高压共轨喷油系统电磁阀特性试验与仿真研究.pdfVIP

增刊(总第176期) 车 用 发 动 机 Supplement(Serial No．1 76) 2008年6月 VEHICI E ENGINE Jun．2008 高压共轨喷油系统电磁阀特性试验与仿真研究 李 峰，齐鲲鹏，隆武强 (大连理工大学内燃机研究所，辽宁 大连 116024) 摘要：分析了高压共轨系统中电控喷油器的关键部件高速控制电磁阀驱动特性，建立了电磁阀仿真计算模型， 对高压共轨系统电控喷油器电磁阀进行了试验与仿真研究。仿真结果与试验结果比较一致，证明了模型正确可 靠，表明利用仿真模型可以较好地模拟电磁阀主要参数对电磁阀动态响应特性的影响。实践表明，仿真计算为电 磁阀的设计提供了一种新的研究手段。 关键词：高压共轨；电磁阀；PWM驱动；数值模拟 中图分类号：TP271．4 文献标志码：B 文章编号：1001—2222(2008)S1—0048—04 高速电磁阀是高压共轨喷油系统中关键的执行 PWM波的占空比，R—T。／(T。+T )。 器，其性能直接决定了高压共轨喷油系统的性能，通 过对高速电磁阀的精确控制，可以实现对喷油量、喷 已 油压力、喷油速率和喷油定时等的灵活控制，从而优 是 薹 化燃烧过程，提高柴油机的性能。本研究首先分析 蒋 舞 了电磁阀的驱动特性，并对其响应特性进行了试验 时间f 研究。在此基础上建立了电磁阀的计算模型，通过 a 驱动脉冲信号 仿真计算确定电磁阀主要参数对其响应特性的影 媛 响，对电磁阀的设计提供了指导作用 ]。 匪 1 电磁阀驱动特性 时间， h电磁阀线圈电流波形 电控喷油器是高压共轨喷油系统的关键部件， 它的开发是整个高压共轨喷油系统开发工作中至关 图 1 PWM 驱动方式原理图 重要的一环，电控喷油器功能的实现离不开喷油器 驱动脉冲信号由主脉冲和PWM保持波两部分 电磁阀的快速响应。电磁阀理想的驱动特性是在需 合成。主脉冲使电磁阀线圈电流迅速增大而快速吸 衔铁吸合时应对电磁阀线圈尽快地注入峰值电流， 合，通过改变 PWM波的占空比可使电磁阀工作于 使其迅速吸合。一旦吸合后，因磁路中气隙减小，磁 足以维持吸合的较小电流，从而使关断迅速和能量 阻降低，电磁阀仅需较小的电流就能够可靠的维持 利用最优。 吸合。在释放时，为减少电磁阀的释放延时应尽快 在该种电路中，可以充分发挥微处理器的 切断驱动电流。在维持吸合阶段采用较小的维持电 PWM功能，对驱动电路进行控制。ECU首先发出 流，一方面可以加快电磁阀的释放速度，另一方面可 电磁阀打开初期的开启脉冲，线圈电流迅速增大；电 以减少电源的能量消耗，减少电磁阀线圈的发热，保 磁阀开启后，电路立即转为 PWM运转方式，由于 证整个喷油系统长期可靠地运行。为实现这种理想