电控喷油器部分设计

1.额定功率时的循环供油量
本次设计选用的是长城GW2.8T 增压型柴油机，该柴油机基本参数如下：
P 额=70.KW n=3200r/min be=218g/kwh i=4
设计喷油器的原始数据是根据发动机额定功率时的循环供油量q 。

而q 是根据发动机额定功率Pmax 与燃油消耗率be 来计算。

每小时消耗油量B
B=P ×be=70×218=1.526×104g/h 每缸每小时消耗油量b
b=B/i=1.526×104/4=3.815×103g/h 每缸每小时喷油次数C
C=n ×60/2=3600×60/2=10.8×104次/h 没刚每次喷油量q
q=b/c=3.815×103/10.8×104=3.53×10-2g/次 式中 P 额-发动机额定功率（kw ） n-额定功率是的发动机转速（r/min ） be-额定功率时的燃油消耗率（g/kwh ） i-气缸数 B-每小时耗油量 2.喷油持续时间
0.92ms )36006(20
)
6(t =⨯==
n fj
θ
3.通流截面设计
s m p
v p
p in
/5.572830
4-1202)
(2210
6
g
=⨯⨯=
-
=
Λ=
）（ρ
ρ
3-2
0.0950.7
0.92572.51000103.531000vt q A mm =⨯⨯⨯⨯==μ
4.喷油孔的设计
0.173mm
40.09544=⨯==）（ππ
Z A
d n
5．电磁力计算
2
202)(σ
μa
s iN F = 式中 μ0为空气磁导率，μ0=1.25×10−6H m ⁄； i 为线圈电流； N 为线圈匝数； S a 为吸合面积；σ为气隙长度 σ=0.15mm ；
6.控制柱塞直径
控制活塞的直径是影响喷油器整体性能的关键结构参数。

控制活塞直径的大小将 直接影响控制腔容积的大小、控制活塞运动时控制腔容积的变化率、控制腔中燃油作用于喷油嘴针阀上的液压力和喷油器运动部件的质量，从而对喷油器针阀的运动特性产生很大的影响，而且控制活塞的直径对喷油器的外形尺寸也有直接影响。

控制活塞直径的增加将直接导致控制腔中压力响应的速度的降低，在进回油节流孔直径一定时控制活塞的直径确定了喷油器运动部件所能达到的最大速度。

控制活塞直径的大小应与进回油节流孔、喷油嘴针阀的承压面以及针阀弹簧刚和预压缩量匹配以确保喷油器的性能和使用寿命。

由喷油器工作原理知针阀从完全开启状态到开始关闭，有关参数必须满足：
2
2
max 04
4
)(Na N c c N N N d P P d h h K π
π
>
+
+
针阀关闭时应满足：
)(4
2
0Nb Na N c c N N A A P P d h K ->+
π
通常只要满足式1，式2自然满足。

式中：
K N ——针阀弹簧刚度；h N0——针阀弹簧预压缩量；h Nmax ——针阀弹簧最大压缩
量；d c ——控制活塞直径；P c ——控制腔压力；P N ——针阀腔压力；A Na ——针阀导向面截面积；
d Na ——针阀导向面直径；A Nb ——针阀密封带以下的投影面积；R P ——共轨管压力。

在初步计算控制活塞直径时，不必考虑针阀弹簧力对针阀开启和落座的影响，所 以式1变为
Na c
N
c d P P d >
在电磁阀关闭时，控制腔压力 Pc 迅速上升，但是并不能达到此时针阀腔的压力PN （R ≅P ），所以dNa>dcd 。

当采用 Bosch 的 P 系列喷油嘴时，dNa ＝4mm ，所以 dc>4mm 。

理想的喷油规律要求针阀能够快速关闭，喷油嘴迅速断油。

研究表明，控制活塞直径与针阀关闭势能间存在如图 所示的关系，在控制活塞直径为 4.8～5mm 时，针阀关闭势能最大。

综合上述计算和分析，本设计选取控制活塞直径为 5mm 7. 进油节流孔直径d m 的计算
控制活塞开始向下压迫针阀，应该满足：
2
2
max 04
4
)(Na N c c N N N d P P d h h K π
π
>
+
+
即：
)(4
)
(22
max 02
2
λεπ
-≈+-
≥
R c
N N N N c
Na c P d h h K P d d P
式中c Na
d d =
ε ，R c N N N P d h h K 2
max 04
)(πλ+=
控制活塞向下运动引起控制腔体积的变化：
max 2
4
N c h d V π
=
∆，这也是需要补充的油量的体积，即：
τρλεπ
μτρ
μ)
1(24
2
)
(22
+-≤-=∆R in
in
C R in in P d P P A V
即：
τρ
λεπ
μπ
)
1(24
4
22
max 2
+-≤R in
in
N c P d h d
解得：
)
1(22max λετμρ+-≤
R in N c in
P h d d 式中τ——针阀落座时间， ρ ——燃油密度，in μ ——进油节流孔流量系数。

本设计中上述各参数的取值见表 2-1。

把各参数化为国际标准单位后代入公式，计算出
241.0≥in d mm 。

8.控制腔出油口流通面积 Aout
控制活塞开始抬起针阀时控制腔压力C P 应满足：
)(4
02
Nb Na N N N c c A A P h K P d -≤+π
即
2
4
)(C
N N Nb Na N C d h K A A P P π
--≤
出油口流量为：ρ
μ)
(2B C out
out out P P A Q -=
入油口流量为：ρ
μ)
(2C R in
in in P P A Q -=
为了达到泄油目的，出油口流量应大于进油口流量：
in out Q Q ≥ 即B
C C
R
in out in out P P P P A A -->
μμ 1---=
B
C B
R in out in P P P P A μμ []
1)(4)
(0---->
N N Nb Na R C R in out in h K A A P P P A πμμ
2
)
2sin 2(sin θ
θπb h R d +• 当 out
A
=
)2
sin(2)2
cos(
242
22θθμR
d
R h out b -+≤
时
4
2
2out d πμ 其他
式中：
B P ——背压；
out d ——控制腔回油节流孔直径；
R ——球阀直径；
θ——球阀座面锥角；
out u ——回油节流孔流量系数；
o h ——球阀升程；
最后确定控制腔直径、进、回油节流孔直径分别为：5mm 、0.38mm 、0.4mm 。

根据以上参数，选择喷油器：BOSCH CR1P2
该喷油器如图所示：。