GDI喷油器电磁场对动态响应特性影响的研究.pdf

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1、2016年(第38卷)第12期汽车工程AutomotiveEngineering2016232GDI喷油器电磁场对动态响应特性影响的研究术孔祥栋1，张振东1，谢乃流1，程强2，尹丛勃1(1．上海理工大学汽车工程研究所，上海200093；2．上海交通大学汽车工程研究院，上海200240)[摘要]为揭示不同电磁场参数对GDI喷油器动态响应特性的影响机理，建立了某款GDI多孔喷油器电磁阀的数学模型和Maxwell三维瞬态电磁场仿真模型，并进行仿真。结果表明：适当减小电磁线圈匝数、保持电压、工作气隙和滑动气隙，增大开启电压可有效改善喷油器的动态响应特性。另外，为降低铁芯

2、的涡流损耗，结合参数匹配对GDI喷油器及其磁路进行了综合改进，使GDI喷油器的动态响应特性明显提高。关键词：GDI喷油器；电磁阀；动态响应；磁路改进AResearchontheImpactofElectromagneticFieldsontheDynamicResponseCharacteristicsofGDIInjectorKongXiangdon91，ZhangZhendon91，XieNailiul，ChengQian92&YinCongb011．InstituteofAutomotiveEngineering，UniversityofShanghaif

3、orScienceanclTechnology，Shanghai200093；2．InstituteofAutomotiveEngtneering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240[Abstract]Torevealtheeffectsoftheparametersofelectromagneticfieldonthedynamicresponsecharac．teristicsofGDIinjector，amathematicalmodelforthesolenoidvalveofthemulti—orific

4、einjectorofaGDIengineandacorrespondingMaxwellmodelfor3Dtransientelectromagneticfieldaresetupwithsimulationsconducted．Theresultsshowthatappropriatelyreducingelectromagneticcoilturns，holdingvoltage，workingairgapandslidinggapwhileincreasingturn—onvoltagecaneffectivelyimprovethedynamicre

5、sponsecharacteristicsofinjector．Inaddi—tion，forloweringtheeddylossofironcore，acomprehensivemodificationofGDIinjectoranditsmagneticcircuitisalsocarriedoutwithparametermatching，leadingtoasignificantimprovementofthedynamicresponsecharacteris—ticsofGDIinjector．Keywords：GDIinjector；soleno

6、idvalve；dynamicresponse；magneticcircuitimprovement刚吾汽油直喷(GDI)喷油器的本质是_种高精度高速强力电磁阀，GDI喷油器中的燃油压力比进气道喷射(PFI)喷油器中的燃油压力高几十倍以上，要使喷油器的针阀克服弹簧预紧力和燃油压力，又能在发动机一个循环内快速可靠地开启2～3次，要求电磁阀瞬间产生很强的电磁力，其内部电磁场决定了电磁阀快速响应能力和电磁作用力。因此，改善GDI喷油器内部电磁场，对提高GDI喷油器的工作性能具有重要实际意义¨‘2。。在对GDI喷油器电磁场优化方面，国内外已经开展了一些研究工作。文献[3

7、]中运用JMAG电磁仿真软件对喷油器进行了研究，分析了驱动电流、磁性材料、载荷和弹簧预紧力对喷油器开闭响应的影响规律。文献[4]中借助ANSYS有限元分析软件研究了喷油器高速电磁阀装配位置与电磁静态吸力的关系，并用测量砝码悬重试验验证了电磁阀有限元模型的正确性。文献[5]中借助电磁场仿真分析结果，对喷油器的电磁场进行了优化，在综合性能有所提高的前提下，减小了整体结构尺寸。文献[6]中。国家自然科学基金(51275309)资助。原稿收到日期为2015年11月19日，修改稿收到日期为2016年6月16日。汽车工程2016年(第38卷)第12期借助理论建模及有限元分析

8、方法分析了电磁元件、边界