电控喷油器的结构仿真分析与参数优化

发布时间：2017-04-09 00:23

  本文关键词：电控喷油器的结构仿真分析与参数优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球性的能源危机,日益严重的环境污染,给人类的生存环境带来了巨大危害。世界各国对汽车排放法规的要求以及对内燃机节能方面的要求愈来愈严格,因而对其调节控制提出了越来越高的要求。电控高压共轨喷油系统可以有效降低柴油机油耗及尾气排放,并能显著提高其动力性能。电控喷油器作为高压共轨喷油系统中的关键元件,直接控制着高压燃油喷入燃烧室的喷油过程,是保证柴油机正常有序工作的重要环节。电控喷油器的喷油特性直接影响气缸内可燃混合气的形成与燃烧,从而影响柴油机的工作特性及尾气排放特性,而电控喷油器的关键结构参数会严重影响喷油器的响应特性、喷雾质量、喷油规律,乃至整个混合气的形成与燃烧。 为使电控喷油器的喷油特性得到良好优化,本文对电控喷油器进行模拟仿真,研究各结构参数对系统性能的影响,进行结构优化,提出更为合理的结构设计参数,提升电控喷油器的喷油性能。对其进行模拟仿真与参数分析,不仅可以节约劳动资源与社会资源,还能缩短电控喷油器的研发周期。 本文通过查阅大量文献资料,充分论述电控喷油器的结构特点和工作原理,对其结构进行简化得到物理模型,并在此模型的基础上提出计算假设,构建电控喷油器的数学计算模型,将其分为容积腔、管道和阀件三类子模型,分别建立各类相关的流体力学方程。采用液压仿真软件AMESim作为仿真平台,建立电控喷油器的仿真模型,对电控喷油器的结构参数逐个进行分析,筛选出对喷油特性影响最大的七个关键结构参数：控制活塞直径、出油孔流量系数、针阀直径、进油孔直径、出油孔直径、进油孔流量系数和喷油孔流量系数。 通过正交试验设计方法对七个关键结构参数进行优化分析,确定七个参数对喷油器的喷油特性影响的主次程度,并通过分析选出一组最优组合的优化设计方案。对此优化方案中的数据带入AMESim仿真模型中进行仿真,与优化前的仿真结果进行对比,发现电控喷油器的动态响应特性得到了很大的改善,喷油性能也得到了大幅提升,可以实施更加理想的喷油规律。
【关键词】：柴油机 电控喷油器 AMESim仿真 参数优化 正交试验 喷油规律 喷油特性
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 发展提高柴油机技术的必要性11-14
• 1.1.1 有限的石油资源11-12
• 1.1.2 汽车尾气排放造成的环境污染问题12-13
• 1.1.3 柴油机发展快速13-14
• 1.2 柴油机电控喷油技术14-18
• 1.2.1 柴油机电控喷油系统的发展概况14-16
• 1.2.2 喷油器的发展变化16-18
• 1.3 国内外电控共轨喷油系统的研究动态18-20
• 1.3.1 国外电控共轨喷油系统的研究动态18-19
• 1.3.2 国内电控共轨喷油系统的研究动态19-20
• 1.4 国内外电控喷油器的研究动态20
• 1.5 论文的研究目的和主要内容20-23
• 第二章 电控喷油器的动态喷油特性分析23-31
• 2.1 电控喷油器的结构组成及其工作原理23-26
• 2.1.1 电控喷油器的结构组成23-25
• 2.1.2 电控喷油器的工作原理25-26
• 2.2 电控喷油器的喷油特性26-27
• 2.3 电控喷油器的喷油特性对柴油机工作性能的影响27-29
• 2.3.1 电控喷油器喷油压力对柴油机工作性能的影响27-28
• 2.3.2 电控喷油器喷油率和喷油规律对柴油机工作性能的影响28-29
• 2.3.3 电控喷油器响应特性对柴油机工作性能的影响29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 电控喷油器的仿真分析31-47
• 3.1 电控喷油器模型假设31-32
• 3.2 电控喷油器的简化32
• 3.3 电控喷油器模型的三个基本数学模型32-41
• 3.3.1 容积腔的数学模型33-38
• 3.3.1.1 控制腔的数学模型34-36
• 3.3.1.2 盛油腔的数学模型36-37
• 3.3.1.3 压力室的数学模型37-38
• 3.3.1.4 针阀座处的数学模型38
• 3.3.2 管道模型38-39
• 3.3.3 阀件模型39-41
• 3.4 电控喷油器仿真模型的建立41-45
• 3.4.1 仿真模拟软件的选择41-42
• 3.4.2 电控喷油器仿真模型的主要参数42-43
• 3.4.3 电控喷油器仿真模型43-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 电控喷油器主要结构参数对燃油喷射过程的影响分析47-71
• 4.1 高压共轨管对燃油喷射过程的影响47-49
• 4.1.1 共轨管共轨压力大小对电控喷油器喷射特性的影响47-48
• 4.1.2 共轨管容积大小对电控喷油器喷射特性的影响48-49
• 4.2 电控喷油器控制腔的关键结构参数对喷油特性的影响49-54
• 4.2.1 进油孔对喷油器喷油特性的影响49-51
• 4.2.2 出油孔对喷油器喷油特性的影响51-52
• 4.2.3 控制活塞直径对喷油器喷油特性的影响52-54
• 4.3 针阀直径对喷油过程的影响54-55
• 4.4 针阀密封带以下投影面积对应的直径对喷油器喷油过程的影响55
• 4.5 针阀弹簧对喷油器喷油过程的影响55-57
• 4.5.1 针阀弹簧刚度对喷油器喷油过程的影响55-56
• 4.5.2 针阀弹簧预紧力对喷油器喷油过程的影响56-57
• 4.6 针阀组件质量对喷油器喷油过程的影响57-58
• 4.7 针阀锥角对喷油器喷油过程的影响58
• 4.8 喷油孔直径及喷油孔数目对喷油器喷油过程的影响58-62
• 4.8.1 喷油孔直径对喷油器喷油过程的影响59-60
• 4.8.2 喷油孔个数对喷油器喷油过程的影响60-62
• 4.9 喷油器中流量系数对喷油器喷油过程的影响62-69
• 4.9.1 进油孔流量系数对喷油器喷油过程的影响62-64
• 4.9.2 出油孔流量系数对喷油器喷油过程的影响64-67
• 4.9.3 喷油孔流量系数对喷油器喷油过程的影响67-69
• 4.10 本章小结69-71
• 第五章 电控喷油器关键结构参数的正交试验71-85
• 5.1 电控喷油器的关键结构参数的正交试验设计72-80
• 5.1.1 正交试验设计目标、因素与水平的确定72-73
• 5.1.2 确定试验方案73-76
• 5.1.3 组织实施试验76-80
• 5.2 优化前后电控喷油器的喷油特性比较80-82
• 5.3 优化前后多次喷油规律下的喷油特性比较82-83
• 5.4 本章小结83-85
• 第六章 工作总结与工作展望85-87
• 6.1 工作总结85-86
• 6.2 工作展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-93
• 攻读硕士学位期间发表的著作与论文93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：294067