电控喷油器控制柱塞副结构参数设计与优化
电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计

舰
船
科
学
技
术
Vo . 2 ,No 8 13 .
Aug .,2 0 01
SHI CI P S ENCE AND TECHNOLOGY
电控 喷 油 器关 键 结构 参 数 正 交 试 验 优 化 设 计
浦卫华 , 王 锋 , 平 涛 , 建新 , 徐 张 睿
o e o — i n in l aa tr ,hso t z eutc udb e inb ssfrfr e jco a a tr f h 5 n n dme so a rmees ti pi er s l o l ead s a i o ut ri e tr rmee t p mi g h n p t d —f,efr n e o h ne trw se s rd r e o p r ma c fteijco a n u e . a o Ke r s c mmo al lcrnc c nrl d ij co ;Ame i y wo d : o n ri;ee t i o t l ne tr o oe sm;oto o a et r g n lts h
Ab ta t Op rt n r cpe n c a atr t o a e tp c mmo ri ne tr u e i sr c : eai p i il o n a d h rcei i f n w y e o sc n al jco s d n i ds iue o it b td c mmo alsse ee it d c d i h sp p r Nu r a mo e fte ijco a u l r n ri y tm w r nr u e n t i a e. mei l d lo h ne tr w sb i o c t
汽油机电控喷油器的结构改进研究

主题 词 : 电控 喷油器
钢 球 阀座
结构设 计
生产 效 率
中图分类 号 : U 4 6 4 . 1 3 6 文献 标识 码 : A 文章 编号 : 1 0 0 0 — 3 7 0 3 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 2 1 — 0 4
Re s e a r c h o n S t r u c t u r a l I mp r o v e me n t o f Ga s o l i n e El e c t r o n i c
的 内部 流 场 进 行分 析 验 证 。 结果表 明, 改 进 后 的钢 球 阀 座 结 构 能满 足 喷油 器 的流 量 特 性 要 求 。 且 实 际加 工 试 验 表 明 ,
新 型 钢 球 阀 座 结构 更 适 用 于 批 量 化 生 产 . 机械加工周期缩短 9 . 5 %. 在 满 足性 能前 提 下 提 高 了生 产效 率 。
C o n t r o l I n j e c t o r
S o n g Z h i g a n g , Z h a n g Z h e n d o n g , C h e n g Q i a n g , G u o H u i
( Un i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y)Байду номын сангаас
【 A b s t r a c t ] I n o r d e r t o f u r t h e r i m p r o v e t h e p r o d u c t i o n e ic f i e n c y o f e l e c t r o n i c c o n t r o l i n j e c t o r , t h i s a t r i c l e a n a l y z e s
电控喷油器的优化设计

电控喷油器的优化设计
李育学;张静秋;欧阳光耀
【期刊名称】《内燃机学报》
【年(卷),期】2006(024)003
【摘要】根据电控喷油器各部件的结构特点、耦合关系及物理性质,建立了电控喷油器电磁阀驱动、电磁阀、液力、机械系统耦合的数学模型,完成了仿真计算并获得了各因素对电控喷油器性能影响的空间图谱;系统地研究了电控喷油器结构参数对喷油器动态响应的影响.以仿真结果为基础,以系统的响应和经济性为目标,建立了系统的多元回归方程.通过多目标规划,对系统的结构参数进行了优化.利用分析结果,设计了相应的零部件.在喷油器动态特性测试台架上,对经过优化设计的喷油器进行了动态响应特性等测试.测试结果与仿真结果有较好的一致性;喷油器针阀开启和关闭响应时间均可达0.2 ms,喷油规律波形与控制脉冲波形基本一致.
【总页数】6页(P270-275)
【作者】李育学;张静秋;欧阳光耀
【作者单位】海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033;海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033;海军工程大学,船舶与动力学院,湖北,武汉,430033【正文语种】中文
【中图分类】TK421
【相关文献】
1.电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计 [J], 浦卫华;王锋;平涛;徐建新;张睿
2.基于MOSA算法的电控喷油器磁路结构优化设计 [J], 程强;张振东;郭辉;朱希
3.电控喷油器关键结构参数正交试验优化设计 [J], 浦卫华;王锋;平涛;徐建新;张睿
4.船用大功率柴油机电控喷油器仿真与优化设计研究 [J], 张晓怀;罗自来;黄康
5.船用大功率柴油机电控喷油器仿真与优化设计研究 [J], 张晓怀;罗自来;黄康因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于DOE的新型电控喷油器结构参数优化研究

1 前 言
随着排放法规 的 日趋严 格 , 电控燃油喷射系统成
其 工 作原 理 是 : 高压燃 油 从外 部 共轨 管 经高 压 油管 进 入 喷 油 器体 . 通过节流阀, 进 入 喷油 器 头 部 的 蓄压 腔 内 , 通 过 油 道分 为2 条 支路 , 其 中1 条 支 路 的高 压燃 油进 入 针 阀体 中的盛 油腔 ,另 1 条 支路 的
制油 腔 中 的压力 释放 , 针 阀通 过盛 油 腔 中 的高压 油 打开 , 开始喷 射 。
电 磁 阀 控 制 腔 出 油 量 孔
油器性 能 的结 构参 数 比较多。无 法 简单 比较 出各个
因 素对 系统 影 响 的程度 , 因而通 过 正交 试验 设 计优
化 了对喷油 器性 能有影 响 的关 键结 构参数 ,从 而为
今后 同类 型 喷油器 结构参数 的选取提 供 了依 据 。
控 制 腔 进 油 量 孔 控制油腔 控制柱塞 弹 簧 上 座 针阀控制 阀
2 新 型 喷 油 器 结构 分 析 与 建模
2 . 1 喷 油 器 结 构
为 解 决 船 用 大 功率 柴 油 机 循 环 喷 油 量 大 引 起 压 力波 动大 , 喷 油器 数 量 多引起 喷 射过 程互 相 干 扰
2 . 2 系统建模
图 1新 型 喷 油 器 结 构 图
根 据 共 轨 系 统 部 件 的 特 点 和 工 作 原 理 利 用
采 用节 流装 置 , 阻止 残余 压 力波 在 整个 燃 油 系统 中
的传 播1 3 ] , 其结 构如 图 l 所示 :
H Y D S I M软件进行建模 和液力计算 。首先将 系统简化
表4 以压力 波动 为指 标 的结果 分析
高压共轨喷油器响应特性优化分析

高压共轨喷油器响应特性优化分析缑庆伟;赵畅;张欣【摘要】为了提高某型号重型柴油机喷油器的响应特性,以高压共轨喷油器为研究对象,利用AMESim软件建立仿真模型并分析了控制柱塞直径、控制腔容积、针阀弹簧预紧力、针阀密封直径对于响应特性的影响.采用正交试验设计的方法,通过极差和方差分析对这些参数及其交互作用进行优化.结果表明,当控制柱塞直径为4.2 mm,控制腔容积为0.02 cm3,针阀弹簧预紧力为79 N,针阀密封直径为3.8 mm时高压共轨喷油器的响应特性最好,优化后响应特性提升了30.65%.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2017(007)003【总页数】7页(P175-181)【关键词】高压共轨喷油器;结构参数;响应特性;正交试验设计【作者】缑庆伟;赵畅;张欣【作者单位】北京交通运输职业学院汽车工程系,北京102618;北京交通大学动力与能源工程系,北京100044;北京交通大学动力与能源工程系,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TK423.8柴油机具有热效率高、功率大、经济性好等特点,在货车、大客车等商用车上得到了广泛应用[1]。
采用高压共轨燃油系统是提高柴油机动力性和排放性的必要措施,高压共轨喷油器作为核心部件,其响应特性将直接影响柴油机喷油特性,从而影响柴油机燃烧和排放,合理选取喷油器的结构参数是提高其响应特性的关键[5]。
本文首先根据实际工程需求选取了4个关键结构参数,通过单因素的仿真分析,获得各结构参数合理的选取范围。
利用正交试验设计的方法分析了各因素以及各因素之间的交互作用对于响应特性的影响,确定最佳优化方案,为喷油器的结构设计提供了理论依据。
1.1 高压共轨喷油器仿真模型的建立根据高压共轨喷油器各部件的结构特点及工作原理,对其进行合理的简化假设,建立相对应的数学模型。
在所建立的数学模型的基础上,以某型号重型柴油机高压共轨喷油器为参考,利用 AMESim仿真软件液压元件设计库中的各类单元模型搭建本研究的仿真模型。
优化柱塞结构和工艺提高喷油泵怠速供油均匀性

般情况下 , 柱塞供油边棱设计为斜槽 、 直槽加单 或 双螺 旋结构 , 斜槽 直接 磨 削 , 直槽 加单 或 双螺旋结 构
一
可采 用 先加工 拨杆 , 然后 以拨 杆定 位铣 削螺旋 线 , 处 热 理 后 磨 削加 工方 式 加 工螺旋 槽 , 以保 证 柱 塞供 油边 棱 的轮 廓度 ; 而该 型 号 喷油 泵柱 塞 供油 边 棱 为 中心孑 加 L 封 闭 双 螺 旋槽 结 构 ,其螺 旋 槽 宽 度仅 为 3mm,螺 旋
供 油量 。其 技 术 指标 和 精度 指标 要 求 高 , 品结 构具 产 有 特殊 性 , 塞偶 件 的性 能 指标 和 质量 指标 对 燃 油 喷 柱
射系统的各工况的供油均匀性 、 喷油泵泵端喷射压力 、
系统 的可靠 性 以及 柴 油机燃 油工 作过 程和性 能 指标有 很 大 的影 响 , 接 影 响 到柴 油 机 的正 常 工 作 和 可 靠 直 性 。某 型号 柴 油机 是 我 国新 型武 器 装备 的动 力系 统 , 其性 能 指标 远 远 高于 前期 各 型号 产 品 , 此对 喷 油泵 为 提 出 了更高 的战技 指 标 , 中喷 油 泵 的怠 速供 油 均匀 其 性设 计要 求 为 3 % ~3 % , 国 内 同类 产 品及 工 厂所 0 5 而
孔的位置精度和尺寸精度 、 出油阀组件的密封性等 , 其 中柱塞有效供油工作边棱的轮廓度是关键因素。此外
由于柱 塞套 采 用 的是 大直 径 进 回油 孔 , 油 和断 油更 供 加敏 感 快捷 , 因此 螺旋 供 油边 棱 的轮廓 度 对 喷油泵 怠
速供油 均匀 性极 为重要 。
1 工 艺性 分析 . 2
生产 的喷油泵怠速供油均 匀性一般均为 4 %。该型 5
利用HYDSIM优化柴油机喷射系统的参数

HYDSIM是一个非常胜任分析这种顶隙柱塞式燃油系统 的软件。
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谢谢!
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喷射系统结构与建模
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喷射系统结构与建模
在模型中采用一个滑阀部件(throttle)和进油口(port)部件来模拟柱塞的顶 隙结构,滑阀类型为通过阀体升程控制有效流通面积类型的阀部件(flow area controlled by body lift)。
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系统参数优化
改变油嘴的孔径对优化目标喷油量 进行优化 Ø 0.250 mm Ø 0.272 mm 181mm3/stroke
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小结
由HYDSIM模拟计算可以得出结论如下: • • • • • 顶隙尺寸 顶隙高度 油嘴的孔径 高压油管内径 高压油管长度 0.088 mm 1.85 mm Ø 0.272 mm Ø1.8 mm 720 mm
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系统参数优化
在模拟计算过程中对下面几个参数进行调整优化: • • • • • • 顶隙大小 顶隙高度 油嘴流量 (油嘴的孔径) 柱塞的直径 高压油管的内径 高压油管的长度
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燃油喷射系统优化技术解析

燃油喷射系统优化技术解析燃油喷射系统是现代内燃机的重要组成部分,其功能是将燃油有效地喷射到发动机的燃烧室中,以实现燃烧反应,并驱动汽车运行。
随着对汽车性能和环保要求的不断提高,燃油喷射系统优化技术也越来越受关注。
本文将对燃油喷射系统优化技术进行详细解析,包括喷油器优化、喷油策略改进以及燃油供给系统的优化等方面。
一、喷油器优化喷油器是燃油喷射系统中最关键的部件之一,它直接影响燃油喷射的效率和稳定性。
在喷油器的优化方面,可以采用以下几种技术来提高其性能。
首先,喷油器的设计和制造要精确。
喷油器的喷孔大小、喷油角度和喷油速度等参数需要根据不同的发动机工况来进行优化。
此外,喷油器的结构要稳定牢固,以避免喷油不匀或者堵塞等问题。
其次,喷油器的喷射控制要准确。
通过改进喷油器的电控系统,可以实现更精确的喷油控制。
例如,可以采用电磁阀控制喷油量和喷油时间,使喷油过程更加稳定和可控。
再次,喷油器的清洁和维护要得到重视。
喷油器需要定期进行清洁和维护,以确保其正常工作。
同时,还可以采用喷油器清洗剂等辅助手段,帮助清除喷油器内部的积碳和杂质。
二、喷油策略改进喷油策略是指根据发动机工况和车辆需求来调整喷油参数的方法。
通过改进喷油策略,可以提高燃油利用率、降低排放物的生成,并提升发动机的性能。
首先,可以根据发动机的负荷和转速来合理调整喷油量和喷油时机。
在高负荷和高转速状态下,需要增加喷油量和提前喷油时机,以保证充分燃烧。
而在低负荷和低转速状态下,可以适当减少喷油量和延迟喷油时机,以降低燃油消耗。
其次,可以采用分段喷射技术。
分段喷射是指将喷油过程分为几个小段进行,以提高燃油和空气的混合效果。
通过在不同的喷油阶段控制不同的喷油量和喷油时机,可以使燃油更好地与空气混合,从而实现更充分的燃烧。
另外,可以利用喷油策略来实现启停功能。
在无动力需求时,可以通过停止喷油来实现发动机的停止。
当需要启动时,再恢复喷油。
这种启停技术可以有效降低燃油消耗和排放。
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Ab t c :T e s u tr aa tr fc nrlpu g ri n ee t nc l o t l d ijco r e sr t h t cue p rmeeso o to ln e n a lcr ial c nr l ne trwee d — a r o y oe
1 电控 喷 油 器
电控 喷 油器 由电磁 阀控 制 喷油 开 始 和结 束 , 通 过 控制 柱塞 传递 运 动关 系 , 电磁 阀开 闭 与 针 阀开 将 关 对应 起来 。电控 喷油器 由喷 油嘴 、 控制 柱塞 副 、 进
出油孑 、 L 电磁 阀组 成 , 图 1所示 。在 电磁 阀不 通 电 如
第3 3卷 第 7期
20 12年 7月
兵
工
学
报
Vo . 3 1 3 NO. 7
ACTA ARMAM ENTARI I
J1 u.
2 2 01
电控 喷 油 器 控制 柱 塞 副 结构 参 数设 计 与优 化
王 军 ,张 幽 彤 ,金 毅 ,熊 庆 辉
( . 甲兵 工 程 学 院 机 械 工 程 系 ,北京 10 7 ; . 京 理 工 大 学 机 械与 车 辆 学 院 , 京 1
a c ran i s l n i e Ge ei ag rt m wa p le o p i z h mu t— r me e s a o tmu et i d e e e g n . n tc l o i h s a p id t o tmie t e lipa a tr , n p i m
摘 要 : 提高 电控 喷油器 液力 响应速 度 , 行 了电控 喷 油器 控 制柱塞 副结 构参 数 设计 及优 化 。 为 进 简要 分析 了电控 喷 油器 的工作 原理和 控制 柱塞 的作 用 , 出 了电控 喷 油器 控 制柱 塞 副 参数 的计 算 提 方 法 ; 对某 型柴 油机 的喷油器 要 求 , 步计算 了控 制柱塞 副结 构参数 ; 针 初 引入 遗传 优化 算法 , 立 以 建
mo e h c ssteijco y rui e p n et sa bet efn t nwa rs ne d lw ih u e ne trh d a l rs o s i a no jci ci sp ee td,a d teo — h c me v u o n p h t zt n rs l w sa he e .T e p r r n e o ne trwi pi m s u tr aa tr s a — i ai eut a c iv d h ef ma c fijco t o t mi o o h mu t cu e p rmeeswa p r
De i n a p i i a i n o t u t r r m e e s o nt o u e up e sg nd O tm z to f S r c u e Pa a t r f Co r lPl ng r Co l
i lcr ncl nr l dIjco nE et0 ial Co tol netr y e
o h n l sso r rn il n u ci n o o to l n e ,a d sg to fc n r lp u g r i n t e a ay i fwo k p i cp e a d f n to fc n r lp u g r e in meh d o o to l n e n
作 者 简 介 :王 军 ( 9 8 ), , 教授 , 士 。E m ije 16 1 3 cr 16一 男 副 博 - a : 4 2 @ 6 .o lo n
第 7期
电 控 喷 油器 控 制 柱塞 副 结 构参 数 设 计 与 优 化
79 8
喷 油器 的液 力 响应 时 间 的影 响
启和 落座 , 控制 柱塞 副结 构 尺 寸确 定 必 须 满 足柱 塞
的运 动关 系 。 针 阀开启 时
P A + h < b・ K … PA , b () 1 () 2
针 阀关 闭时
P A +K 0 PA , b・ h > b
时, 电磁 阀关 闭控 制柱 塞顶 部 的出油孔 , 压燃 油通 高 过 进油孔 作 用在控 制柱 塞 上 , 由于 柱 塞 与针 阀 的承 压 面积 差 , 力使 控 制 柱 塞 下行 , 终使 针 阀落 座 ; 合 最
, 对 如 何 选 取 但
合 理 的结 构参 数研 究不 多 。本文从 工 程应 用 的角度 出发 , 析控 制柱 塞 的液力 变化关 系 , 分 根据 柴油 机边
2 控 制 柱 塞 副 参 数 计 算
喷油 器 的针 阀尺寸取 决 于柴油 机最 大循环 喷油
量 , 照 B sh公 司针 阀直 径选 择 原则 : 按 oc S型 针 阀多
当 电磁 阀通 电时 , 出油 孔被 打开 , 控制 室 的燃油 压力
式 中 : 为控 制柱 塞 承 压 面 积 ; A 为针 阀导 向面 积 ; K为弹 簧 刚度 ; 。 弹 簧 预 压 缩量 ; … 为 弹簧 最 大 h为 h 压缩 量 ; 喷 嘴腔 内压力 ; b p为 P 为控 制 腔 内压 力 。 由于针 阀弹簧 只是 为确 保 针 阀可 靠 关 闭 , 在柱 塞直 径初 算时 , 不考 虑弹 簧影 响 , 须保证 作用 在柱 必 塞 的合 力始 终指 向针 阀 , 能保 证针 阀可靠 落座 , 才 得 到控制 柱塞 直径
柱塞 运 动响应 时 间为 目标 函数 的优 化模 型 , 获得 了较 合理 的柱塞 结构 参数 ; 通过 电控 喷油器 仿真模
型 计算 , 比 了优 化后结 构参 数 的喷油器 性 能。 对 关键 词 :动力机械 工程 ;遗传 算 法 ;控制柱 塞 ;喷油器 中 图分类 号 : K 2 . T 4 12 文献标 志码 : A 文章 编 号 :10 .0 3 2 1 ) 70 8 -5 0 01 9 (0 2 0 -7 80
— — — — 一
( 4 )
() 5
图 1 电控 喷 油 器 结 构
Fg 1 Srcu eo lcrnc cnrl dijco i. tu tr f eto i o t l ne tr e oe
Q = a / p 一 。, 。 g 。 二( P)
式 中: p 为共 轨 腔 燃 油 压 力 ; 。 电磁 阀 腔 内燃 油 P为 压 力 ; i 共轨 腔 至控 制 腔 流 量 ;Q 为 控 制 腔 至 电 Q为 。 磁 阀腔 流量 ; ; 进 油 孔 面积 ; 。 出油 孔 面 积 ; A为 A为
po e sn h i lt n mo e f lcrn cl o told ij co. rv d u igte s mu ai d l e t ial c nrl ne tr o oe o y e
Key wor s:p we c i ey e gn e i g;g n tc ag rt m ;c nr lpl g r lc r nc l o to ld d o rma h n r n i e rn e ei lo ih o to un e ;e e to ial c n r l y e
teeet nc l ot l dijc r a rsne .T es u tr prm tr w r clu t c o ig o h l r i l cnr l et s ee t c o ay oe n o w p d h t cue aa e s ee a l e acr n r e c a d d t
i et n co j r
控 喷油器 的高 速响应 是确保 针 阀快速 开启 和关 闭 的
0 引 言
高压 共轨 喷油 系统 能灵活 地 实现高 压喷射 和多 次 喷射 , 是柴 油机最 有发 展前 途 的喷射 系统之 一 , 它 由高压 油泵 、 共轨 管和 电控 喷油器 及 电控单元 组成 。
WA G Jn , H N o — n JN Y I N igh i N u Z A G Y ut g , I i,X O G Qn .u o
( . e at n fMe h nc l n iern ,Ac d myo moe oc sE gn eig,B in 0 0 2,C ia 1 D p rme to c a ia gn eig E a e fAr rd F re n ie r n ej g1 0 7 i hn ; 2 S h o o c a ia e iua n ie r g,B in ntueo e h oo y . c o l fMeh nc lV hc lrE gn ei n ej g Isi t f c n lg ,Be ig1 0 8 ,C ia i t T in 0 0 1 hn ) j
油孔 进 油孔
^ Jp
() 3
式 中 k为放 大系数 。 柱 塞结 构如 图 2所 示 , 柱塞套 进 油量 、 出油量 和 控 制腔 的体 积决 定 了控 制腔 内压 力变 化 , 制腔 的 控
燃 油输 入量 、 出量 为 输
— — — — — 一
Q i (i b i √ —) = P,
阀和机 械喷 油器 部 分组 成 , 过 对 电磁 阀开 闭控 制 通
实现 喷 油量 、 油定 时和 多 次 喷 油 的柔 性 控 制 。电 喷
梁, 通过控 制柱 塞一 端 燃 油 压力 变 化 实 现 柱塞 的运 动 。 已有很 多 文献研 究 了控制 柱塞结 构参 数对 电控
收 稿 日期 : 0 0—1 2 21 2— 9 基 金 项 目 :国 家 自然科 学 基 金 项 目 ( 1 7 0 4 5061)
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迅 速 降低 , 向上 的合 力 使 控 制柱 塞 上 行 , 阀升 起 , 针
喷油器 开始 喷油 ; 以柱 塞 的运 动 和 受 力状 况决 定 所