电控喷油器的结构仿真分析与参数优化
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。
柴油发动机;电控喷油器;机械设计;仿真分析
太原理工大学
硕士
动力机械及工程
牛志刚
2013
中文
TK423.84;TK422
94
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）