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1、2002年(第31卷)第5期小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車7高壓共軌燃油系統(tǒng)高壓油泵特性研究海軍工程大學(xué)安士杰歐陽(yáng)光耀李育學(xué)劉鎮(zhèn)(武漢430033)摘要根據(jù)典型的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)高壓油泵結(jié)構(gòu),對(duì)其建立了仿真數(shù)學(xué)模型,利用該數(shù)學(xué)模型,研究了高壓油泵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)特性的影響,為高壓共軌系統(tǒng)高壓油泵的初步設(shè)計(jì)和選型提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞共軌高壓油泵ResearchofCharactersofHighPressureFuelInjectionPumpforCommonRailInjectionSystemNavalU
2、niversityofEngineeringAnShijieOuyangGuangyaoLiYuxueLiuZhen(Wuhan430033)AbstractThesimulationmodelofhighpressurefuelinjectionpumpisfoundedbasedonit’sstructure.Theeffectsofhighpressurefuelinjectionpumpstructureparametersforhighpressurecommonrailinjections
3、ystemarestudied,andtheconclusioncangivesomesupportforthehighpressurefuelinjectionpumpdesign.KeywordsCommonrailHighpressurefuelinjectionpump1前言在建立系統(tǒng)模型過程中,將影響燃油供給和噴射高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)[1,2,3]相對(duì)于其它過程的所有因素都考慮進(jìn)去是不切實(shí)際的,在建立仿真計(jì)算模型中作了如下的基本假設(shè):形式的燃油噴射系統(tǒng),具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)噴油壓力柔(
4、1)在整個(gè)計(jì)算過程中,不考慮油溫隨時(shí)間和壓力性可調(diào),對(duì)不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速工況能確定所需的最佳噴的變化;射壓力,從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能;(2)可獨(dú)立地柔性(2)流體在整個(gè)系統(tǒng)中作可壓縮、有摩擦、在光滑控制噴油正時(shí),配合高的噴射壓力(120MPa～190管中的一維不穩(wěn)定流動(dòng),但其不穩(wěn)定流動(dòng)阻力用穩(wěn)定MPa),可同時(shí)使NOx和微粒控制在較小的數(shù)值內(nèi),以流動(dòng)阻力進(jìn)行計(jì)算。滿足排放要求;(3)柔性控制噴油速率變化,實(shí)現(xiàn)理想(3)燃油在各容積中的狀態(tài)變化瞬時(shí)達(dá)到平衡,同噴油規(guī)律,既可降低柴油機(jī)NOx和壓力升高率,又能
5、一集中容積內(nèi)同一瞬間的壓力、密度處處相等;保證優(yōu)良的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性;(4)由電磁閥控制噴油,(4)在微小的時(shí)間間隔內(nèi),燃油通過各節(jié)流孔的流其控制精度較高,高壓油路中不會(huì)出現(xiàn)氣泡和殘壓為動(dòng)為定常流動(dòng);零的現(xiàn)象,因此在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi),噴油量循環(huán)變動(dòng)(5)不考慮有摩擦組件間的摩擦阻力;小,各缸供油不均勻性可得到改善,從而減輕柴油機(jī)的2.2高壓共軌噴射系統(tǒng)供油過程數(shù)學(xué)模型的建立振動(dòng)和降低排放。正是由于具有以上優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)外已典型高壓共軌燃油系統(tǒng)高壓油泵結(jié)構(gòu)如圖1所有多家公司和科研機(jī)構(gòu)投入巨大精力對(duì)其進(jìn)行研究。
6、示,它為一多作用的旋轉(zhuǎn)柱塞泵,可在每次凸輪旋轉(zhuǎn)過但由于高壓共軌燃油系統(tǒng)是一種全新的燃油噴射系程中,多次向高壓油軌供油。高壓共軌燃油噴射系統(tǒng),統(tǒng),其系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)特性的影響需要認(rèn)真研通過其中的高壓油軌,將已經(jīng)相互獨(dú)立的高壓燃油的究。作為向系統(tǒng)提供高壓燃油的高壓油泵,是保障系統(tǒng)供給過程與燃油的噴射過程聯(lián)系起來。高壓油泵將高正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件,應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)分析。壓燃油泵入高壓油軌中,而不直接向噴油器提供高壓2高壓共軌噴射系統(tǒng)供油過程數(shù)學(xué)模燃油;燃油的噴射過程需要的燃油由高壓油軌供給,而[4
7、,5]型的建立不直接由高壓油泵提供;高壓油軌既作為蓄壓器,又可2.1系統(tǒng)假設(shè)減小供油和噴油過程中的壓力波動(dòng)。因此,在考慮高?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.8小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車No15(Vol131)2002積變化率,它取決于凸輪型線。高壓油泵出油閥的結(jié)構(gòu)決定了高壓燃油在高壓油泵和高壓油軌之間的運(yùn)動(dòng)方式,將出油閥簡(jiǎn)化為圖3[4]所示模型,其中出油閥腔為容器類,D1為高壓油泵出油閥孔直徑,D2為高壓油泵到高壓油軌
8、的高壓油管直徑,R為出油球閥半徑,其出油閥升程限制為Hmax。1.凸輪軸2.偏心凸輪3.壓油柱塞4.高壓油腔5.進(jìn)油控制閥6.控制電磁閥7.出油閥8.燃油過濾器9.到高壓油軌10.安全閥圖1典型共軌系統(tǒng)高壓油泵結(jié)構(gòu)圖圖3出油閥仿真模型出油閥的球閥運(yùn)動(dòng)方程:2dxmD2=Ad1(pa1-pa2)-k(x0+x)dt出油閥腔的連續(xù)方程:Va2dpa21dma2=Ea2dtρa(bǔ)2dt球閥流通截面積:πE1x(x+Dcosα)Aa2=22D/4+Dxcosα其中
