃油向各腔流动，因为油路很短．不考虑油量传播时间。 (2)、不考虑51面密封和锥面密封因加工问题造成的泄漏，只考虑圆柱运动副的泄漏及其对于各腔压力 的影响。 2．3数学模型”^51及符合说明： (1)质量守恒万程 f州，=0 (2)燃油压缩性方程 卵：一曼秽 V (3)运动方程 肘筹=∑只 (4)流量方程 Q：e钆／趸 V P (5)电磁方程 电路方程 。dv,+，．R：U 磁路方程