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1、2002年(第31卷)第5期小型内燃机与摩托车7高压共轨燃油系统高压油泵特性研究海军工程大学安士杰欧阳光耀李育学刘镇(武汉430033)摘要根据典型的高压共轨燃油喷射系统高压油泵结构,对其建立了仿真数学模型,利用该数学模型,研究了高压油泵结构参数对系统特性的影响,为高压共轨系统高压油泵的初步设计和选型提供了理论依据。关键词共轨高压油泵ResearchofCharactersofHighPressureFuelInjectionPumpforCommonRailInjectionSystemNavalU
2、niversityofEngineeringAnShijieOuyangGuangyaoLiYuxueLiuZhen(Wuhan430033)AbstractThesimulationmodelofhighpressurefuelinjectionpumpisfoundedbasedonit’sstructure.Theeffectsofhighpressurefuelinjectionpumpstructureparametersforhighpressurecommonrailinjections
3、ystemarestudied,andtheconclusioncangivesomesupportforthehighpressurefuelinjectionpumpdesign.KeywordsCommonrailHighpressurefuelinjectionpump1前言在建立系统模型过程中,将影响燃油供给和喷射高压共轨式电控燃油喷射系统[1,2,3]相对于其它过程的所有因素都考虑进去是不切实际的,在建立仿真计算模型中作了如下的基本假设:形式的燃油喷射系统,具有以下优点:(1)喷油压力柔(
4、1)在整个计算过程中,不考虑油温随时间和压力性可调,对不同负荷和转速工况能确定所需的最佳喷的变化;射压力,从而优化柴油机综合性能;(2)可独立地柔性(2)流体在整个系统中作可压缩、有摩擦、在光滑控制喷油正时,配合高的喷射压力(120MPa～190管中的一维不稳定流动,但其不稳定流动阻力用稳定MPa),可同时使NOx和微粒控制在较小的数值内,以流动阻力进行计算。满足排放要求;(3)柔性控制喷油速率变化,实现理想(3)燃油在各容积中的状态变化瞬时达到平衡,同喷油规律,既可降低柴油机NOx和压力升高率,又能
5、一集中容积内同一瞬间的压力、密度处处相等;保证优良的动力性和经济性;(4)由电磁阀控制喷油,(4)在微小的时间间隔内,燃油通过各节流孔的流其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压为动为定常流动;零的现象,因此在柴油机运转范围内,喷油量循环变动(5)不考虑有摩擦组件间的摩擦阻力;小,各缸供油不均匀性可得到改善,从而减轻柴油机的2.2高压共轨喷射系统供油过程数学模型的建立振动和降低排放。正是由于具有以上优点,国内外已典型高压共轨燃油系统高压油泵结构如图1所有多家公司和科研机构投入巨大精力对其进行研究。
6、示,它为一多作用的旋转柱塞泵,可在每次凸轮旋转过但由于高压共轨燃油系统是一种全新的燃油喷射系程中,多次向高压油轨供油。高压共轨燃油喷射系统,统,其系统部件结构参数对系统特性的影响需要认真研通过其中的高压油轨,将已经相互独立的高压燃油的究。作为向系统提供高压燃油的高压油泵,是保障系统供给过程与燃油的喷射过程联系起来。高压油泵将高正常运行的关键部件,应对其结构参数进行仔细分析。压燃油泵入高压油轨中,而不直接向喷油器提供高压2高压共轨喷射系统供油过程数学模燃油;燃油的喷射过程需要的燃油由高压油轨供给,而[4
7、,5]型的建立不直接由高压油泵提供;高压油轨既作为蓄压器,又可2.1系统假设减小供油和喷油过程中的压力波动。因此,在考虑高©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.8小型内燃机与摩托车No15(Vol131)2002积变化率,它取决于凸轮型线。高压油泵出油阀的结构决定了高压燃油在高压油泵和高压油轨之间的运动方式,将出油阀简化为图3[4]所示模型,其中出油阀腔为容器类,D1为高压油泵出油阀孔直径,D2为高压油泵到高压油轨
8、的高压油管直径,R为出油球阀半径,其出油阀升程限制为Hmax。1.凸轮轴2.偏心凸轮3.压油柱塞4.高压油腔5.进油控制阀6.控制电磁阀7.出油阀8.燃油过滤器9.到高压油轨10.安全阀图1典型共轨系统高压油泵结构图图3出油阀仿真模型出油阀的球阀运动方程:2dxmD2=Ad1(pa1-pa2)-k(x0+x)dt出油阀腔的连续方程:Va2dpa21dma2=Ea2dtρa2dt球阀流通截面积:πE1x(x+Dcosα)Aa2=22D/4+Dxcosα其中
